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美科學(xué)家用原子和光子組成神奇混合粒子 有助構(gòu)建功能強(qiáng)大的量子通信系統(tǒng)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,美國科學(xué)家在最新一期《自然》雜志發(fā)表文章稱,他們用激光轟擊電子,制造出了由原子和光子組成的混合粒子,其擁有多種新行為。除了解物質(zhì)在量子尺度上的表現(xiàn)之外,這項(xiàng)工作有望幫助科學(xué)家創(chuàng)建功能更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)甚至量子通信系統(tǒng)。

最新研究負(fù)責(zé)人、芝加哥大學(xué)的喬納森·西蒙教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室一直試圖打破物質(zhì)和光之間的藩籬,以研究它們的基本屬性。用光制造物質(zhì)的一個(gè)步驟是,制造出彼此能像物質(zhì)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(huì)相互反應(yīng)。

研究負(fù)責(zé)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(jí)的原子相互作用,因此,我們希望制造出處于我們所需能級(jí)的電子軌道的副本。”

此前,克拉克已經(jīng)開發(fā)出了搖動(dòng)量子材料的操縱技術(shù)——弗洛凱工程法?,F(xiàn)在,他利用這一方法,搖動(dòng)電子來制作特定的副本。通過改變激光場(chǎng)的強(qiáng)度,讓其與原子共振精確調(diào)諧,它們可以改變電子的軌道。而且,通過周期性地改變?cè)搹?qiáng)度來搖動(dòng)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(dòng)的原子相互作用,該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了所謂的“弗洛凱極化子”。這是一種準(zhǔn)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(qiáng)烈,這些相互作用對(duì)于用光制造物質(zhì)至關(guān)重要。

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責(zé)任編輯:Rex_01

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