让光“行为反常”的机器问世

2019-01-18 08:56

让光“行为反常”的机器问世

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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