最近，澳大利亞國立大學的物理學家杰文·朗戴爾及其團隊在《物理評論通訊》上發(fā)表了一項具有重大意義的研究成果。他們利用一種新型光陷阱技術，成功地將一束光脈沖“凍結”了整整1秒鐘的時間，這一成就相較于之前的最長記錄——1毫秒，實現(xiàn)了顯著的進步。
為了實現(xiàn)光的“停駐”，研究人員采用了一種特殊設計的陷阱，其中的原子被冷卻到極低溫度，幾乎達到了靜止狀態(tài)，所有原子都維持在同一量子態(tài)。
盡管這些原子通常會形成一個不透明的環(huán)境，但經過精確調整的激光可以在其中開辟一條通道，使得來自另一方向的光脈沖能夠順利通過。
當激光被切斷時，陷阱重新變得不透明，從而將光脈沖困住；而當再次照射激光時，光脈沖便能繼續(xù)前行。
這項技術的核心在于所謂的“量子沖突”，即通過原子與激光及光脈沖之間的相互作用來保存光脈沖的信息。
由于激光和光脈沖對原子的作用力相反，這導致原子進入了一種糾纏狀態(tài)，即同時存在于兩種不同的量子態(tài)之中。
即使原子吸收了光脈沖，在切斷激光的情況下，光脈沖的信息依然保留在這些糾纏態(tài)中，只要原子的狀態(tài)不變，光脈沖的信息就不會丟失。
過去的技術嘗試只能短暫地維持這種狀態(tài)約1毫秒，之后便會因為原子的移動而導致結構崩潰。
然而，這次科學家們借助摻有稀土元素鐠的硅酸鹽晶體構建了一個“超級光陷阱”。
由于該晶體為固態(tài)且鐠元素具有出色的磁穩(wěn)定性，這使得新陷阱能夠在更長時間內穩(wěn)定保存光脈沖信息，遠遠超越了以往基于氣體或不夠穩(wěn)定的晶體材料制成的陷阱。
這項研究不僅標志著光學領域的一項重大突破，也為未來開發(fā)用于光計算機或量子計算機的存儲設備提供了新的可能性。隨著技術的發(fā)展，我們或許能夠見證基于這種原理的新型存儲解決方案的實際應用。
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