科学家用光创造一维气体

波恩大学和凯泽斯劳滕-兰道大学 (RPTU) 的物理学家成功地用光粒子(也称为光子)创造了一种一维气体。这一突破使他们首次能够测试有关这种奇异物质状态行为的理论。他们的研究结果发表在《自然物理》杂志上,可能有助于 […] 科学家用光创造一维气体一文首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
在光抛物线中施加到反射表面捕获光子气体的聚合物。这种抛物线较窄,气体的行为越大。学分:IAP/UNI BONN。

波恩大学和Kaiserslautern-Landau(RPTU)的物理学家成功地创建了一种用光颗粒(也称为光子)的一维气体。

这一突破使他们能够第一次测试有关这种异国物质状态的行为的理论。

他们的发现在自然物理学上发表,可以帮助科学家更加紧密地探索量子效应,并为未来的技术应用打开大门。

自然物理

要理解这个概念,想象一下站在游泳池旁,试图通过从软管上喷水来提高水位。

添加的水会散布在游泳池的表面上,只有很小的差异。

但是,如果将相同的水喷到狭窄的天沟中,则水会被困在一个方向上,从而导致更明显的波浪。天沟中的这一波是一个简单的类比,即研究人员用光所做的事情。

在实验中,科学家使用了装有染料溶液的特殊容器,并用激光激发了溶液。

这导致光子在容器内弹跳。当光子与染料分子相撞时,它们会失去能量并冷却,最终形成了一种由光颗粒制成的“气体”。

使这种气体在一个维度上表现的关键,而不是在两到三个方面散布,而是研究人员如何操纵容器的反射壁。他们在墙壁上使用了微小的高分辨率结构,这些结构像光线一样像“牙龈”一样,将光子捕获在一维空间中。

在二维系统中,有一个明显的点,光子气凝结,类似于水在0°C时的冷冻方式。这称为相变。但是,在一维光子气体中,情况不同。