新華社北京7月3日電 德國(guó)和美國(guó)科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造出了譜線寬度僅10毫赫茲(1毫赫茲為0.001赫茲)的激光,創(chuàng)下激光單色性的新世界紀(jì)錄。
德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院發(fā)布的新聞公報(bào)說,這是迄今離理想單色性最近的激光,用它測(cè)量原子頻率可以讓光子鐘更加精確,還有助于光譜學(xué)和射電天文學(xué)研究等。
頻率和波長(zhǎng)決定著光的顏色,陽(yáng)光由許多不同頻率的光組成,分解后可以形成彩虹。光的頻率越單一,單色性越好,在光譜上所占的區(qū)域越狹窄。理想的激光只有一個(gè)頻率和波長(zhǎng),譜線是沒有寬度的一條線,但現(xiàn)實(shí)中無法達(dá)到。
普通激光的線寬通常為幾千赫茲到幾百萬赫茲,不適合精度要求特別高的實(shí)驗(yàn)。德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究所和美國(guó)實(shí)驗(yàn)天體物理聯(lián)合研究所的科學(xué)家合作創(chuàng)造出兩束波長(zhǎng)約1.5微米的激光,對(duì)比印證顯示其線寬為10毫赫茲,論文發(fā)表在美國(guó)《物理學(xué)評(píng)論通訊》雜志上。
這兩束激光非常穩(wěn)定,組成激光的所有光波都非常相似、振蕩步調(diào)高度一致,能在每秒振蕩194萬億次的情況下維持同步至少11秒。在這段時(shí)間里,該激光可以傳播330萬千米,相當(dāng)于地球到月球距離的將近10倍。
為提高單色性,研究人員對(duì)決定激光屬性的關(guān)鍵部件——諧振腔進(jìn)行了嚴(yán)密設(shè)置,盡量隔絕溫度、壓力等外界影響,并冷卻到約零下150攝氏度,使諧振腔的長(zhǎng)度波動(dòng)不超過氫原子直徑的千萬分之一。他們說,實(shí)驗(yàn)裝置還可進(jìn)一步優(yōu)化,有可能將線寬縮小到低于1毫赫茲的水平。
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