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科学家在一项实验中将光的速度减慢了一万倍
科学家此前已经证实，在某些情况下，光速可以减慢。一项新的研究展示了一种实现这一目标的方法，该方法有望成为迄今为止最有用的方法之一。
这一突破背后的研究人员来自广西大学和中国科学院，他们说他们的方法可以使计算和光通信受益。
光在空旷的太空中以一种速度快速传播，而且只有一种速度 —— 每秒299792公里（约186000英里）。然而，如果你把一团混乱的电磁场扔到它的路径上，比如，普通物质周围的电磁场，那么这种非同寻常的速度就会开始减慢。
大多数透明材料会使光的速度减慢一小部分。当光从一种介质传播到另一种介质时，正是速度的变化导致了光的弯曲。但真正的刹车需要特殊的材料，比如光子晶体，甚至是超冷量子气体。
研究人员在他们发表的论文中写道：“我们设想，我们的工作为在纳米光子芯片中实现超强光-物质相互作用提供了一个全新的方向。”
这种新方法是建立在所谓的电磁感应透明（EIT）的基础上的，它使用了一种巧妙的激光技术来操纵储存在真空中的气体中的电子 —— 本质上是把不透明的气体变成透明的。
这意味着激光可以通过，但由于它被操纵的方式，它也减慢了速度。这对物理学家来说非常有趣，但这种方法也意味着，在这个过程中会损失很多光和能量。
为了减少这种损耗并提高整个系统的效率，研究人员采用了EIT控制光的一些原理，设计了一种新材料来减慢光的速度。这种材料是一种超表面 —— 一种合成的二维结构，具有不同于自然界的特性。
该团队设计的超表面由非常薄的硅层制成（就像今天的计算芯片一样），并且在储存和释放能量（在这种情况下，来自光）的方式上比现有的选择要好得多。
根据研究人员获得的结果，在这个系统中，光的速度可以降低1万倍以上。同时，与其他类似方法相比，光损失减少了五倍以上。
新方法的关键在于，超表面最小的构建块（称为元原子）的定位方式。在这种情况下，它们本质上足够近，可以融合在一起，这反过来影响了光线通过时的处理方式。
最终的结果是，所有这些复杂的科学都能更好地控制光的传播方式。由于光在从宽带互联网到量子计算的所有领域都扮演着如此关键的角色，因此有许多潜在的应用。
除了在水等物质中发生的自然减速之外，这并不是科学家们发现的进一步减慢光的唯一方法，但它的有效性和可扩展性使其成为进一步研究的一个有希望的选择。
研究人员写道：“有了这些发现，我们的研究为调整超表面的光流开辟了一条新途径。”
这项研究发表在《纳米快报》上。
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快照生成时间：2024-02-26 11:45:11
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