超級陷阱鎖住光束一秒

超級陷阱鎖住光束一秒

把光留住,澳洲科學家的研究再有突破。去年有科學家成功把光留住一毫秒,現在澳洲科學家更利用「超級光陷阱」,將光束停住的時間大大增長至一秒。能把光留住,將令製造出光電腦或量子電腦用的存儲設備向前踏出一大步。

澳洲國立大學科學家朗戴爾和其他研究員,利用摻有稀土元素鐠的矽酸鹽晶體,製造出一種「超級光陷阱」,首次成功將一個光脈衝「凍住」了足足一秒,比之前留住光束一毫秒長一千倍。

留住光脈衝比前長千倍

澳洲科學家朗戴爾和其他研究員設計的「超級光陷阱」中,原子溫度極低,幾乎完全靜止,每個原子都有着同樣的量子態。這團凍結了的原子是不透明的,但經仔細校準的激光能在當中「切割」出一條通道,「陷阱」變得透明,光束就可進入「陷阱」內。
之後,科學家將激光切斷,「陷阱」立刻回復原來不透明狀態,光脈衝就被困「陷阱」之內。一旦恢復激光照射,光脈衝就會繼續傳播。
「陷阱」的秘密,在於它不會像普通陷阱困住動物一樣困住光線,而是通過建立「量子衝突」保存住光脈衝的信息。激光和光脈衝對原子起相反作用,導致原子發生「糾纏」,處於兩種量子態的混合狀態中。
切斷激光時,原子吸收光脈衝,但光脈衝並沒有消失,原子則仍然糾纏在不同量子態中,光脈衝中的信息給它們留下了印記。只要原子不移動或者改變,「陷阱」就能夠完全保留住光脈衝的信息。

製光電腦存儲器新突破

之前「光陷阱」只能維持約一毫秒,之後就會因為原子移動而崩潰,但這次科學家所製造的「超級光陷阱」卻是晶體,處於固態,加上稀土元素鐠的磁穩定性非常之好,因此能夠保存光脈衝信息的時間,比氣體「陷阱」或不夠穩定的晶體「陷阱」要長得多。
科學家認為,將「凍住」光束的時間延長,將有助找到實際方法,製造出光電腦或量子電腦用的存儲設備。
新華社