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讓“光”慢下來 中國科學(xué)家成功把光存儲了1小時
2021年06月24日 09:31:53 來源:化工儀器網(wǎng) 點擊量:7745

提到“快”你會想到什么?是在高速公路上每小時馳騁100公里的汽車,還是在鐵軌上時速超過200公里/小時的高鐵,亦或是以800公里時速在天空中翱翔的飛機?然而這些都不是我們所能接觸到的,最快的速度,因為在我們身邊,有一種更快的存在——光。

  【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】提到“快”你會想到什么?是在高速公路上每小時馳騁100公里的汽車,還是在鐵軌上時速超過200公里/小時的高鐵,亦或是以800公里時速在天空中翱翔的飛機?然而這些都不是我們所能接觸到的,最快的速度,因為在我們身邊,有一種更快的存在——光。
 
 
  光究竟有多快?在不進行干涉的情況下,光每秒鐘便可以傳播超過30萬公里的距離,相當(dāng)于繞了地球7圈半。也正因如此,光速是目前人類認知里的最快速度。那么假如有一天,人類讓光“慢”下來,甚至“留”住了光,會發(fā)生什么事呢?
 
  事實上這并非天方夜譚,德國科研團隊就曾讓光停留了一分鐘,但這一分鐘,并不是人類留住光的極限。就在最近中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊成功地讓一束長600米的光在一個5毫米的特殊晶體中停留了1小時。這一結(jié)果目前已經(jīng)在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》中發(fā)表,而相關(guān)的團隊也接受了媒體的采訪。
 
  “留”住光聽起來匪夷所思,其實如果從原理上來解釋,可能初中生就能理解。我們都知道光速很快,但是這并不意味著光速無法改變。這時候可能有讀者會說了:“課本上說光速是恒定的!”確實,在理想條件下,光速是恒定,但是注意,是理想條件。這里的理想條件是什么呢?真空。事實上,光只有在真空條件下速度是恒定的,但是如果傳播過程中存在介質(zhì),那么光的傳播速度同樣會受到影響,并且,這個影響和介質(zhì)的折射率有直接聯(lián)系。像空氣的折射率接近1,所以光在空氣中的傳播速度與真空中傳播速度幾乎一樣,而水的折射率是1.3,玻璃的折射率是1.5,所以光在水和玻璃中的傳播速度會有所下降。換言之,只要我們能提供一個可供光傳播,并且折射率足夠大的介質(zhì),那么光的傳播速度便可以慢下來。當(dāng)然實際的操作過程會更加復(fù)雜,并且還涉及到了光場的激發(fā)等內(nèi)容,這部分更加專業(yè)難懂,或許需要有一定基礎(chǔ)的讀者自己去尋找學(xué)術(shù)論文來了解了。
 
  那么這項研究究竟有什么意義呢?籠統(tǒng)地來說,這項研究或許會改變我們未來的生活方式。目前,人類在觀測、信息通訊、信息安全領(lǐng)域其實都在依賴光,而對于光的“捕獲”能力,其實也限制了技術(shù)的上限。但如果可以將光固定在一個小小的晶體中,相對來說,單位空間內(nèi)我們便可以收集到更多的信息。這個概念很復(fù)雜,如果簡單地來概括——依靠這項技術(shù),未來我們有望實現(xiàn)信息通信、數(shù)據(jù)存儲、天文觀測上精度、準(zhǔn)度、速度的突破。
 
  當(dāng)然,從目前的研究來說,這項技術(shù)想要走出實驗室投入正式使用仍然存在很多難點,不過從隨著設(shè)備的不斷進步,科研的不斷深入,或許實現(xiàn)技術(shù)突破并投入實際使用,只是一個時間問題。
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