英國格拉斯哥大學的科學家日前通過把光的速度降到比聲速還慢,並使之通過一個旋轉的晶體,從而實現了以一種可控的方式對光線進行拖拉,這在世界(jiè)上尚(shàng)屬首次。
人們(men)一般認為光速是恒定不變的,但這隻是在真空條件下??如它在太空的傳播速(sù)度(dù)約10.8億千(qiān)米每小(xiǎo)時(shí)。但是當光穿過不同的物質時,如水或固體,它的(de)速度就(jiù)會減慢,不同波(bō)長(顏色)的光會以不同的速度傳播。
此外,當光通過不同的正在移動的物質時,如玻璃、空氣或是水,它便可以被拖拉,這種現(xiàn)象最早由光學家奧古斯丁?簡?菲涅爾於1818年(nián)預言,並最終在(zài)100年後得到證實。
在這項(xiàng)新的研究中,格拉斯哥大(dà)學的研究人員設計了一(yī)個實(shí)驗,他們把一個原始圖像(一個綠色激光器(qì)的橢圓形輪廓)投(tóu)射在一個紅寶石棒(bàng)上(shàng),這個紅寶石棒以每分鍾3000轉(zhuǎn)的速(sù)度繞軸旋轉。
研究人員發現,一旦光(guāng)線進入紅寶(bǎo)石,它的速度就會被降低到和聲音速度差不多,旋轉著的(de)紅寶石棒拖拉著進入其中的光(guāng)線,結果導致所產生的圖像被旋轉了約(yuē)5度,其(qí)改(gǎi)變程度是肉眼足(zú)以觀察到的。研究人員指出,這項研究可能應用在非(fēi)同(tóng)以往的(de)數據存儲以及高級計算(suàn)機上。
該校光學家Miles Padgett表示:“光(guāng)的(de)速度(dù)隻(zhī)有在真空條件下才是(shì)恒定(dìng)不變的。當光通過玻璃(lí)傳(chuán)播時,玻璃(lí)的移動同時就會拖拉進入其中的光。例如,盡你最大能(néng)力來快速轉動窗戶(hù),就會輕微轉動窗戶後麵你所看到的影像。然而這種轉動可(kě)能隻有(yǒu)百萬分之一度,是人眼所感受不到的。”
在研究人員於《科學》雜誌上發表的論文中,他們采取了不同的(de)方(fāng)法來設計(jì)激光器和旋(xuán)轉(zhuǎn)紅寶石棒(bàng)試驗。
在實驗中,該校的Franke-Arnold博(bó)士產生了利用(yòng)紅寶石減慢光速(sù)來(lái)觀察(chá)光牽現象的想法。他說:“我們主要是(shì)希望示範基本的光學原理(lǐ),但是這(zhè)項工作(zuò)也可(kě)能具有(yǒu)實際應用效果。”
Arnold 表示:“圖像是一種存(cún)儲自身(shēn)密度的信息與能力(lì),而定相是光學存儲與處(chù)理量子信息的重要步驟,最終達到(dào)典型計算機永遠無法達到的程度。能夠選擇以任意角度轉動圖像(xiàng)為(wéi)編碼信息帶來了一(yī)種新的方式(shì),一種目(mù)前任何圖像編碼信息所(suǒ)不能做到的方(fāng)式。”
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