让光“行为反常”的机器问世 有助研制新型光学电路

指导 01-19 阅读: 评论:
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英科学家建造的“光学环谐振器” 图片来源:趣味科学网站

据美国趣味科学网站近日报道,英国国家物理实验室的科学家建造了一个被称为“光学环谐振器”的机器,在其中,光脉冲围绕着彼此旋转,且控制光之行为的标准规则不再适用。新研究将有助于科学家更精确地操控光,进而催生新型光学电路。

在正常情况下,光表现出某些物理对称性。首先,如果播放一段记录了光的行为的录像,然后倒带,人们会发现,在两个时间方向上,光的行为举止一样,这被称为“时间反演对称性”。其次,光可以作为波传播,拥有偏振现象,这种偏振通常保持不变,这是另一种对称性。

但在新研制出的环形装置内部,光不仅失去了时间反演对称性,而且偏振也改变了。在环内,光波转圈并相互共振,产生了外部世界通常不存在的效果。

研究人员此前已经知道,在某些情况下,当光在光环内弹跳时,它可能会失去时间反演对称性,光的波峰不会在这一对称性认为它们应该出现的位置出现。但在近日发表于《物理评论快报》杂志的这篇新论文中,研究人员指出,除了上述反常,光的偏振也会自发改变。

在最新研究中,将定时的激光脉冲泵入这款新装置时,光的峰值以在时间反演对称性下不可能出现的方式排列。当光脉冲相互盘旋时,它们形成的图案只在一个时间方向上起作用。与此同时,光失去了自身的垂直偏振——它的波不再以严格的上下方式移动,而是形成椭圆形。

研究人员指出,新研究不仅向人们展示了光不为人知的“面孔”,还为操纵光打开新的大门,使研究人员能更精确地工作,并研制出新型光学电路,用于原子钟和量子计算机等设备内。

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