光與物質(zhì)“聯(lián)姻”產(chǎn)出新奇粒子有望幫助科學(xué)家創(chuàng)建量子通信系統(tǒng)

來源：科技日報 2019-07-08 15:33:39

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國科學(xué)家在最新一期《自然》雜志撰文稱，他們用激光搖動電子，制造出了由部分原子和部分光組成的混合粒子，其擁有多種新行為。除了解物質(zhì)在量子尺度上的表現(xiàn)之外，這項工作有望幫助科學(xué)家創(chuàng)建功能更強(qiáng)大的計算機(jī)甚至量子通信系統(tǒng)。

最新研究負(fù)責(zé)人、芝加哥大學(xué)的喬納森·西蒙教授領(lǐng)導(dǎo)的實驗室一直試圖打破物質(zhì)和光之間的藩籬，以研究它們的基本屬性。用光制造物質(zhì)的一個步驟是，制造出彼此能像物質(zhì)一樣相互作用的光子。但一般情況下，光子以光速拉伸，根本不會相互反應(yīng)。

研究負(fù)責(zé)人之一、博士后研究員羅根·克拉克說：“為了使光子相互碰撞，我們使用原子作為‘中間人’。但是由于光子只與電子軌道處于非常特殊能級的原子相互作用，因此，我們希望制造出處于我們所需能級的電子軌道的副本。”

此前，克拉克已經(jīng)開發(fā)出了搖動量子材料的操縱技術(shù)——弗洛凱工程法?，F(xiàn)在，他利用這一方法，搖動電子來制作特定的副本。通過改變激光場的強(qiáng)度，讓其與原子共振精確調(diào)諧，它們可以改變電子的軌道。而且，通過周期性地改變該強(qiáng)度來搖動電子的軌道，他們獲得了期望的副本。

隨后，通過讓光子與這些搖動的原子相互作用，該團(tuán)隊創(chuàng)造了所謂的“弗洛凱極化子”。這是一種準(zhǔn)粒子，部分是光，部分是原子，與普通光子不同，其彼此之間的相互作用非常強(qiáng)烈，這些相互作用對于用光制造物質(zhì)至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：光與物質(zhì) 聯(lián)姻

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