最近,澳大利亞(ya) 國立大學的物理學家傑文·朗戴爾及其團隊在《物理評論通訊》上發表了一項具有重大意義(yi) 的研究成果。他們(men) 利用一種新型光陷阱技術,成功地將一束光脈衝(chong) “凍結”了整整1秒鍾的時間,這一成就相較於(yu) 之前的最長記錄——1毫秒,實現了顯著的進步。
為(wei) 了實現光的“停駐”,研究人員采用了一種特殊設計的陷阱,其中的原子被冷卻到極低溫度,幾乎達到了靜止狀態,所有原子都維持在同一量子態。
盡管這些原子通常會(hui) 形成一個(ge) 不透明的環境,但經過精確調整的激光可以在其中開辟一條通道,使得來自另一方向的光脈衝(chong) 能夠順利通過。
當激光被切斷時,陷阱重新變得不透明,從(cong) 而將光脈衝(chong) 困住;而當再次照射激光時,光脈衝(chong) 便能繼續前行。
這項技術的核心在於(yu) 所謂的“量子衝(chong) 突”,即通過原子與(yu) 激光及光脈衝(chong) 之間的相互作用來保存光脈衝(chong) 的信息。
由於(yu) 激光和光脈衝(chong) 對原子的作用力相反,這導致原子進入了一種糾纏狀態,即同時存在於(yu) 兩(liang) 種不同的量子態之中。
即使原子吸收了光脈衝(chong) ,在切斷激光的情況下,光脈衝(chong) 的信息依然保留在這些糾纏態中,隻要原子的狀態不變,光脈衝(chong) 的信息就不會(hui) 丟(diu) 失。
過去的技術嚐試隻能短暫地維持這種狀態約1毫秒,之後便會(hui) 因為(wei) 原子的移動而導致結構崩潰。
然而,這次科學家們(men) 借助摻有稀土元素鐠的矽酸鹽晶體(ti) 構建了一個(ge) “超級光陷阱”。
由於(yu) 該晶體(ti) 為(wei) 固態且鐠元素具有出色的磁穩定性,這使得新陷阱能夠在更長時間內(nei) 穩定保存光脈衝(chong) 信息,遠遠超越了以往基於(yu) 氣體(ti) 或不夠穩定的晶體(ti) 材料製成的陷阱。
這項研究不僅(jin) 標誌著光學領域的一項重大突破,也為(wei) 未來開發用於(yu) 光計算機或量子計算機的存儲(chu) 設備提供了新的可能性。隨著技術的發展,我們(men) 或許能夠見證基於(yu) 這種原理的新型存儲(chu) 解決(jue) 方案的實際應用。
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