来源：University of Innsbruck
总结：
迄今为止，悬浮纳米颗粒的传感受到位置测量精度的限制。现在，研究人员已经展示了一种新的光学干涉测量方法，其中粒子散射的光被反射镜反射。这为使用悬浮粒子作为传感器开辟了新的可能性，特别是在量子领域。
悬浮纳米颗粒是一种很有前景的工具，用于传感生物、化学或机械产生的超微弱力，甚至是用于测试量子物理的基础。然而，此类应用需要精确的位置测量。奥地利Innsbruck大学实验物理系的研究人员现在展示了一种新技术，该技术可以提高亚微米悬浮物体位置检测的效率。Tracy Northup研究小组的博士生Lorenzo Dania说：“通常，我们用一种称为光学干涉术的技术来测量纳米颗粒的位置，其中纳米颗粒发出的部分光与参考激光发出的光进行比较。”。然而，激光束的形状与纳米颗粒发射的光模式（称为偶极辐射）大不相同这种形状差异限制了测量精度。
自干扰法
TracyNorthup教授和她的团队演示了这项新技术，通过用镜子反射的粒子光代替激光束，解决了这一限制。这项技术建立在近年来由同样来自Innsbruck大学的RainerBlatt及其团队开发的钡离子追踪方法的基础上。去年，这两个团队的研究人员提议将这种方法扩展到纳米颗粒。现在，研究人员使用悬浮在电磁阱中的纳米颗粒，表明该方法优于其他最先进的检测技术。这一结果为使用悬浮粒子作为传感器——例如，测量微小的力——以及将粒子的运动带入量子力学所描述的领域开辟了新的可能性。
图：用于悬浮单个纳米颗粒的离子阱。插图：粒子与其镜像之间的光学干涉。
[1] Lorenzo Dania, Katharina Heidegger, Dmitry S. Bykov, Giovanni Cerchiari, Gabriel Araneda, Tracy E. Northup. Position Measurement of a Levitated Nanoparticle via Interference with Its Mirror Image. Physical Review Letters, 2022; 129 (1) DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.013601
