我们经常听到“光速”这个词是指加速度的增加。 这是因为光通常会在几秒钟内从月球传播到地球约 240,000 英里。 但是您知道它也可以放慢速度吗?
1999 年,哈佛物理学家 Lene Hau 将光速减慢到每秒 17 米。 实际上是交通高峰期汽车的速度。 到 2001 年,她能够完全停止光线。
这怎么可能?
侯能够通过发现一种全新的物质状态来改变光速。 当原子在高真空空间内在低温下紧密堆积在一起时,它们就失去了作为单个粒子的特性。 相反,它们一起塑造并开始像单个超级原子一样发挥作用。
在这种奇怪的物质状态下,光呈现出更人性化的维度; 你几乎可以触摸它。
莱恩·豪(Lene Hau)
Hau 是该实验的首席科学家,该实验是在罗兰科学研究所完成的。 团队的其他成员包括; 扎卡里·达顿、赛勒斯·贝鲁兹和史蒂夫·哈里斯。 (资源: 哈佛)
他们为什么研究这个?
主要原因是对新物质状态的好奇。 在此过程中,他们能够确定减速光的几种实际用途,包括创建新的激光类型以及以更少的功率和空间传输数据、图片甚至声音的能力。
我们这样做是因为我们对这种新的物质状态感到好奇。 我们想了解它,发现所有可以用它完成的事情。
莱恩·豪(Lene Hau)
Hau 的团队花了几年时间为新物质建造容器。 在此之前进行了一系列长时间的试运行,以确保所有参数都正常工作。 (资源: 哈佛)
实验进行得如何?
侯的研究证明光速是可以改变的。 实验的结果不仅仅是积极的。
这么多事情要顺利进行,但结果最终超出了我们的预期。 看到一束光几乎静止不动,真是令人着迷。
莱恩·豪(Lene Hau)
(资源: 哈佛)
这是第一次有人尝试研究一种新的物质形式吗?
这个问题的快速答案是否定的。 1924 年,阿尔伯特·爱因斯坦和 Satyendra Nath Bose 首次提出了新物质形式的想法。 根据他们的理论,当原子在低温下彼此足够接近时,它们就会锁定。 这就是 Hau 所说的产生波的单一物质团。
尽管这个理论自 20 年代就已经存在,但实际上直到 1995 年才真正实现。 玻色-爱因斯坦凝聚态远远领先于那个时代。 他们只需要正确的技术来实现它。 (资源: 哈佛)
这项技术如何帮助我们的日常生活?
虽然以这种方式减慢光速并不直接违反物理学中的任何原理。 根据相对论,什么都没有改变。
然而,减慢光确实可以帮助我们理解玻色-爱因斯坦凝聚态的奇异物质状态。 突破旧极限的技术一开始总是昂贵且不切实际; 然后它们变得更便宜,更易于管理。
莱恩·豪(Lene Hau)
(资源: 哈佛)