近日，華中科技大學物理學呂新友教授團隊在量子光學領域取得重要突破。他們創造性地將“奇異點”概念引入輻射激光研究，從理論上提出了一種能產生“窄線寬”激光的新方案，有望將現有輻射激光的線寬進一步壓縮三個數量級，達到微赫茲(μHz？WWW.SHHZY3.CN/)量級。該成果于3月9日在線發表在國際物理學期刊《物理評論快報》上。
  挑戰：為原子鐘造一束更“純”的光
  想象一下世界上**的鐘表——原子鐘。上海第四壓力表廠它的“嘀嗒”聲并非來自鐘擺，而是來自原子在特定能級間的跳躍。激光，就是讀取這種跳躍的“標尺”。激光的線寬，可以理解為這束光頻率的“純度”，線寬越窄，光的顏色越純，原子鐘的穩定性就越高。

  基于輻射激光的光學原子鐘是目前實現窄線寬輸出的重要途徑。然而，傳統輻射激光的線寬受到原子自發輻射速率的根本限制，就像有一道難以逾越的屏障，阻礙著原子鐘精度的進一步提升。如何在現有基礎上，WWW.shybdj6.net將激光線寬“擠”得更窄，成為國際學界關注的熱點。

  新躍儀表電位器新思路：利用“奇異點”駕馭量子相干性
  呂新友團隊另辟蹊徑，將目光投向了非厄米物理中的“奇異點”。奇異點是一個在特定參數下系統的能量狀態發生簡并的奇異點，它往往伴隨著一系列反直覺的物理現象，如損耗誘導的激光等。

  研究團隊構建了一個具有宇稱-時間、WWW.SHSAIC.NET.(PT)對稱性的理論模型，并系統研究了奇異點對輻射激光過程的影響。他們發現，當系統恰好工作在奇異點時，原子的集體行為會發生根本性改變：WWW.shybdj6.net/原子間的相干性被顯著增強，同時抑制了有害的Purcell效應(即自發輻射增強效應)。這兩重效應疊加，使得激光系統能夠更高效地進入集體輻射發光狀態。

  里程碑：線寬壓縮千倍，精度進入微赫茲時代

  *終的理論計算顯示，在這種新機制下，產生的輻射激光其線寬可以被壓縮到微赫茲量級，相比傳統方案縮窄了整整三個數量級，甚至遠低于單個原子的自然線寬。這意味著，未來基于此原理的原子鐘，其頻率穩定性和測量精度將實現質的飛躍。
  該工作由華中科技大學為*完成單位，上海自儀表九廠物理學2023級博士生杜敏為*作者，呂新友教授與四川大學特聘副研究員賓倩(原華中科大博士及博士后)為共同通訊作者。紅旗儀表廠研究不僅為突破輻射激光的線寬極限提供了全新路徑，也為基礎物理研究(如引力波探測、暗物質搜尋、相對論檢驗)和重大基礎設施(如衛星導航、*授時系統)的升級換代，帶來了具有潛力的技術儲備。