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光也能乖乖听话声波让光速减慢加快甚至停止注意

2020-11-19 12:07:12| 来源:| 编辑:| 点击:0次

BSIT效应产生慢光、快光和单向封锁光。(图中红色为减慢,蓝色为加快,黄色显示封锁效应)

要让一根只向一个方向传导光,方法已经不止一种。最近,美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校研究人员首次实验证明了用布里渊散射引致透明(BSIT)可以实现这种效果,BSIT效应允许光向前传播,而向后传播的光被强烈吸收,还可以让光纤中的光加快、减慢甚至停止。这种非交互的性质是构建绝缘器和环形器的基本条件,也是光学设计中必不可少的工具之一。

在入射光功率不高的情况下,光纤材料分子的布朗运动会产生声学噪声。布里渊-曼德尔斯塔姆散射最早发现于上世纪20年代初,是光波和声波通过光纤材料的电致伸缩光压耦合在一起,并发生声光散射。 BSIT背后的基本物理过程存在于所有固体、液体、气体甚至等离子体中。 论文第一作者、伊利诺伊大学研究生金允焕(音译)说。

据报道,研究人员实验演示BSIT现象的工具很简单,只是玻璃光纤和旁边的玻璃环。 用一个微共振器(小玻璃环),把它和光纤靠得非常近时,能将其中特定波长的光吸收。 伊利诺伊大学机械科学与工程副教授高拉夫?巴尔说, 而通过BSIT效应能消除这种不透明,比如在旁边加一束特定波长的激光,能让系统再次变透明。这是一种以前从未见过的新物理过程。最重要的是我们发现,BSIT是一种非交互性现象 只能在一个方向引致透明,而在另一个方向,系统仍然会吸收光。

在大部分声学、电磁学和热力学中,反演对称性(如交互性)是一项基本原则。在一些特殊设备应用中,工程师经常要用各种技巧来打破交互性。现有的非交互性光学器件如绝缘器和循环器,通过磁场打破交互性。而在尺度上产生磁场的材料很难制造,在一些系统中,磁场也是一种干扰源。

我们已经证明了一种不用磁铁也能获得线性光学非交互性的方法,在任何普通的光学材料系统中都能实现,目前的任何商业光学本院不予支持。工厂都能使用。 巴尔说,目前的布里渊绝缘器是非线性设备,还需要过滤散射光,而BSIT是一种线性的非交互机制。BSIT还能加快和减慢光的波群速度,物理学家称之为 快 光和 慢 光。 慢 光技术对量子信息存储和光缓存器设备极为有用。将来有一天,这种缓存器有望并入量子计算机。

总圈点

光速是目前所发现的自然界物体运动的最快速度。按照传统的物理学理论,光的速度是绝对的,在没有障碍物的空间里可达每秒 0万公里。虽然光在通过水或玻璃等物质时传播速度会变慢,但在回到自由空间后光速又会恢复正常。看来,想让光 听话 确实不容易。文中所述的可让光速 减慢、加快甚至停止 夯实两国友好的民意和社会基础。双方还应以纪念二战胜利70周年为契机的方法,无疑是对传统理论的极大挑战。不过话说回来,能驯服这样一条 桀骜不驯 的光,所产生的后果将是不可想象的。

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