光速在我们的宇宙中是一个常数。在真空中,光的传播速度很快,是299,792,458米/秒。,光速是宇宙中最快的速度。可以认为是一切事物的“速度极限”。在大多数情况下,光往往保持在这个速度。不会走得更快,也很少走得慢。然而,一位丹麦物理学家却能够操纵光并阻止它的运行。
丹麦的莱内·霍是一位享誉世界的物理学家,她从事光学的研究。她在1999年成为第一个成功地减缓光线的人,并且一直能够阻止光,移动光,等等。按照侯的说法,“我们可以抓住光明,移动它,甚至把它保存到以后,我们实际上可以操纵它”。但她怎么能做到这些令人不敢相信的把戏呢?信不信由你,这里面没有魔法,只有科学。
为了降低光速,莱内·霍必须创建一个复杂的设置。根据北欧科学的说法,莱内·霍必须将空气中的原子冷却到接近绝对零度的极低温度。这导致原子成为玻色-爱因斯坦凝聚体,这是一种物质状态,原子冷却到接近于零的状态,在量子层面上聚集在一起。
莱内·霍需要玻色-爱因斯坦凝聚来操纵光的原因涉及到许多复杂的物理问题。由于玻色-爱因斯坦凝聚中的原子在量子水平上聚集在一起,它们都是一个“超级原子”。事实证明,与其他材料相比,这种超级原子非常擅长减缓光线。虽然其他物质不能减缓光线,使人注意到,但玻色-爱因斯坦凝聚物可以。
那么,为什么要把光慢下来呢?除了是一个很厉害的科学技术,超微光实验可以帮助我们发现更多复杂的物理概念。根据莱内·霍的说法,“慢光有各种各样的应用”。有一天,已经慢下来或停止的光线可能会被用于未来的计算机来传送信息。这将允许全光计算系统,它可能比我们以前看到的更快地处理信息。无线通信也可能得到速度上的提升。
操纵光的其他应用包括在物理学中一些最重要问题的实验。正如莱内·霍所说,“其目的是进行基础研究,即学习有关自然的新知识。从长远来看,我们也许可以把它用于经典信息和量子信息的信息处理等领域。”
更新时间:2024-10-20
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