科學(xué)家將光束“凍住”1秒鐘

科學(xué)家將光束“凍住”1秒鐘

　　澳大利亞國(guó)立大學(xué)的物理學(xué)家杰文?朗戴爾及其同事利用新型光陷阱，首次成功地將一個(gè)光脈沖“凍住”了足足1秒鐘的時(shí)間，這是以前最好成績(jī)的1000倍 。將“凍住”光束的時(shí)間大大延長(zhǎng)，意味著可能據(jù)此找到實(shí)用方法，來(lái)制造光計(jì)算機(jī)或量子計(jì)算機(jī)用的存儲(chǔ)設(shè)備。

　　要使光停住腳步，需要一種特殊的陷阱，其中的原子溫度極低，幾乎靜止，以至于每個(gè)原子都有著同樣的量子態(tài)。通常情況下，這樣一團(tuán)凍結(jié)的原子是不透明的，但仔細(xì)校準(zhǔn)后的激光能夠在其中“切割”出一條通道，使得一個(gè)光脈沖從另一方向傳播過(guò)來(lái)時(shí)，陷阱相對(duì)于它來(lái)說(shuō)是透明的。一旦切斷激光，陷阱立刻又變得不透明，光脈沖就被困在陷阱里了?；謴?fù)激光照射，光脈沖將繼續(xù)傳播。

　　陷阱的秘密在于它并不像普通陷阱困住物體那樣困住光線，而是通過(guò)建立“量子沖突”來(lái)保存住光脈沖的信息。激光和光脈沖對(duì)原子的作用是相反的，導(dǎo)致原子發(fā)生“糾纏”，處于兩種量子態(tài)的混合狀態(tài)。切斷激光時(shí)，原子吸收光脈沖，但光脈沖并沒(méi)有丟失，原子仍然糾纏在不同量子態(tài)中，光脈沖的信息給它們留下了印記。只要原子不移動(dòng)或改變，就能完全保有光脈沖的信息。

　　以前的光陷阱只能堅(jiān)持約1毫秒，隨后就由于原子的移動(dòng)而崩潰了。這次科學(xué)家利用摻有稀土元素鐠的硅酸鹽晶體，制造出一種“超級(jí)光陷阱”。由于晶體是固態(tài)的，而且鐠的磁穩(wěn)定性非常好，因此這種陷阱保存光脈沖信息的時(shí)間比氣體陷阱或不夠穩(wěn)定的晶體陷阱要長(zhǎng)得多。