震驚物理學界！科學家將光速驟減到17米/秒，并“凍結”光長達1分鐘

1999年，來自丹麥的女物理學家萊恩·韋斯特加德·豪（Lene Vestergaard Hau，哈佛大學）把光的速度從30萬公里/秒驟減到17米/秒，使物理學圈乃至外界震驚。

到2000年，她更是在光領域登峰造極，直接將光給“凍結”了，時間長達一分鐘之久。

要想凍結光，她需要確保光保持量子相干性（它的信息狀態），構建以光為基礎的量子記憶體。將光凍結得越久，運算則更精密，也因此能允許在更長距離里有更安全的量子通信。

光是每秒移動3億公尺的電磁輻射，一分鐘內，它可以走約1800萬公里，往返月球20趟。

想讓光減速，甚至完全停止，科學家需要將光相干性轉換成原子相干性。他們利用量子干涉效應，時不透明介質（實驗中指晶體）在小范圍光譜內變成透明，這個過程稱之為電磁感應引發透明。研究人員用雷射光（光的來源）打過這個晶體，傳送其原子至兩種狀態的量子疊加。然后第二光束關閉了第一道雷射，結果就可以看到晶體變透明。因此研究人員解除疊加狀態，將第二道雷射光鎖在其中。

研究人員將訊息以100微米長、有三條恒溫的照片形式儲存，之后成功地獲得了這些信息，以證明他們的成就。

萊恩在《物理評論》中的一篇相關文章中描述：“這比先前在原子氣體的演示結果好了大約6個量級。對于提供空間復位的長時間存儲量子記憶體，也出現了振奮人心的可能性。也就是說，可以存儲不同的量子位元作為不同像素”。

今后研究人員將嘗試使用不同的物質以進一步增加訊息存儲的持續時間。

該研究論文題為" Taming light with cold atoms"，已發表在《物理世界》期刊上。

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參考資料：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-7058/14/9/30

標簽： 光速 物理