中国科学家成功把光“封印”！是如何做到的？

2021-06-23 16:39

让每秒30万公里的光停下来，这并不是天方夜谭，近期，中国科学技术大学郭光灿院士团队成功地让光“慢下来”，甚至“停下来”，“封印”在特殊晶体中。更重要的是，1小时后放出来的光，还是“活”的！

近期，国际学术期刊《自然·通讯》发表了该成果，中国科学家成功将一段600米长的光停下来，存在了一个5mm厚的晶体中。

4月22日，郭光灿院士团队的李传锋、周宗权等在光量子存储领域取得重要突破，其将相干光存储时间提升至1小时，创造了新的世界纪录。

其实过程很简单，第一步让光慢下来，第二步把光封印住。

怎么让光慢下来呢？其实，30万公里／秒是光在真空下的速度，在介质中，光的速度则要除以折射率，比如玻璃的折射率一般是1．5，那么光在玻璃中的速度就是20万公里／秒。

也就是说，我们只要提升介质的折射率，就能让光慢下来。

早在1999年，哈佛大学团队使用外加磁场的冷原子气体，把光速降到17米每秒，相关论文登上Nature封面，封面图内容是一辆自行车在和光赛跑。

而这次科学家将介质的折射率提升到了几十万倍，不但光速慢了下来，光的长度也被极限压缩。

第二步把光封印，就是把光场的激发转变成一群原子的激发，原子就像渔网一样把光子抓住，因为原子无法在晶体中移动，而是被牢牢束缚住震荡，光子自然也无法移动。

中国科学家成功把光“封印” 1小时后放出来还是活的

中科大团队光量子储存方案：a．ZEFOZ 磁场下的能级结构；b．系统光路示意图

对于可能的应用，该团队副教授周宗权表示：“沿着远程量子通信这条路走下去，那么就只有两个方向，量子中继和量子U盘。”

具体而言，如果在量子中继卫星上部署光量子存储技术，一小时的存储时间足以让一个卫星从西半球覆盖到东半球，形成全球范围的覆盖。

量子U盘则是量子技术中出现的专属存储方式，拥有着基于量子力学原理的安全性，就像是一个有高级密钥的U盘。下一步，他计划先在实验室研发出量子U盘原型机，未来期望能真正走向实用。

来源：快科技

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