创造像Luke Skywalker的Light Saber一样的物质

来自哈佛大学和麻省理工学院(麻省理工学院)的宇宙在线科学家联合创造了一种前所未有的物质形态,据说它的行为就像星球大战的传奇光剑一样哈佛大学物理学教授Mikhail Lukin,麻省理工学院物理学教授Vladan Vuletic及其同事能够将光子结合在一起形成他们所谓的“光子分子”

在周三出版的“自然”杂志上发表的一篇论文中,作者解释了他们的研究结果与广泛接受的关于光行为方式的知识背道而驰科学家长期以来认为光子是无质量的粒子,彼此不相互作用,研究人员说,并指出,如果你互相照射两束激光束,他们会简单地通过彼此光子分子表现不同,然而,Lukin补充说:“我们所做的是创造一个特殊的t光子相互作用得很强烈以至于它们开始像质量一样起作用的介质,它们结合在一起形成分子,“他说”这种类型的光子束缚态已经在理论上讨论了很长一段时间,但直到现在还没有被观察到“”这与光剑相比并不是一个不恰当的类比,“哈佛大学教授补充道,”当这些光子相互作用时,它们会相互推动并相互转向物理学

在这些分子中发生的事情与我们在电影中看到的相似“那么Lukin,Vuletic和他们的同事是如何设法使普通的无质量光子相互结合的呢

他们开始将铷原子泵入真空室,然后使用激光将原子云冷却到绝对零度以上几度

使用极弱的激光脉冲,他们将单光子射入原子云中随着光子进入云中,能量沿途产生激发原子,导致光子急剧减速

能量沿途从原子传递到原子,并最终以光子离开云层“当光子离开介质时,其身份得以保留”

Lukin解释说“这与我们在水玻璃中折射光的效果相同

光线进入水中,它将部分能量转移到介质上,内部存在光线和物质耦合在一起,但当它离开时,它仍然是轻的“”发生的过程是相同的,它只是更加极端 - 光线显着减慢,并且比折射时更多的能量被给予,“他补充说,他们的外表当他们向云中发射两张照片时,由于被称为里德堡封锁的效应,他们一起作为一个单独的分子离开,里金解释说,当原子被激发时,附近的原子不能被激发度本质上,这种现象意味着当两张照片一起进入原子云时,第一张照片会激发一个原子但必须向前移动,而另一张照片可以激发附近的物品

结果,两个光子相互推动和拉动作为能量从一个原子传递到另一个原子,研究人员解释说“它是由原子相互作用介导的光子相互作用使得这两个光子的行为就像一个分子,当它们离开介质时,它们更可能一起这样做,而不是单光子,“Lukin说,并指出奇怪的现象有一些实际应用,如量子计算”我们这样做是为了好玩,因为我们正在推动科学的前沿,“教授补充说:“但它更能反映出我们正在做的事情,因为光子仍然是携带量子信息的最好方法

但是,光子不会相互影响”为了建立一个量子Lukin表示,开发人员首先需要提出一种方法来保存量子信息并使用量子逻辑运算来处理它

然而,量子逻辑需要单个量子之间的相互作用,以便这些类型的系统能够成功处理信息“我们用这个来证明过程允许我们这样做,“他解释说”在我们制作一个有用的,实用的量子开关或光子逻辑门之前,我们必须提高性能,所以它仍处于概念验证水平,但这是一个重要的步骤 我们在这里建立的物理原则很重要“

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