光的速度非常快，而這種速度對(duì)于快速交換信息至關(guān)重要，不過(guò)，當(dāng)光穿過(guò)材料時(shí)，其激發(fā)原子和分子的機(jī)會(huì)就會(huì)變得非常小。如果科學(xué)家能夠減慢光粒子或光子的速度，就可以為一系列新技術(shù)應(yīng)用打開(kāi)大門(mén)。

圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)

據(jù)外媒報(bào)道，近日，斯坦福大學(xué)（Stanford）的研究人員就展示了一種可顯著降低光速的新方法，與在回聲室將聲音“抓住”并隨意引導(dǎo)聲音傳播的方向一樣。斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授Jennifer Dionne在實(shí)驗(yàn)室中，將超薄硅片構(gòu)造成納米大小的條棒，利用共振捕獲光線(xiàn)，然后再釋放光線(xiàn)或重新定向。此類(lèi)“高質(zhì)量因子”（high-quality-factor）或“高Q”諧振器可能可以創(chuàng)造操控和使用光的新方法，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、光學(xué)WiFi，甚至檢測(cè)SARS-CoV-2病毒等應(yīng)用。

在操縱光之前，需要打造諧振器，這其實(shí)帶來(lái)了很多挑戰(zhàn)。

該設(shè)備的核心部件是一層極薄的硅，可以高效地捕獲光線(xiàn)，對(duì)近紅外光的吸收率也很低，而科學(xué)家們正想控制近紅外光。硅放在透明材料晶片（如藍(lán)寶石）上，研究人員將電子顯微鏡的“針頭”置于晶片上蝕刻納米天線(xiàn)圖案。此種圖案必須劃得盡可能平滑，因?yàn)榇祟?lèi)天線(xiàn)需要像回音室的墻壁一樣，而如果有缺陷就會(huì)抑制捕捉光線(xiàn)的能力。

最終，該設(shè)備的質(zhì)量因子高達(dá)2500，比以往任何類(lèi)似設(shè)備的質(zhì)量因子（質(zhì)量因子是描述共振行為的一種度量，與光的壽命成正比）高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)（100倍），從而可以實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)應(yīng)用。

例如，生物傳感。單個(gè)的生物分子非常小，基本無(wú)法看到。但是，讓光在一個(gè)分子中穿透成百上千次，可以極大地增加打造可探測(cè)散射效應(yīng)的機(jī)會(huì)。

現(xiàn)在，研究人員們正致力于將此種技術(shù)用于探測(cè)COVID-19的抗原（能引發(fā)免疫反應(yīng)的分子）和抗體（在反應(yīng)中，由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)）。此種高質(zhì)量因子納米諧振器還可以讓每個(gè)天線(xiàn)單獨(dú)工作，以同時(shí)探測(cè)不同類(lèi)型的抗體。

此外，該項(xiàng)技術(shù)還可用于通常用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的激光雷達(dá)，以及在量子科學(xué)中發(fā)揮作用。