金納米粒子間隙內發光分子可同步閃爍

　　英國劍橋大學卡文迪許實驗室與圣安德魯斯大學的科學家發現，當發光分子置身于金納米粒子間不足一納米寬的間隙時，會采取集體行動，像螢火蟲般默契地同步閃爍。這一發現不僅挑戰了關于光學相干性如何形成的長期假設，也為能在室溫下工作的高靈敏度傳感器、分子光子學和未來量子技術開辟了全新可能。相關論文發表于新一期《自然·納米技術》雜志。

　　實驗中，團隊用連續激光照射這些分子，并觀察其發光行為。結果顯示：激光功率較低時，發射的光僅限于被照亮的點；隨著功率增加，光芒擴散成一片超出激光束范圍的發光光暈，相隔甚遠的分子開始遙相呼應，一起振蕩，仿佛是一個整體在行動。

　　團隊表示，這是一種同步的偶極狀態，但它又與傳統激光器截然不同，發射的光并未高度聚焦，而是在離開納米腔后迅速失去相干性。

　　為揭開背后的奧秘，團隊結合激光激發、干涉測量與理論分析，發現相干性的根源并非光子在光學腔內的來回反彈，而是分子通過相鄰金納米粒子間微小間隙中的強電磁相互作用，直接彼此同步。干涉測量清晰顯示，分子在整個樣品中產生了空間相干性。

　　此前，科學家一直認為這種高度有序的一致行為，須依賴專門設計、能長久囚禁光子的光學腔。而此項研究卻證實，在一個高度無序的系統中，室溫下便生出了光學相關性，這無異于為在簡單組裝的室溫材料中探索連貫的多體物理學打開了一扇新窗。

　　團隊計劃進一步探究納米間隙的大小、分子密度、無序程度，以及光耦合等因素如何影響這一同步狀態。他們還希望嘗試其他發射體，如分子量子位和色心，看看這類等離子體納米腔能否催生出未來的室溫量子光子平臺。