物理学家创造了一种由光制成的一维气体

物理学家创造了一种奇特的一维气体，捕获光子创建一个被称为（商务英语考试）。

正如摇滚音乐会上康加舞线的移动方式与人群的移动方式截然不同一样，物质的行为在很大程度上取决于它是被限制在一维队列中还是被允许在二维区域中扩散。

为了确定量子系统中这种行为发生变化的点，来自德国波恩大学和凯泽斯劳滕-兰道大学的研究人员进行了一项实验。

他们特别感兴趣的是，当气体冷却并经历相变时，向一维约束的转变如何改变气体的关键特性。

当某些粒子（例如光子）被冷却并被困在一个空间中时，迫使它们放弃其个体性，实际上成为具有共享量子身份的气体，BEC 就形成了。

由于热量和量子模糊性的传播方式，当粒子可以自由移动的维度较少时，过渡到这种状态会变得更加困难。

“当我们创造一维气体而不是二维气体时，情况有点不同，”说来自波恩大学的物理学家 Frank Vewinger。

“所谓的热波动发生在光子气体中，但它们在二维中非常小，没有真正的影响。然而，在一维中，这些波动可以——形象地说——产生巨大的波浪。”

为了实现向一维气体的转换，研究人员使用了一种称为微腔的微小容器，并在其中填充了染料溶液。使用激光将光子释放到溶液中，从而促进其冷却。容器的反射壁限制了光子的波状特性，使它们在有限的空间内弹跳。

至关重要的是，该团队开发了一种方法，使用透明聚合物，慢慢减少光子的自由度。

“这些聚合物的作用就像一种排水沟，但在这种情况下是为了光，”说来自波恩大学的物理学家 Kirankumar Karkihalli Umesh。 “这个沟槽越窄，气体的行为就越一维。”

实验设置使团队能够确认 BOSE 冷凝物在不同维度形成方式的理论预测。未来，可以调整微腔内的聚合物结构来测试其他理论，并进一步探索这些极不寻常的基本行为。

目前，已经证明一维光子气体不具有精确的凝聚点，因为光子的运动受到如此严格的限制，而且即使在康加线中，量子物理定律也继承了经典物理定律足以形成部分低能BEC态。

“我们现在首次能够研究从二维到一维光子气体转变时的这种行为，”说维温格。

该研究发表于自然物理学。