科学家发现能在真空中“看见”热量

其基本装置比背后的物理原理更容易想象：想象一群原子被放置在两面平行镜子之间。这些镜子能影响原子释放光的速度。在合适条件下，原子不再独立行动，而是一起发光，就像合唱团齐声歌唱——比单个歌手响亮得多。这种现象被称为超辐射。

新研究表明，如果原子感受到与安鲁效应相关的微弱“暖意”，这种影响会轻微改变它们的行为。结果是，原子集体发出的闪光会比它们不加速时稍早出现。这种时间上的提前成为安鲁效应清晰且可测量的迹象。

将“低语”转化为清晰信号

“我们找到了一种将安鲁效应的‘低语’转化为‘呐喊’的方法，”印度科学教育与研究学院莫哈里分校的博士生阿基尔·德斯瓦尔说，“通过使用间距精确的高质量镜子，我们能让普通背景信号更‘安静’，而由加速度引发的光爆发则会提前且清晰地出现。”

这种方法的一个重要优势是大幅降低了所需的加速度。如果没有高质量镜子，所需的加速度会大得多，远远超出实际可行范围。

为何时间是关键

“时间是关键，”斯德哥尔摩大学的博士后研究员纳夫迪普·阿里亚补充道，“如果原子感受到与安鲁效应相关的、来自真空的微弱‘暖意’，这群‘原子合唱团’不仅会更响亮，还会更早‘呐喊’。这种简单的时钟式标记能让安鲁效应信号更容易从日常噪声中分离出来。”

该方法通过关注光出现的时间而非其强度，提供了一种新方式，能将所需信号从通常会淹没它的背景效应中分离出来。

连接实验室实验与极端物理

通过解决这个困扰物理学家数十年的探测难题，该研究方案有助于缩小标准实验室设备与通常和极端环境相关的现象之间的差距。由于加速度与引力密切相关，类似的基于时间的方法最终可能让科学家在实验室台面上就能研究由引力驱动的微妙量子效应。

这项研究由印度科学教育与研究学院莫哈里分校的金贾尔克·洛钱和桑迪普·K·戈亚尔共同撰写，已发表在《物理评论快报》上。