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科學(xué)家用紅寶石改變光速

發(fā)布時(shí)間:2011-12-09 作者: 來(lái)源: 瀏覽:409731

  英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的科學(xué)家日前通過(guò)把光的速度降到比聲速還慢,并使之通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的晶體,從而實(shí)現(xiàn)了以一種可控的方式對(duì)光線(xiàn)進(jìn)行拖拉,這在世界上尚屬首次。

  人們一般認(rèn)為光速是恒定不變的,但這只是在真空條件下??如它在太空的傳播速度約10.8億千米每小時(shí)。但是當(dāng)光穿過(guò)不同的物質(zhì)時(shí),如水或固體,它的速度就會(huì)減慢,不同波長(zhǎng)(顏色)的光會(huì)以不同的速度傳播。

  此外,當(dāng)光通過(guò)不同的正在移動(dòng)的物質(zhì)時(shí),如玻璃、空氣或是水,它便可以被拖拉,這種現(xiàn)象最早由光學(xué)家?jiàn)W古斯丁?簡(jiǎn)?菲涅爾于1818年預(yù)言,并最終在100年后得到證實(shí)。

  在這項(xiàng)新的研究中,格拉斯哥大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),他們把一個(gè)原始圖像(一個(gè)綠色激光器的橢圓形輪廓)投射在一個(gè)紅寶石棒上,這個(gè)紅寶石棒以每分鐘3000轉(zhuǎn)的速度繞軸旋轉(zhuǎn)。

  研究人員發(fā)現(xiàn),一旦光線(xiàn)進(jìn)入紅寶石,它的速度就會(huì)被降低到和聲音速度差不多,旋轉(zhuǎn)著的紅寶石棒拖拉著進(jìn)入其中的光線(xiàn),結(jié)果導(dǎo)致所產(chǎn)生的圖像被旋轉(zhuǎn)了約5度,其改變程度是肉眼足以觀察到的。研究人員指出,這項(xiàng)研究可能應(yīng)用在非同以往的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及高級(jí)計(jì)算機(jī)上。

  該校光學(xué)家Miles Padgett表示:“光的速度只有在真空條件下才是恒定不變的。當(dāng)光通過(guò)玻璃傳播時(shí),玻璃的移動(dòng)同時(shí)就會(huì)拖拉進(jìn)入其中的光。例如,盡你最大能力來(lái)快速轉(zhuǎn)動(dòng)窗戶(hù),就會(huì)輕微轉(zhuǎn)動(dòng)窗戶(hù)后面你所看到的影像。然而這種轉(zhuǎn)動(dòng)可能只有百萬(wàn)分之一度,是人眼所感受不到的?!?/P>

  在研究人員于《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文中,他們采取了不同的方法來(lái)設(shè)計(jì)激光器和旋轉(zhuǎn)紅寶石棒試驗(yàn)。

  在實(shí)驗(yàn)中,該校的Franke-Arnold博士產(chǎn)生了利用紅寶石減慢光速來(lái)觀察光牽現(xiàn)象的想法。他說(shuō):“我們主要是希望示范基本的光學(xué)原理,但是這項(xiàng)工作也可能具有實(shí)際應(yīng)用效果。”

  Arnold 表示:“圖像是一種存儲(chǔ)自身密度的信息與能力,而定相是光學(xué)存儲(chǔ)與處理量子信息的重要步驟,最終達(dá)到典型計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到的程度。能夠選擇以任意角度轉(zhuǎn)動(dòng)圖像為編碼信息帶來(lái)了一種新的方式,一種目前任何圖像編碼信息所不能做到的方式?!?BR>

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