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讓“光”慢下來(lái) 中國(guó)科學(xué)家成功把光存儲(chǔ)了1小時(shí)
2021年06月24日 09:31:53
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：7758
提到“快”你會(huì)想到什么？是在高速公路上每小時(shí)馳騁100公里的汽車(chē)，還是在鐵軌上時(shí)速超過(guò)200公里/小時(shí)的高鐵，亦或是以800公里時(shí)速在天空中翱翔的飛機(jī)？然而這些都不是我們所能接觸到的，最快的速度，因?yàn)樵谖覀兩磉叄幸环N更快的存在——光。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】提到“快”你會(huì)想到什么？是在高速公路上每小時(shí)馳騁100公里的汽車(chē)，還是在鐵軌上時(shí)速超過(guò)200公里/小時(shí)的高鐵，亦或是以800公里時(shí)速在天空中翱翔的飛機(jī)？然而這些都不是我們所能接觸到的，最快的速度，因?yàn)樵谖覀兩磉?，有一種更快的存在——光。
光究竟有多快？在不進(jìn)行干涉的情況下，光每秒鐘便可以傳播超過(guò)30萬(wàn)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(lèi)認(rèn)知里的最快速度。那么假如有一天，人類(lèi)讓光“慢”下來(lái)，甚至“留”住了光，會(huì)發(fā)生什么事呢？
事實(shí)上這并非天方夜譚，德國(guó)科研團(tuán)隊(duì)就曾讓光停留了一分鐘，但這一分鐘，并不是人類(lèi)留住光的極限。就在最近中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)成功地讓一束長(zhǎng)600米的光在一個(gè)5毫米的特殊晶體中停留了1小時(shí)。這一結(jié)果目前已經(jīng)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》中發(fā)表，而相關(guān)的團(tuán)隊(duì)也接受了媒體的采訪。
“留”住光聽(tīng)起來(lái)匪夷所思，其實(shí)如果從原理上來(lái)解釋?zhuān)赡艹踔猩湍芾斫?。我們都知道光速很快，但是這并不意味著光速無(wú)法改變。這時(shí)候可能有讀者會(huì)說(shuō)了：“課本上說(shuō)光速是恒定的！”確實(shí)，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(shí)上，光只有在真空條件下速度是恒定的，但是如果傳播過(guò)程中存在介質(zhì)，那么光的傳播速度同樣會(huì)受到影響，并且，這個(gè)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(huì)有所下降。換言之，只要我們能提供一個(gè)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(lái)。當(dāng)然實(shí)際的操作過(guò)程會(huì)更加復(fù)雜，并且還涉及到了光場(chǎng)的激發(fā)等內(nèi)容，這部分更加專(zhuān)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(lái)了解了。
那么這項(xiàng)研究究竟有什么意義呢？籠統(tǒng)地來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究或許會(huì)改變我們未來(lái)的生活方式。目前，人類(lèi)在觀測(cè)、信息通訊、信息安全領(lǐng)域其實(shí)都在依賴(lài)光，而對(duì)于光的“捕獲”能力，其實(shí)也限制了技術(shù)的上限。但如果可以將光固定在一個(gè)小小的晶體中，相對(duì)來(lái)說(shuō)，單位空間內(nèi)我們便可以收集到更多的信息。這個(gè)概念很復(fù)雜，如果簡(jiǎn)單地來(lái)概括——依靠這項(xiàng)技術(shù)，未來(lái)我們有望實(shí)現(xiàn)信息通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、天文觀測(cè)上精度、準(zhǔn)度、速度的突破。
當(dāng)然，從目前的研究來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)想要走出實(shí)驗(yàn)室投入正式使用仍然存在很多難點(diǎn)，不過(guò)從隨著設(shè)備的不斷進(jìn)步，科研的不斷深入，或許實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并投入實(shí)際使用，只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。
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