5 月 22 日，美国科学院院士、欧洲科学院院士、俄罗斯科学院院士以及马克斯·普朗克学会科学家Marlan O. Scully 教授在闵行校区行政楼B楼418 报告厅做客第126期大师讲坛，为交大师生带来题为“从玻色爱因斯坦凝聚和压缩光到黑洞”的精彩报告。

                                           

讲座开始，Marlan O. Scully 教授播放了一则关于“炭疽热检测”的新闻片段，生动地引出了“相干反斯托克斯拉曼散射飞秒激光自适应光谱技术”。他详细介绍了“拉曼散射”的基本概念、拉曼相干的意义、斯托克斯场的运动方程、以及拉曼增强过程，并深入浅出的与非相干拉曼过程进行了对比，指出量子相干性在反斯托克斯拉曼散射飞秒激光自适应光谱技术中具有极其重要的作用，所得光谱信号与原子密度密切相关，从而使得反斯托克斯拉曼散射飞秒激光自适应光谱信号得到极大的增强，因此得以成功地在实验中验证该技术可以被用来有效探测生物细胞。紧接着，他进一步探讨了量子相干性在产生高增益反向激光过程中的重要作用。他介绍了通过一系列的激光序列，聚焦于远程空气中，通过调节激光之间的间隔，来达到反向超辐射迅速放大过程，提出了基于此理论的反向空气激光产生过程。他着重介绍了他最近关于超辐射的工作，比如含时迪克态这一新颖物理概念和多原子体系的单光子超辐射等。其中，通过将多原子体系的单光子超辐射和腔内单原子多光子的物理模型进行对比，发现其具有共同性，并基于此发现，探索了一种基于超辐射的量子放大过程。该过程由于其完全不依赖于原子上能级的粒子数的特性，从而对未来的新颖相干光源的研究有着非常重要的意义。这一系列反向激光源的探索也在实验中有所突破。他指出，利用空气中的氧分子，实现反向空气激光的可能性，为将来实现远程相干反斯托克斯拉曼散射提供了实验上的基础。

在接下来的讲座中，他又讲解了黑洞的熵和盎鲁辐射的概念，给出了均匀加速原子辐射率的详细推导。他指出，原子的加速辐射过程可以类比于参数振荡器。基于此，他探讨了如何计算落入黑洞的原子辐射熵，并发现熵与黑洞面积之间的关系可以在不引入霍金温度的情况下导出。讲座最后，他简单介绍了勃戈留波夫气体和勃戈留波夫变换，用以研究拥有正负动量的原子对问题，并指出在勃戈留波夫的分析中，类似的配对相关性是解决盎鲁·霍金辐射问题的关键。

在互动环节中，他热情回答了在场师生关于飞秒激光自适应光谱技术、超辐射、落入黑洞的原子辐射熵等问题。Scully 教授也鼓励大家不要只注重理论或实验单方面研究，要注重全面发展，理论与实验并重才是科研人员成长为科学大师的必由之路。

讲座最后，大师讲坛组委会向 Marlan O. Scully 教授赠送了精心制作的以他为原型的泥塑人像作为纪念品，以表达交大学子对他的到访由衷的感谢和诚挚的祝福！

嘉宾简介

Marlan O. Scully，美国科学院院士，欧洲科学院院士，俄罗斯科学院院士，马克斯·普朗克学会科学家。他于1966年在美国耶鲁大学博士毕业，先后在美国耶鲁大学、麻省理工、亚利桑那大学、新墨西哥大学、以及德国马克斯·普朗克研究所开展研究工作。目前任职于美国德克萨斯农工大学和普林斯顿大学。

其获奖包括美国光学学会的查尔斯·H·汤斯奖和阿道夫·伦奖，电气和电子工程师协会（IEEE）量子电子奖，富兰克林研究所的艾略特·克雷森奖，古根海姆基金奖，以及亚历山大·冯·洪堡杰出教授奖。此外，还获得捷克政府的纪念奖章。鉴于在光学领域的杰出贡献，他近期获得了领域内的最高荣誉奖项——OSA美国光学学会弗雷德里克·埃夫斯奖/奎因奖。他同时也是中国科学院的爱因斯坦讲席教授。

背景介绍

统计物理与光学相结合领域的研究有两方面：一是基于激光与二阶相变过程的类比；另一是对加速原子在黑洞附近辐射的探索。勃戈留波夫在超流领域内的一系列成果是研究这一领域的重要方法。勃戈留波夫理论建立了超流波色凝聚体的相互作用动力学，用以研究拥有正负动量的原子对问题。在勃戈留波夫的分析中，类似的配对相关性是解决盎鲁·霍金辐射问题的关键。从量子光学的角度来研究盎鲁·霍金辐射问题，将使我们对爱因斯坦的等价原理以及与加速辐射相关的微妙因果关系有全方位的新认识。

Marlan O. Scully 教授在激光物理和量子光学领域做出了卓越的贡献，包括激光的 Scully-Lamb 量子理论、自由电子激光的经典理论、激光陀螺理论、关联自发辐射噪音的淬灭理论、无粒子数反转激光的首次实验验证、以及实验产生热原子气体中的超慢光等工作。他在量子相干性方面的工作对于量子力学以及量子热力学有着重要的影响。

作者： 刘海港、梁楠、张安伟 供稿单位： 研究生院