液晶中可调谐纠缠光子对的产生

液晶具有自组装、对电场的强响应和可集成到复杂系统中的能力，是光束操纵的关键材料。最近发现的铁电向列液晶具有二阶光学非线性，成为非线性光学的潜在材料。它们应用于量子光源可以大大扩展光子量子技术的边界。然而，自发参数下转换等，还没有在液晶、任何液体或有机材料中观察到。

研究人员在铁电向列液晶中实现了自发参数下转换，并展示了电场可调谐纠缠光子宽带的产生，其效率可与最佳非线性晶体相媲美。施加几伏电压或沿样品方向扭转分子取向，光子对的发射速率和偏振态会显著改变。液晶源可以实现一种特殊类型的准相位匹配。这种基于分子扭曲结构的匹配，可以根据光子对的所需光谱和偏振特性进行重新配置。

这种光源在功能、亮度和所产生量子态的可调性方面优于标准非线性光学材料。这一概念可以扩展到复杂的拓扑结构、宏观器件和多像素可调量子光源。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07543-5

偶极分子玻色-爱因斯坦凝聚的观察

受量子力学定律支配的粒子群表现出有趣的涌现行为。量子材料中的原子量子气体、液氦和电子，由于不同的组成和相互作用表现出不同的性质。超冷偶极分子的量子简并样品有望实现物质的新相，并为量子模拟和量子计算提供新途径。即使通过碰撞屏蔽技术减少了快速损失，到目前为止蒸发冷却到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的过程依然受到阻碍。

研究人员报道了偶极分子的BEC的实现。通过增强碰撞屏蔽来抑制二体和三体损失，他们蒸发冷却钠-铯分子到量子简并，并跨越相变到BEC。当相空间密度超过1时，BEC表现为双峰分布，并生成了BECs，其稳定寿命接近2秒。这项工作为探索偶极量子物质打开了大门，有望在光学晶格中创造偶极液滴、自组织晶体相和偶极自旋液体。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07492-z

用溶剂增韧的玻璃状凝胶

玻璃状聚合物通常硬而坚固，但延展性有限。通过溶胀，玻璃状聚合物可以变成柔软而脆弱的凝胶，但延展性被增强。性能的显著变化是由于溶剂增加了链间的自由体积，同时减弱了聚合物间的相互作用。研究人员展示了极性聚合物与离子液体——离子凝胶，在适当浓度下的溶剂化可以产生一种独特的材料——玻璃状凝胶，具有玻璃和凝胶的理想性能。

离子液体增加了自由体积，因此，尽管缺乏传统的溶剂，它依然具有可扩展性。但在室温下，离子液体在聚合物链之间形成强非共价交联，形成坚硬、坚韧、玻璃状且均匀的网络，即没有相分离。玻璃状凝胶具有高断裂强度、韧性、屈服强度和杨氏模量。这些值与热塑性塑料相似，但与热塑性塑料不同的是，玻璃状凝胶可以变形，并且在加热后可以快速恢复。这些透明材料通过一步聚合形成，具有黏合、自愈和形状记忆特性。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07564-0

（冯维维编译）