德國科學(xué)家稱,他們成功讓光子形成“玻色—愛因斯坦凝聚”,創(chuàng)造出一種全新的光源。新方法可讓科學(xué)家設(shè)計(jì)出新型紫外或X射線激光器,從而制備出功能更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)芯片。
玻色—愛因斯坦凝聚是物質(zhì)的一種奇特狀態(tài),處于這種狀態(tài)的大量原子行為會像單個粒子一樣。此前,玻色—愛因斯坦凝聚已在幾個物理體系中被觀測 到,但科學(xué)家認(rèn)為它不可能出現(xiàn)在光子中。這是因?yàn)楫?dāng)光子被冷卻到某一點(diǎn)上,它將不再輻射出可見光范圍內(nèi)的光,而僅僅發(fā)射出不可見的紅外線光子,同時其輻射 密度會下降,溫度越低,光子的數(shù)量越少,科學(xué)家很難得到玻色—愛因斯坦凝聚出現(xiàn)所需要的冷卻光子的數(shù)量。
波恩大學(xué)的科學(xué)家讓一束光線在兩面高度反光的鏡子間來回跳躍,并在兩個反射鏡面之間放置冷卻的色素分子溶液。光子會周期性地同這些色素分子發(fā)生碰撞,在碰撞中,分子先“吞下”光子接著又“吐出”它們。參與研究的科學(xué)家馬丁·威茨解釋說,在這個過程中,光子表現(xiàn)出溶液的溫度,并且整個過程沒有光子損失。接著,研究人員通過激光激活色素溶液,增加了兩面鏡子之間光子的數(shù)量。這使科學(xué)家能夠?qū)⒗鋮s的光子緊密地聚集在一起,使它們形成一個“超級光子”。
這種光子玻色—愛因斯坦凝聚是一種全新的光源,其有些特征同激光相似。但與激光相比,它們也有自身的優(yōu)勢。簡·卡拉斯表示,目前還沒有能夠發(fā)射出極短波長光(比如在紫外線或X射線范圍內(nèi))的激光器,而使用光子玻色—愛因斯坦凝聚應(yīng)該可以做到。
芯片產(chǎn)業(yè)或許也會因此受益。芯片制造商一般使用激光將邏輯電路制成半導(dǎo)體材料,所得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度由激光波長和其他因素限定,長波激光不如 短波激光適合精準(zhǔn)性要求高的工作。而X射線的波長比可見光更短,從原理上來講,X射線激光器應(yīng)該允許制造商在同樣的硅材料表面應(yīng)用更復(fù)雜的電路,這將使他#p#分頁標(biāo)題#e# 們制備出新一代高性能的芯片并最終研制出功能更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。這個過程也可應(yīng)用于光譜學(xué)或光伏電池等領(lǐng)域。
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