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德国科学家实现让光停止60秒

科普小知识2022-04-14 06:29:12
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据国外媒体报道,在爱因斯坦的相对论框架下,光速被认为不可能“超越”。这个宇宙中的“终极速度”一直是科学家们努力突破的目标。如果我们不能实现超光速操作,我们能减慢光速吗?德国达姆施塔特大学的研究人员成功地将光“捕获”在晶体中60秒。这项技术是实现和改进量子通信技术的关键一步。

宇宙真空环境中传播最快的光无法逃脱人类的控制。这种特殊的晶体介质会降低光速,并完全“阻止”它。英国圣安德鲁斯大学的科学家托马斯·克劳斯认为,对于控制光速的实验来说,一分钟已经非常非常长了。这是一个重要的里程碑!

哈佛大学的科学家先前已经成功地“限制”了光速,并再次恢复了光速,但是哈佛大学的实验将光速限制在1/1000秒,光速被限制在48公里每小时(38英里每小时)。

早在1999年,哈佛大学物理学家琳·维斯特加德就利用接近绝对零度的超流体气态原子云,成功地将受控光束的速度降低到每秒17米。两年后,光速被控制在一个时间间隔内停止。光速目前是宇宙真空环境中的“终极速度”。爱因斯坦的相对论不允许物体以超过光速的速度运动。光速为每秒186282英里,正好是到达月球的1.2862秒。为了“阻止”宇宙中最快的光,德国科学家使用了一种叫做电磁感应透明效应(EIT)的技术。通过量子相干效应,光原子的共振吸收频率变得透明。在电阻抗成像形成的光谱中,只有透明和非吸收通道存在于一定的频率范围内。因此,德国科学家需要在设计实验的过程中控制光脉冲的带宽。事实上,电磁感应透明效应是三能级系统中量子干涉的结果,其光谱理论计算通常采用基于原子密度矩阵的光学布拉方程。

在这个实验中,科学家将受控的光速指向含镨元素的硅酸钇晶体。通过控制激光束来调节晶体的透明状态和不透明状态,入射光束不能被折射,最终光子携带的信息在原子自旋的干涉下被控制。先前的实验也将受控的光速注入低温铷(87Rb)原子介质,以降低光速。偏振梯度冷却法和压缩磁光阱被用来增加受控*基的密度。此外,哈佛-史密森纳天体物理中心也对这一课题进行了研究。类似地,玻色-爱因斯坦凝聚原子群被用来冻结光子携带的信息。速度开始下降,存储时间最终达到1毫秒。这些实验对量子通信具有重要意义。(埃弗雷特/编译)

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