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深度解讀

光速被“降服”:德科學(xué)家讓光停止60秒!

星之球激光 來(lái)源:騰訊2015-08-05 我要評(píng)論(0 )   

德國(guó)達(dá)姆施塔特大學(xué)研究人員通過(guò)玻色–愛(ài)因斯坦凝聚體成功將光速降低,并將其“困”在含有鐠元素的硅酸釔晶體中長(zhǎng)達(dá)60秒,該技術(shù)的突破是實(shí)現(xiàn)量子通信的重要一步。

       據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論框架中,光速被認(rèn)為是無(wú)法“超越”的,這個(gè)宇宙中的“極限速度”一直是科學(xué)家突破的目標(biāo),如果我們無(wú)法實(shí)現(xiàn)超光速運(yùn)行,那么是否可以將光速減慢?來(lái)自德國(guó)達(dá)姆施塔特大學(xué)的研究人員成功將光“困”在晶體中長(zhǎng)達(dá)60秒,該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)并提高量子通信技術(shù)的關(guān)鍵一步。
  哈佛大學(xué)的科學(xué)家們此前已經(jīng)成功將光“限速”,并再次恢復(fù)光的速度,但是哈佛的實(shí)驗(yàn)只將光速限制在千分之一秒內(nèi),光速被限制后僅為48公里每小時(shí)(38英里每小時(shí))
  宇宙真空環(huán)境中傳播速度最快的光也無(wú)法逃脫人類的控制,特殊的晶體介質(zhì)將光的速度降低,并徹底讓它“停止”,來(lái)自英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)科學(xué)家托馬斯·克勞斯認(rèn)為一分鐘對(duì)于控制光速的實(shí)驗(yàn)而言已經(jīng)是非常非常長(zhǎng)了,這是一個(gè)重要的里程碑!
  哈佛大學(xué)的科學(xué)家們此前已經(jīng)成功將光“限速”,并再次恢復(fù)光的速度,但是哈佛的實(shí)驗(yàn)只將光速限制在千分之一秒內(nèi),光速被限制后僅為48公里每小時(shí)(38英里每小時(shí))
  早在1999年,哈佛大學(xué)的物理學(xué)家LeneVestergaard使用接近絕對(duì)零度的超流性氣態(tài)原子云成功將一受控光束的速度降低至每秒17米,兩年后將光速受控停止在一個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)。光速是目前宇宙真空環(huán)境中的“極限速度”,愛(ài)因斯坦相對(duì)論不允許物體的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)光速,光的速度為每秒186,282英里,確切說(shuō)只要1.2862秒就能抵達(dá)月球。
  為了使宇宙速度最快的光“停止”下來(lái),德國(guó)科學(xué)家使用了一種被稱為電磁感應(yīng)透明效應(yīng)(EIT)技術(shù),通過(guò)量子相干效應(yīng)使得光原子共振吸收頻率上變得透明,在EIT形成的頻譜上,只有一定頻率范圍內(nèi)存在透明和不吸收的通道,因此德國(guó)科學(xué)家在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)光脈沖的頻寬進(jìn)行控制。事實(shí)上,電磁感應(yīng)透明效應(yīng)是三能級(jí)系統(tǒng)中量子干涉的結(jié)果,其光譜理論計(jì)算通常是利用基于原子密度矩陣的光學(xué)布拉赫方程式。
  在本次實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家將受控光速指向含有鐠元素的硅酸釔晶體,通過(guò)控制激光束調(diào)節(jié)晶體的透明態(tài)和不透明態(tài),使入射光束無(wú)法折射,最終在原子自旋的介入下控制光子攜帶的信息。此前也有相關(guān)實(shí)驗(yàn)將受控光速注入低溫銣(87Rb)原子介質(zhì),達(dá)到降低光速的目的,利用偏極梯度冷卻法和壓縮式磁光陷阱增加受控原子團(tuán)的密度。另外,哈佛–史密森天文物理中心也對(duì)該課題進(jìn)行了研究,同樣采用玻色–愛(ài)因斯坦凝聚體原子團(tuán)將光子攜帶的信息凍結(jié),速度開始降低,最終存儲(chǔ)時(shí)間達(dá)到1毫秒,這些實(shí)驗(yàn)對(duì)量子通訊有著很大的意義。

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光速減速德國(guó)達(dá)姆施塔特大學(xué)量子通信技術(shù)
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