科学家将光束“冻住”1秒钟

    澳大利亚科学家最近在《物理评论通讯》上报告说，他们成功地用新型光陷阱将光束“冻结”1秒钟，这远远超过之前最长1毫秒的记录。

　　澳大利亚国立大学的物理学家杰文·朗戴尔及其同事利用新型光陷阱，首次成功地将一个光脉冲“冻住”了足足1秒钟的时间，这是以前最好成绩的1000倍 。将“冻住”光束的时间大大延长，意味着可能据此找到实用方法，来制造光计算机或量子计算机用的存储设备。

　　要使光停住脚步，需要一种特殊的陷阱，其中的原子温度极低，几乎静止，以至于每个原子都有着同样的量子态。通常情况下，这样一团冻结的原子是不透明的，但仔细校准后的激光能够在其中“切割”出一条通道，使得一个光脉冲从另一方向传播过来时，陷阱相对于它来说是透明的。一旦切断激光，陷阱立刻又变得不透明，光脉冲就被困在陷阱里了。恢复激光照射，光脉冲将继续传播。

　　陷阱的秘密在于它并不像普通陷阱困住物体那样困住光线，而是通过建立“量子冲突”来保存住光脉冲的信息。激光和光脉冲对原子的作用是相反的，导致原子发生“纠缠”，处于两种量子态的混合状态。切断激光时，原子吸收光脉冲，但光脉冲并没有丢失，原子仍然纠缠在不同量子态中，光脉冲的信息给它们留下了印记。只要原子不移动或改变，就能完全保有光脉冲的信息。

　　以前的光陷阱只能坚持约1毫秒，随后就由于原子的移动而崩溃了。这次科学家利用掺有稀土元素镨的硅酸盐晶体，制造出一种“超级光陷阱”。由于晶体是固态的，而且镨的磁稳定性非常好，因此这种陷阱保存光脉冲信息的时间比气体陷阱或不够稳定的晶体陷阱要长得多。