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科学家用红宝石改变光速

导读: 英国格拉斯哥大学的科学家日前通过把光的速度降到比声速还慢,并使之通过一个旋转的晶体,从而实现了以一种可控的方式对光线进行拖拉,这在世界上尚属首次。

  英国格拉斯哥大学的科学家日前通过把光的速度降到比声速还慢,并使之通过一个旋转的晶体,从而实现了以一种可控的方式对光线进行拖拉,这在世界上尚属首次。

  人们一般认为光速是恒定不变的,但这只是在真空条件下——如它在太空的传播速度约10.8亿千米每小时。但是当光穿过不同的物质时,如水或固体,它的速度就会减慢,不同波长(颜色)的光会以不同的速度传播。

  此外,当光通过不同的正在移动的物质时,如玻璃、空气或是水,它便可以被拖拉,这种现象最早由光学家奥古斯丁•简•菲涅尔于1818年预言,并最终在100年后得到证实。

  在这项新的研究中,格拉斯哥大学的研究人员设计了一个实验,他们把一个原始图像(一个绿色激光器的椭圆形轮廓)投射在一个红宝石棒上,这个红宝石棒以每分钟3000转的速度绕轴旋转。

  研究人员发现,一旦光线进入红宝石,它的速度就会被降低到和声音速度差不多,旋转着的红宝石棒拖拉着进入其中的光线,结果导致所产生的图像被旋转了约5度,其改变程度是肉眼足以观察到的。研究人员指出,这项研究可能应用在非同以往的数据存储以及高级计算机上。

  该校光学家Miles Padgett表示:“光的速度只有在真空条件下才是恒定不变的。当光通过玻璃传播时,玻璃的移动同时就会拖拉进入其中的光。例如,尽你最大能力来快速转动窗户,就会轻微转动窗户后面你所看到的影像。然而这种转动可能只有百万分之一度,是人眼所感受不到的。”

  在研究人员于《科学》杂志上发表的论文中,他们采取了不同的方法来设计激光器和旋转红宝石棒试验。

  在实验中,该校的Franke-Arnold博士产生了利用红宝石减慢光速来观察光牵现象的想法。他说:“我们主要是希望示范基本的光学原理,但是这项工作也可能具有实际应用效果。”

  Arnold 表示:“图像是一种存储自身密度的信息与能力,而定相是光学存储与处理量子信息的重要步骤,最终达到典型计算机永远无法达到的程度。能够选择以任意角度转动图像为编码信息带来了一种新的方式,一种目前任何图像编码信息所不能做到的方式。”

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