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據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，以色列研究人員首次演示了向前傳播的光的回流。這一現(xiàn)象是量子物理學(xué)家50年前提出的，直到現(xiàn)在才得以證實(shí)。這有助科學(xué)家利用激光束探測(cè)大氣，研制出性能更好的光學(xué)顯微鏡、光鑷等。
該研究負(fù)責(zé)人、特拉維夫大學(xué)電氣工程學(xué)院物理電子學(xué)系埃隆·巴哈巴德博士解釋說：“這種‘回流’現(xiàn)象非常精妙，需要精準(zhǔn)控制粒子狀態(tài)，因此50年來還沒有人成功演示過。”“這一現(xiàn)象揭示了由波組成的系統(tǒng)一個(gè)違反人類直覺的行為，這種波既可以是量子力學(xué)中的一個(gè)粒子，也可以是一束光。”
光與量子粒子的相似之處在于兩者都可以由干涉波構(gòu)成。多個(gè)波可加在一起形成一個(gè)新波，這種構(gòu)造稱為疊加。如果所有向前傳播的波疊加在一起，則得到的新波可實(shí)現(xiàn)所謂的“光學(xué)回流”。
在最新全息照相實(shí)驗(yàn)中，研究人員將光束分解并重新組成一束激光，激光以相對(duì)于軸正角傳播的光波形式出現(xiàn)。他們非常仔細(xì)地構(gòu)造不同光束，精準(zhǔn)控制光束的強(qiáng)度和延遲。光束疊加完成后，他們制造出一個(gè)垂直光束移動(dòng)的小縫，來有效測(cè)量光束在不同位置的方向。
在大多數(shù)位置，從縫隙逃逸出來的光都在以正角移動(dòng)時(shí)顯示出來;但在某些位置，盡管射向狹縫另一側(cè)的光由全部以正角傳播的光束疊加而成，逃離狹縫的光仍以負(fù)角傳播，清晰顯示了光的回流效應(yīng)。
巴哈巴德總結(jié)道，如果以一種特殊的方式構(gòu)造全部沿一個(gè)方向傳播的干涉波，并精準(zhǔn)測(cè)量波在特定位置和時(shí)間的傳播方向，會(huì)發(fā)現(xiàn)波向后退。盡管這種行為違反了我們的直覺，但仍然服從自然法則。科學(xué)家可借助最新研究，通過發(fā)射一束激光并誘導(dǎo)向后向激光源傳播的信號(hào)來探測(cè)大氣;也可用于小體積內(nèi)精準(zhǔn)控制光場(chǎng)，研制出性能更好的光學(xué)顯微鏡、光鑷等。(記者劉霞)
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