
物理学家通过将光子冷却到斑点状态来创造了一种新的光。
就像固体,液体和气体一样,最近发现的条件也代表了物质的状态。它被称为Bose-Einstein冷凝物,它是1995年创建的,它是使用气体的超冷原子,但科学家认为它不能用光子来完成,这些光子是光的基本单位。但是,德国波恩大学的物理学家JanKlärs,Julian Schmitt,Frank Vewinger和Martin Weitz报告了这一点。他们将新粒子称为“超级光子”。
传统的Bose-Einstein冷凝物中的颗粒被冷却接近绝对零,直到它们相互倾斜并变得难以区分,并充当一个巨型粒子。专家认为光子(光包)将无法达到这种状态,因为似乎不可能冷却光同时集中精力。因为光子是无质量的颗粒,所以它们可以简单地吸收到周围的环境中并消失,这通常会在冷却时发生。
科学家需要找到一种冷却光子而不减少其数量的方法。
魏茨告诉《生命科学》:“许多科学家认为这是不可能的,但我很确定它会起作用。”
为了捕获光子,研究人员设计了一个由镜子组成的容器,该容器非常非常近 - 大约一百万米(1微米)。在镜子之间,研究人员放置了染料分子 - 基本上是少量的颜色色素。当光子击中这些分子时,它们会被吸收然后重新喷射。
镜子通过使光子保持在狭窄状态的来回弹跳来困住它们。在此过程中,灯数据包交换了热能每次击中染料分子时,他们最终都会冷却至大约室温
虽然室温几乎没有绝对零,但足够冷以使光子合并为Bose-Einstein冷凝物。
克莱尔斯在电子邮件中写道:“温度是否足够冷以开始冷凝取决于颗粒的密度。” “超冷原子气体非常稀释,因此它们的冷凝温度非常低。我们的光子气体的密度高十亿倍,我们可以在室温下达到凝结。”
研究人员在11月25日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。
未参与该项目的德国技术大学Kaiserslautern的物理学家詹姆斯·安格林(James Anglin)将实验称为“具有里程碑意义的成就”。
实际上,将光子凝结到这种状态下,使它们的行为更像是常规物质颗粒。它还展示了光子乃至所有粒子的能力,既是点状粒子又是波 - 是最令人困惑的启示之一现代量子物理学。
Klärs写道:“ Bose-Einstein凝结背后的物理学是从高温下的粒子样行为转变为在冷温下的波动行为。” “对于原子气体和光子气体都是如此。”
研究人员说,这项工作可能会使应用程序在创建新型激光器中产生非常短的紫外线或X射线频段的新型激光器。
魏茨说:“那肯定需要几年的时间。”
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