物理学家揭开由纯光弄成的一维气体
ByPhysics & Mathematics
物理学家已经首次出自光粒子创造了一种一维气体。研究光子气体如何行为可以帮助研究人员发现一些还不知道的量子光学效应。
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物理学家已经首次出自光粒子创造了一种一维气体。研究光子气体如何行为可以帮助研究人员发现一些还不知道的量子光学效应。
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(Image credit: Dizzo via Getty
Images)
物理学家首次已经创造了一种出自纯光弄成的一维气体，他们要用它来研究光子或光的粒子如何在量子水平上行为。
科学家们通过向一个装满染料的反射容器中发射一束激光造成光束中的光子来冷却并最终凝结创造了一种新的叫一个光子气体的物质状态。研究人员于9月6日在《自然物理学》杂志上发表了他们的发现。
波恩大学物理学家、该研究的资深作者弗兰克·维英格尔在一份声明中说，“为创造这些类型的气体，我们需要在一个密闭的空间内凝聚大量的光子并同时的冷却它们”。
光子是玻色子，有整数自旋的粒子，这意味着它们能在一个给定的时间占据相同的状态和空间。当一个玻色子气体被冷却到接近零度时它的所有粒子丧失它们的能量，进入相同的能量状态。
就像我们只能通过观察它们的能级来在一个气体云中区分否则相同的粒子一样，这种均衡有一个深远的影响：从一个量子力学的观点，从前构成一个更暖气体的不同的振动、抖动、碰撞粒子的云然后变得完美的同一的，创造一种叫玻色-爱因斯坦凝聚体的难以捉摸的物质形式。
以一种冷凝物形式存在造成粒子的在一种气体中的位置变得高度不确定的。因此，每个粒子可能占据的地方面积生长的比粒子本身之间的空间更大。然后，不是离散的物体而是在一种光子气体中的重叠的光子宛如它们是一个巨大的粒子一样行为。
物理学家之前已经在二维中创造了光子气体。但只在一个中创造它们样子是更棘手的。
维英格尔说，“当我们创造一种一维气体而不是一种二维气体时事情有点不同了，所谓的热波动发生在光子气体中，但它们在二维中是如此小以致它们没有真正的影响。然而，在一维中这些波动能——形象地说——制造大浪” 。
为创造一种一维光子气体，研究人员在向它发射进一束激光之前用一种染料溶液装满一个微小的反射容器。激光光的光子在容器内来回反射直到它们与染料分子碰撞为止，这剥夺了它们的能量并造成它们来一起聚集。
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通过对容器的反射壁应用一种透明聚合物，研究人员能够来调整它们反射光的方式以便它有效的凝聚在一个方向中或一条线中。
波恩大学博士生、主要作者乌梅什（Kirankumar Karkihalli Umesh）在声明中说，“这些聚合物就像一种排水沟一样起作用，但在这个案例中是对光。这个沟槽越窄气体越一维上行为” 。
通过研究他们新创造的一维光子气体，研究人员证实了它行为与它的二维形式相当的不同。与在二维光子气体中不同，它们的一维光子气体侄子的热波动防止它们在某些区域中完全的凝聚。按照研究人员，这在激光光和它的冷凝物形式之间创造一个部分的被跨这种气体 “抹掉”的相变，就像没有完全冻结的冰水一样。
研究人员说，调查光子气体跨维度多不同可以帮助研究人员来发现尚未发现的量子光学效应。
https://www.livescience.com/physics-mathematics/physicists-unveil-1d-gas-made-of-pure-light
物理学家首次已经创造了一种出自纯光弄成的一维气体，他们要用它来研究光子或光的粒子如何在量子水平上行为。
科学家们通过向一个装满染料的反射容器中发射一束激光造成光束中的光子来冷却并最终凝结创造了一种新的叫一个光子气体的物质状态。研究人员于9月6日在《自然物理学》杂志上发表了他们的发现。
波恩大学物理学家、该研究的资深作者弗兰克·维英格尔在一份声明中说，“为创造这些类型的气体，我们需要在一个密闭的空间内凝聚大量的光子并同时的冷却它们”。
光子是玻色子，有整数自旋的粒子，这意味着它们能在一个给定的时间占据相同的状态和空间。当一个玻色子气体被冷却到接近零度时它的所有粒子丧失它们的能量，进入相同的能量状态。
就像我们只能通过观察它们的能级来在一个气体云中区分否则相同的粒子一样，这种均衡有一个深远的影响：从一个量子力学的观点，从前构成一个更暖气体的不同的振动、抖动、碰撞粒子的云然后变得完美的同一的，创造一种叫玻色-爱因斯坦凝聚体的难以捉摸的物质形式。
以一种冷凝物形式存在造成粒子的在一种气体中的位置变得高度不确定的。因此，每个粒子可能占据的地方面积生长的比粒子本身之间的空间更大。然后，不是离散的物体而是在一种光子气体中的重叠的光子宛如它们是一个巨大的粒子一样行为。
物理学家之前已经在二维中创造了光子气体。但只在一个中创造它们样子是更棘手的。
维英格尔说，“当我们创造一种一维气体而不是一种二维气体时事情有点不同了，所谓的热波动发生在光子气体中，但它们在二维中是如此小以致它们没有真正的影响。然而，在一维中这些波动能——形象地说——制造大浪” 。
为创造一种一维光子气体，研究人员在向它发射进一束激光之前用一种染料溶液装满一个微小的反射容器。激光光的光子在容器内来回反射直到它们与染料分子碰撞为止，这剥夺了它们的能量并造成它们来一起聚集。
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通过对容器的反射壁应用一种透明聚合物，研究人员能够来调整它们反射光的方式以便它有效的凝聚在一个方向中或一条线中。
波恩大学博士生、主要作者乌梅什（Kirankumar Karkihalli Umesh）在声明中说，“这些聚合物就像一种排水沟一样起作用，但在这个案例中是对光。这个沟槽越窄气体越一维上行为” 。
通过研究他们新创造的一维光子气体，研究人员证实了它行为与它的二维形式相当的不同。与在二维光子气体中不同，它们的一维光子气体侄子的热波动防止它们在某些区域中完全的凝聚。按照研究人员，这在激光光和它的冷凝物形式之间创造一个部分的被跨这种气体 “抹掉”的相变，就像没有完全冻结的冰水一样。
研究人员说，调查光子气体跨维度多不同可以帮助研究人员来发现尚未发现的量子光学效应。
https://www.livescience.com/physics-mathematics/physicists-unveil-1d-gas-made-of-pure-light