讓光“行為反常”的機(jī)器問(wèn)世 將有助于更精確操控光

據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家建造了一個(gè)被稱(chēng)為“光學(xué)環(huán)諧振器”的機(jī)器，在其中，光脈沖圍繞著彼此旋轉(zhuǎn)，且控制光之行為的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則不再適用。新研究將有助于科學(xué)家更精確地操控光，進(jìn)而催生新型光學(xué)電路。

在正常情況下，光表現(xiàn)出某些物理對(duì)稱(chēng)性。首先，如果播放一段記錄了光的行為的錄像，然后倒帶，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)時(shí)間方向上，光的行為舉止一樣，這被稱(chēng)為“時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性”。其次，光可以作為波傳播，擁有偏振現(xiàn)象，這種偏振通常保持不變，這是另一種對(duì)稱(chēng)性。

但在新研制出的環(huán)形裝置內(nèi)部，光不僅失去了時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性，而且偏振也改變了。在環(huán)內(nèi)，光波轉(zhuǎn)圈并相互共振，產(chǎn)生了外部世界通常不存在的效果。

研究人員此前已經(jīng)知道，在某些情況下，當(dāng)光在光環(huán)內(nèi)彈跳時(shí)，它可能會(huì)失去時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性，光的波峰不會(huì)在這一對(duì)稱(chēng)性認(rèn)為它們應(yīng)該出現(xiàn)的位置出現(xiàn)。但在近日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》雜志的這篇新論文中，研究人員指出，除了上述反常，光的偏振也會(huì)自發(fā)改變。

在最新研究中，將定時(shí)的激光脈沖泵入這款新裝置時(shí)，光的峰值以在時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性下不可能出現(xiàn)的方式排列。當(dāng)光脈沖相互盤(pán)旋時(shí)，它們形成的圖案只在一個(gè)時(shí)間方向上起作用。與此同時(shí)，光失去了自身的垂直偏振——它的波不再以嚴(yán)格的上下方式移動(dòng)，而是形成橢圓形。

研究人員指出，新研究不僅向人們展示了光不為人知的“面孔”，還為操縱光打開(kāi)新的大門(mén)，使研究人員能更精確地工作，并研制出新型光學(xué)電路，用于原子鐘和量子計(jì)算機(jī)等設(shè)備內(nèi)。(記者劉霞)

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