一滴简单的橄榄油，在两面镜子之间的光子系统中反弹，就揭示了物理学相变的普遍方面，这真是不可思议。AMOLF科学家使用一个充满油的光学腔，其中的光经历了类似于沸水中的相变。该研究的系统具有记忆，因为石油使光子与自身相互作用。通过改变两面镜子之间的距离和测量光通过腔的透射率，发现了一个描述有记忆系统中相变的普遍规律，其研究成果发表在《物理评论快报》期刊上。
AMOLF相互作用光子研究小组研究光子系统中的非线性和噪声，其中一个系统是由两面近距离相对的镜子形成腔体。在腔体内，光线被镜子反射时会来回反弹。将某些东西放入这样的光学腔内，会改变系统的性质。小组组长赛义德·罗德里格斯(Said Rodriguez)说：通过将一滴橄榄油放入腔内，创建了一个有记忆的系统，这种油介导了有效的光子与光子相互作用，可以通过测量激光通过这个腔体的传输情况来看到这一点。
研究人员分析了传输，同时以不同的速度增加和减少了两面镜子之间的距离。发现，通过腔体传输的光量，取决于镜子的运动方向。光通过腔体传输是非线性的，在镜子之间有一定距离时，透射光的量，取决于是打开还是关闭腔体，这种行为称为磁滞，在某些相变中也会观察到这种现象，如沸水或磁性材料。然而，研究人员观察到，在使用橄榄油的空洞中，当提高空洞打开和关闭的速度时，并不总是存在滞后现象。
在更快的扫描中，看到滞后作为扫描速度的函数而消失，这是以普遍的速率发生，与光强或非线性强度等参数无关。描述光在充满油腔中的行为方程类似于描述原子、超导体甚至高能物理集合的方程。因此，研究发现的普遍行为很可能也会在这样的系统中观察到。虽然在其他有记忆的系统中，研究普遍的标度行为会很有趣，本研究的研究人员将继续关注充满油的空腔。
该系统在室温下具有很强的光学非线性，这为潜在的应用提供了机会，目前正在研究当耦合两个或更多空腔时会发生什么。因为每个系统都有内存，所以空腔阵列最终可能会作为一种计算工具有用，甚至可能在传感应用中有用。
博科园｜研究/来自：AMOLF
参考期刊《物理评论快报》
关注【博科园】看更多大美宇宙科学
