Abstract:

Optomechanical systems, such as LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), are extremely sensitive devices that have broad applications. Once cooled to the quantum regime, they will allow us to study macroscopic quantum mechanics at unprecedented size and mass scales. In this talk, I will first introduce basic concepts in optomechanics. I will then focus on optically levitated dielectric particles. With a glass microsphere levitated in air, we have measured the instantaneous velocity of Brownian motion, a task that was said to be impossible by Albert Einstein in 1907. In vacuum, we have cooled the center-of-mass motion of a levitated microsphere from room temperature to about 1.5mK. We are currently working on spin-optomechanics of levitated nanodiamonds with built-in nitrogen-vacancy (NV) centers, with the goal to create large quantum spatial superposition states of nanodiamonds using the spin-optomechanical coupling. This will enable the development of nanoparticle matter-wave interferometry. We have demonstrated electron spin control of levitated nanodiamonds and observed their torsional vibration.

Short Bio:

李統藏 （Tongcang Li），2004年本科畢業于中國科學技術大學，2011年在美國德克薩斯大學奧斯汀分校獲得博士學位。2011－2014年在美國加州大學伯克利分校做博士后。2014年至今在美國普渡大學“物理和天文系”及“電子工程和計算機系”任雙聘助理教授，博士生導師。在Science， Nature Physics， Nature Communications， Physical Review Letters 等雜志發表論文二十余篇，在Springer出版專著一部。李統藏在2010年和合作者用激光光鑷首次實驗測量了懸浮粒子布朗運動的瞬時速度，完成了這個愛因斯坦在一百多年前認為是不可能完成的任務。該工作被Science雜志推薦為高中及大學教學內容。2012年和合作者首次提出利用超冷束縛離子實現時空晶體的實驗方案，被Nature雜志選為研究亮點， 并被Discovery傳播公司拍攝成紀錄片。2015年和合作者提出活體微生物的量子態疊加，糾纏和隱形傳態方案， 引起學術界和媒體的廣泛關注，并被收入在《福布斯》發表的《宇宙的十大量子現實》。李統藏在2016年獲得了美國國家科學基金會杰出青年教授獎。他還曾獲得Springer博士論文獎，中國“國家優秀自費留學生獎學金”，美國光學學會基金會“杰·貝內特紀念獎”等獎項。