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永久凍結“光速”取得突破,“愛因斯坦”一維時間將“永遠停止” ...

探索宇宙奧秘,追蹤前言科學,大家好,我是柯博.

隨著科技的發展,半導體行業與微電子行業由傳統的固體電子學逐漸轉化為光電子學,當前存儲器都是通過控制電子和電容來實現存儲,然而電子的速率比光子速率低很多,因此要實現高速的存儲,將光子作為載體是必要的,為了實現此技術,建構以光子為量子記憶體成為目前科學發展的一大研究方向。如何將光速永久凍結是此項技術的核心。



永久凍結“光速”取得突破,“愛因斯坦”一維時間將“永遠停止”



電存儲轉化為光存儲



在物理學上,光線的凍結並不是件容易的事,因為光線是每秒可以走3e8米,因此想要將光速凍結,首先需要將光速進行降低。



永久凍結“光速”取得突破,“愛因斯坦”一維時間將“永遠停止”



凍結時間



近幾年有許多科研小組從事降低光速的實驗,早在90年代,哈佛大學的科學家采用接近絕對零度的超流性氣態原子雲成功將一束光線的速率降低至17m/s,後來更是成功的將這個速率降至13m/s,並且降速後能再次恢復原來的速率,不過這並不足夠凍結光線,因為這個實驗只將光速限制在1/1000 s內,也就是說存儲時間相當於1毫秒。



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量子相乾



為了使光速徹底停下來,研究人員采用各種技術,其中最為突出的是采用光學晶體進行限速,也就是所謂的“電磁感應透明效應”,科學家將光的相乾性轉換成原子的相乾性,其中涉及光在晶體中的量子乾涉效應,這種技術可以使不透明介質(光學晶體)在一定光譜范圍內變成透明,也就是說,使得光在晶體內原子共振吸收譜上是透明的。科學家將光脈沖打到光學晶體上,通過光泵浦,使晶體內的原子變為兩種狀態的量子疊加。然後發射第二個光脈沖,通過量子相乾將第一個光脈沖關閉,在宏觀領域我們看到的就是晶體變透明了,從而將光鎖在晶體中。



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光學晶體限速



近日科學家已經將光速在晶體中的停止時間延長至60 s,相信在不久的將來,假如能將光永遠停止,那麼時間將永遠停止,這對於光存儲和量子通訊來說將是一個重要的裡程碑。



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