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Photon的生命周期“全部观察”

作者:成豢戊    发布时间:2017-11-21 01:04:01    

作者:Amarendra Swarup(图片来源:Michel Brune)单个光子的诞生,生命和死亡 - 一个光的粒子 - 第一次被实时“观察”以前,科学家被限制在瞬间扫视,因为仅仅测量的行为吸收并破坏了微妙的量子粒子现在,法国巴黎ÉcoleNormaleSupérieure的Serge Haroche及其同事成功地追踪光子的平均寿命为0.13秒 - 足够长的时间让光子传播到月球的十分之一其卓越成就的核心是一个小型盒状腔体,壁上装有超反射超导镜,冷却到绝对零度(-273.15°C)以上0.5°由于空间中微小的能量波动导致量子粒子闪烁进出,光子在腔内随机出现和消失然而,一旦那里,光子被捕获,在镜像墙衰变之前在镜像墙之间反弹数十亿次为了观察光子,研究人员一次一个地将铷原子穿过腔体单个铷原子不能吸收单个光子,因为光子不是将铷原子提升到不同能量状态的正确能量包然而,光子的电场会轻微地将原子的能量水平移动一个可测量的量(一旦原子出现),团队用它来确定是否存在任何被捕获的光子 “这不是以牺牲光子能量为代价进行的,所以如果检测到光子能量,那么之后它仍然存在于连续的铷原子中,使我们能够跟踪它,”Haroche说 “一个典型的信号在一个能级上有一系列原子,意味着一个空腔,突然被另一个能级的原子打断,表明光子诞生了后来,相反方向的跳跃标志着光子湮灭“”这是一项非常重要的基本成就,因为没有人第二次见过光子,“德国乌尔姆大学的Ferdinand Schmidt-Kaler说 “它还对快速发展的量子计算领域产生重大影响”量子计算依赖于在不同能量状态之间传输量子比特 - 量子信息位,从而大大加快了计算速度根据Schmidt-Kaler的说法,结果表明原子量子比特流可以被捕获的光子的量子位状态完全控制 - 这是一项值得注意的成就,因为这种操作是量子计算机的基础期刊参考:自然(第446卷,

 

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