@ 2015.09.14 , 17:00
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新物质形态:NIST用光子组建出了光分子

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美国国家标准技术局(NIST)的科学家们称他们已经创造出了世界上第一个用光制造的分子。他们的工作建立在以前对所谓的“光子”物质的研究基础上,从较简单的形式进展到现在这些新的多部分结构上。他们说这是一种以前只存在于理论上的新的物质形态,他们认为这可能是一种新形式的光基技术的基础。

光学研究最重要的原则之一是光的单位光子是没有质量的,并且他们也不会相互作用。要创建一个类似光物质的东西,我们需要能使光子长时间可靠地相互作用,而这是被经典思想认为不可能的。

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激光通信是越来越多重要通信线路的基础。

2013年,来自NIST的多名同一组研究者们设法通过直接层层重叠制造出了单一重叠光子结构。两个光子被发射到密封腔中的一团超冷铷原子云中,导致光子将它们携带能量的很大一部分贡献给周围的冷原子,从而显著放慢速度。当第二个光子进入被第一个光子激发的云团时,它赶上第一个,并开始相互作用。

重要的是,光子仅通过铷介质中的原子云相互作用——每个光子影响云,云再影响其它光子,然后再影响云,依此反复。这引发一个推拉机制,导致了两个光子作为一体离开云,而更重要的是,它们还保持着一体。它们完全重叠,移动和行为都是作为单一的累加单位。

当时研究人员们说,这和星球大战光剑格斗的物理学并无二致,其中两个光源能在物理上互相排斥。其实这个比喻并没有多大意义,但它确实阐明了光束物理相互作用的基本观点,这在以前是被认为不可能的。但该过程中仍然需要大量设备和“极低”的温度,而不只是一把内置水晶的自制剑柄。

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Credit : NIST.

本周的研究通过制造双光子的“分子”使这一概念更进一步,它们并不是完全重叠,而是像正常物质分子中的原子一样协调一致地移动。双光子结构产生自光子发射过程中的轻微变化,在发射和行进中相互保持稳定距离。

这对技术可能会有巨大影响。从光纤通信到全球尺度图像捕获,我们许多最敏感的技术是基于光的。以这种方式控制光子行为的能力,如果能够变得足够容易,可以让每个光脉冲携带不止是简单的开或关信息——一个多光子结构的总体状态能作为信号,而且谁又知道它们能够携带多少种不同的状态?

过多地谈论可能的应用还为时过早,但这是关于光的性质的基本研究线索的一部分,如果继续下去,它可以改变我们和光子的整个关系。

本文译自 ExtremeTech,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. 帮主
    @2 years ago
    2931080

    能吃么?

  2. 2931082

    每个字都看得懂系列

    [30] XX [1] 回复 [0]
  3. YOOOOOOOOOOOOOO!
    @2 years ago
    2931085

    @帮主: 不能。

  4. 2931088

    麻痹看最近几年的科技新闻,总有种人类要作个大死的敢脚啊……

    [31] XX [7] 回复 [0]
  5. starving
    @2 years ago
    2931101

    光子速度降低,在速度方向上会拉长变成棍形么。。。求科普

  6. solatrader
    @2 years ago
    2931103

    光之巨人奥特曼指日可待

  7. 看天青
    @2 years ago
    2931104

    光子没有静质量,而不是没有质量

  8. 2931109

    光子的实质是一个能量包,那么光子的壳是什么呢

  9. 逃避者
    @2 years ago
    2931110

    每次看到这些都觉得自己如此浅薄无知……然后继续刷无聊图

    [18] XX [0] 回复 [0]
  10. 你爸爸
    @2 years ago
    2931112

    广告:美国最新光分子科技,助您排酸补碱保健康

    [44] XX [0] 回复 [0]
  11. 2931113

    天天search nist library的爬过……

  12. 二楼
    @2 years ago
    2931135

    光不是一种波吗?

  13. 2931172

    @二楼: 波粒二象性。具体解释可以查看百度或是询问大能。但是记住,不要用宏观现象来类比微观粒子。

  14. 2931173

    先行者的硬光技术终于有理论基础了

  15. 武昌鱼
    @2 years ago
    2931175

    光子是波色子,费米子才能形成物质啊。波色子不符合泡利不想容原理。怎么办呢?

  16. victor
    @2 years ago
    2931181

    对于我们这些屁民来说并没有什么卵用。

  17. 凯恩之叔
    @2 years ago
    2931198

    稳定么?

    靠什么连接,光子键么……

  18. 为何太较真
    @2 years ago
    2931199

    我们是否已经可以等待科学家宣布重大突破并开始准备末日装备了?

  19. 飞腿
    @2 years ago
    2931214

    光子,光分子。光细胞。光生物。光智能生物

  20. 2931407

    @武昌鱼: 终于有人问到关键问题了。

  21. 2931606

    灵魂的分子吗

  22. 神响
    @2 years ago
    2931625

    这世界是我们大波动派的,粒子派滚粗!!!

  23. 粉骨碎龙
    @2 years ago
    2931793

    所以光剑有希望了?

  24. 2935597

    @starving:相对论的长度收缩公式=L(1-V^2/C^2)^1/2

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