讓光“行為反常”的機器問世

  • 2019-01-20 16:18
  • 來源: 科技日報

  英科學家建造的“光學環諧振器”  (圖片來源:趣味科學網站)

   據美國趣味科學網站近日報道,英國國家物理實驗室的科學家建造了一個被稱為“光學環諧振器”的機器,在其中,光脈衝圍繞著彼此旋轉,且控制光之行為的標準規則不再適用。新研究將有助于科學家更精確地操控光,進而催生新型光學電路。

   在正常情況下,光表現出某些物理對稱性。首先,如果播放一段記錄了光的行為的錄像,然後倒帶,人們會發現,在兩個時間方向上,光的行為舉止一樣,這被稱為“時間反演對稱性”。其次,光可以作為波傳播,擁有偏振現象,這種偏振通常保持不變,這是另一種對稱性。

   但在新研制出的環形裝置內部,光不僅失去了時間反演對稱性,而且偏振也改變了。在環內,光波轉圈並相互共振,産生了外部世界通常不存在的效果。

   研究人員此前已經知道,在某些情況下,當光在光環內彈跳時,它可能會失去時間反演對稱性,光的波峰不會在這一對稱性認為它們應該出現的位置出現。但在近日發表于《物理評論快報》雜志的這篇新論文中,研究人員指出,除了上述反常,光的偏振也會自發改變。

   在最新研究中,將定時的激光脈衝泵入這款新裝置時,光的峰值以在時間反演對稱性下不可能出現的方式排列。當光脈衝相互盤旋時,它們形成的圖案只在一個時間方向上起作用。與此同時,光失去了自身的垂直偏振——它的波不再以嚴格的上下方式移動,而是形成橢圓形。

   研究人員指出,新研究不僅向人們展示了光不為人知的“面孔”,還為操縱光打開新的大門,使研究人員能更精確地工作,並研制出新型光學電路,用于原子鐘和量子計算機等設備內。

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責任編輯:徐梅

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