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光與物質“聯姻”產出新奇粒子

時間:2019-07-08 09:17:39  來源:新華網 放大 縮小 默認

  據物理學家組織網近日報道,美國科學家在最新一期《自然》雜志撰文稱,他們用激光搖動電子,制造出了由部分原子和部分光組成的混合粒子,其擁有多種新行為。除了解物質在量子尺度上的表現之外,這項工作有望幫助科學家創建功能更強大的計算機甚至量子通信系統。

  最新研究負責人、芝加哥大學的喬納森·西蒙教授領導的實驗室一直試圖打破物質和光之間的藩籬,以研究它們的基本屬性。用光制造物質的一個步驟是,制造出彼此能像物質一樣相互作用的光子。但一般情況下,光子以光速拉伸,根本不會相互反應。

  研究負責人之一、博士后研究員羅根·克拉克說:“為了使光子相互碰撞,我們使用原子作為‘中間人’。但是由于光子只與電子軌道處于非常特殊能級的原子相互作用,因此,我們希望制造出處于我們所需能級的電子軌道的副本。”

  此前,克拉克已經開發出了搖動量子材料的操縱技術——弗洛凱工程法。現在,他利用這一方法,搖動電子來制作特定的副本。通過改變激光場的強度,讓其與原子共振精確調諧,它們可以改變電子的軌道。而且,通過周期性地改變該強度來搖動電子的軌道,他們獲得了期望的副本。

  隨后,通過讓光子與這些搖動的原子相互作用,該團隊創造了所謂的“弗洛凱極化子”。這是一種準粒子,部分是光,部分是原子,與普通光子不同,其彼此之間的相互作用非常強烈,這些相互作用對于用光制造物質至關重要。

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