法發(fā)明光子捕捉裝置 愛因斯坦80年前夢(mèng)想成真

    １９２７年，愛因斯坦曾設(shè)想出一個(gè)能捕捉光的盒子，在假想的實(shí)驗(yàn)中僅釋放一個(gè)光粒子或光子，以此計(jì)算出質(zhì)量和能量之間的關(guān)系。８０年后的今天，法國(guó)物理學(xué)家把這一夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，他們發(fā)明了可以捕捉光子并監(jiān)控它從產(chǎn)生到消失整個(gè)過程的光子盒。

    據(jù)法新社１４日?qǐng)?bào)道，這一裝置僅２．７厘米見方，由一個(gè)空腔組成，盒面使用的材料是極反光的超導(dǎo)鏡子，它能夠在七分之一秒的時(shí)段里捕捉并監(jiān)控一個(gè)光子。別小看這段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，一個(gè)自由的光子可以完成從地球到月球大約十分之一的距離。

    光子可能是物理學(xué)中存在的zui基本粒子。一個(gè)電燈泡通電后，每秒釋放的光子數(shù)量高達(dá)１０的１５次方。但是，當(dāng)你一看到光子，它就消失了，因?yàn)樗谂c你的視網(wǎng)膜接觸之際就消耗了使它存在的能量。

    計(jì)算光子的常規(guī)方法是使用光檢波器，它通過撞擊光子吸收能量而運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，撞擊會(huì)損壞光子，因此科學(xué)家需要一個(gè)“透明的”計(jì)數(shù)器。

    法國(guó)研究小組說，他們通過讓一束銣原子穿過捕獲光子的盒子而找到了答案。光子的電場(chǎng)會(huì)輕微地改變?cè)拥哪芰克?，但這種情況不足以使原子從電場(chǎng)中吸收能量。當(dāng)一個(gè)原子穿過光子的電場(chǎng)時(shí)，會(huì)使繞原子核運(yùn)行的電子略微遲緩，而這一推遲時(shí)間可以使用現(xiàn)代原子鐘技術(shù)測(cè)量，即把電子的軌道視為“鐘擺”以測(cè)量出準(zhǔn)確時(shí)間。

     這項(xiàng)研究成果本周將發(fā)表在英國(guó)《自然》周刊上。

整理：湖南凱達(dá)離心機(jī)