把光束停顿下来
阿尔伯特*爱因斯坦在创建其狭义相对论时曾想象，如果有人骑在每秒运行300000 km的光束上观看我们的世界，将会是怎样的景象。但这样的太空遨游者骑在激光束上飞过麻省剑桥的罗兰科学研究所时，他会大吃一惊。 那里的研究人员已设法使激光束在穿过一种极冷的气体云团时，将它完全停下来。他们预言这一技术可在未来的计算机中用于信息储存。 把光停住，听上去不太可能爱因斯坦的理论被广泛地解释为光速是恒定不变的。但这种说法仅限于光在真空中传播时。当光穿过其他材料时，光常变慢，这就是光线从空气进入水或玻璃时发生曲折的原因。但光的减慢通常很小，在各种材料中，光仍以非凡的速度穿行。 在具有大折射率的材料中，光运行得较慢。折射率越高，材料的原子与光相互作用越强，使光前进速度减得越慢。可以想象，在蜜糖湖中跋涉的情形。如果蜜糖十分浓稠，在其内运动则愈加困难。 Lene Hau与他的同事所用的“蜜糖”是数百万个钠原子组成的气体，冷却到仅比绝对零度高百万分之几度。这些原子在磁“原子阱”中形成云团。 通常情况下，这团气体不允许光穿过。但当用一束“耦合光束”照射时，气体可变为透明。这就使它成选择性透明只当光是某个特定颜色时，它才允许这个“探测”激光脉冲穿过。 耦合光束就像重要人物的保镖，在冷原子中开出一条通道让探测光束通过。如果保镖突然离去即当探测光正通过原子云时关闭耦合激光探测光则停住，死呆在路上再也无法前进。这不同于把气体简单地变成黑色，使探测光被其吸收。 如果重新开亮耦合光，探测光束则继续其行程。这样，如果在探测光脉冲上进行信息编码正如计算机中在电脉冲上信息编码那样信息就能在一小段时间后再现，就像信件在邮寄中耽搁了一下那样。 研究人员预言，这一方法可能用于“量子计算机”它是一种比现有计算机快得多、威力强大得多的机器。这种机器用“量子态”的形式存储和转发信息，比如，用光束中的单个光子(光的波包)态。该组的技术提供了储存量子信息和使数据流停-走转换的方法。 两年前受Hau减慢光速实验的启发，原在麻省剑桥的Ronald Walsworth和Mikhail Lukin在哈佛史密森天体物理中心也开展了十分类似的实验研究。所得的结果即将发表。(蔡惟泉)
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TN2(光电子技术、激光技术)
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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