腔介导的光机械纳米谐振器中的声子传热

能量传递和热通量在热力学中起着最重要的作用，在经典热力学的框架内，在宏观尺度上，我们已经很好地理解了这一点。然而，随着系统尺寸的减小，热或量子的涨落变得越来越重要。尽管在纳米、微米级和单原子水平的系统中研究热传递仍然很困难，但它已经在许多领域引起了人们对基础物理学和在各种先进的微观装置中的应用的浓厚兴趣。比如，在腔体光力学方面已经取得了一些显著成就:机械谐振器的基态冷却、超灵敏运动检测、光子和声子的不可逆控制等。由于其高度可控性，光机械系统已被提出作为一种用于非局部传热和热管理的新型机制，但是由于在光学腔内精确操纵光机械阵列方面存在技术挑战，因此尚未进行实验证明。

       近日，来自华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室的Cheng Yang等人演示了通过腔增强的远程相互作用耦合的两个空间分离的纳米机械谐振器之间声子传热的不同机制，并对热和非平衡动力学的单一轨迹进行了实时监控。在强耦合状态下，瞬时热通量在非平衡稳态下自发地来回振荡。在这种温度梯度驱动的遥远平衡系统中，他们证明了非平衡稳态热通量精度的一般界限，即热力学不确定性关系。他们的研究结果为纳米机械振荡器的热传递提供了更多的见解，并为测试非平衡热力学的基本理论提供了参考。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

文章链接：Cheng Yang et al. Phonon heat transport in cavity-mediated optomechanical nanoresonators. Nature Communications (2020) 11:4656
       https://doi.org/10.1038/s41467-020-18426-4