物理系副教授劉建楠跨國光學研究 躍上國際期刊《Nature Photonics》

2016-01-21 • 學習資源

輔仁大學物理系副教授兼系主任劉建楠，與日本電氣通信大學副教授Toru Morishita，以及名古屋大學教授Akiyoshi Hishikawa所領導的實驗室所合作的光學領域研究，榮登國際期刊《Nature Photonics》，該期刊的影響係數（Impact Factor）高達32.386，在國際上擁有高影響力。
 
劉建楠此次與日本學者合作的研究，全名為Femtosecond two-photon Rabi oscillations in excited He driven by ultrashort intense laser fields。在這個結合實驗與理論的工作中，他們利用自由電子雷射與高強度飛秒紅外雷射，實現了氦原子在兆赫頻率的超快雙光子拉比震盪。拉比震盪描述一個量子系統在電磁波作用下，在兩個不同的電子狀態之間震盪的現象。
 
這個研究成果提供了一個新途徑，可以很精準地控制原子在幾十個飛秒（10^-15 秒）的時間內在兩個電子狀態之間躍遷，而且避免高強度雷射所導致的電子游離或其他非線性現象，將來可能應用於量子資訊的操控。原子的兩個不同狀態可以當成量子資訊的0與1兩個位元，能夠有效地操控原子狀態是量子資訊的必要條件。因為這個方法可以在很短的時間內，也就是外在環境的影響產生之前，精準地控制原子狀態，使原子可能作為一個不需要低溫條件的量子資訊元件。　　
 
劉建楠從2004年開始，每個寒暑假都會前往日本電通大學做研究，內容主要與光與原子的交互作用有關，至今雙方合作已長達十年。而此次躍上Nature Photonics的研究工作持續超過兩年的時間，由Akiyoshi Hishikawa教授所領導的團隊負責實驗，劉建楠副教授與Toru Morishita副教授負責理論計算。
 
談起文章躍上國際期刊的感想，劉建楠謙虛道：「其實這件事沒有那麼偉大。」他認為，談研究的影響程度，Impact Factor只能算是指標之一。「真正的impact，可能要等到十年之後才知道」，因為此次研究的結果可以當做是一個超快的原子控制開關，它呈現了一項新技術，後續要看這項技術會被應用在什麼樣的研究上。而文章躍上期刊，就像是通過了基本的品質考驗，真正的考驗則是文章是否有廣泛影響，或在十年後這個研究是否變成了一項重要技術。
 
「身為一個科學家，把一件事情搞清楚是該做的」，他也認為，能被刊登在期刊上的研究，其中必定蘊含一些「不是第一眼能看出來的東西」，而做研究的人最滿足的，莫過於把東西搞懂的那一刻，「當然這個弄懂的過程，可能會很長。」
 
劉建楠說，在私立大學做研究的教授，背負著比國立大學教授更大的負擔，除了教學行政負擔，經費與人力資源也相對缺乏，「幸運的是我剛好有這個管道」， 談起對其他輔大教授做研究的建議，他表示，「談不上建議，就是每個人要找到自己的工作模式，然後持續下去。」
 
學問非一天能夠累積而成，這次研究能夠順利進行，劉建楠副教授也仰賴十年來長期累積的「toolbox（工具箱）」，也就是物理技術與理論。所以在對物理系學生的建議上，他表示學生平常就該累積自己的toolbox，倘若以後碰到問題，手上又剛好有工具，便能將問題迎刃而解，否則等到遇見問題才來累積工具，不但要花上一段時間，還可能因此錯失眼前的難得機會。【公共事務室校園記者尤文報導】
 
論文網址http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2015.228.html