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科學傢創造出"光劍"星球大戰或照進現實
原標題：科學傢創造出真實版"光劍" 星球大戰或照進現實
看過電影《星球大戰》的讀者，相信會對其中佔有舉足輕重地位的武器——光劍印象深刻。那是一種以純粹能量凝聚成的“利劍”，長約一米左右，還會發出特定顏色的光芒。不少人以為構成劍身的物質是激光或其他光束，但是這一說法是違背物理定律的——光子作為一種幾乎沒有質量的基本粒子，就像是一種“超然”的存在，如果把兩束激光彼此相對，光子隻會互相穿過，根本不可能成為一種固態，並在揮動時發出嗡嗡的聲音。然而，隨著量子光學的發展，最新的科學研究顯示，這種存在於科幻小說電影裡的“光劍”似乎有望實現。
“光劍”是怎麼形成的？
美國哈佛大學物理學教授米哈伊爾·盧金和麻省理工學院的物理學傢弗拉丹·盧勒狄克教授所率領的科研團隊日前在《自然》雜志上發表瞭他們最新的研究成果：通過將光子與分子結合，成功地創造出瞭一種此前未被觀察過的物質形式——它基本上就是一個真實版的“光劍”。
這似乎違背瞭物理定律，光子可能被實質化嗎？畢竟，這些光粒子一直都被認為是不會相互作用的無質量微粒。盧金教授表示：“我們在做的就是創造一種特殊的媒介，光子在台中腳底按摩媒介中能夠強烈的相互作用，這就會使它們表現的如同有質量一般，而且它們會黏合在一起來形成分子。這種光激束縛態長期以來都處於理論探索階段，但是到目前為止還尚未實現。”
研究者將銣原子吸入真空室，然後用激光將原子雲冷卻至接近絕對零度，再使用極弱的激光脈沖將單個光子射入原子雲。進入冷原子雲的光子的能量激活瞭沿途的原子，使得光子的速度大大變慢。但是，隨著光子繼續穿透電子雲，能量在不同原子間切換，最終與光子一起離開電子雲。當科學傢同時發送一個以上光子時，觀察到優美環保科技工程-靜電機,靜電機推薦,靜電機保養,靜電機清洗,靜電油煙處理機光粒子會堆積在一起，並且一道脫離原子雲，就像單個的分子，從而使光子開始成為“光分子”——就像在上演一場“量子羅曼史”。這一現象甚至能被人眼所觀察到。
科學傢所目擊的這種現象被稱為“裡德伯封鎖”效應。簡單地說，這種效應就是當兩個光子進入原子雲裡，第一個光台灣電動床工廠子會激活原子，但在第二個原子能夠激活臨近原子之前它就已經向前繼續移動。產生的結果便是兩個原子互相推拉穿過整個電子雲，它們的能量從一個原子傳遞到下一個。
“這與玻璃杯裡光折射是相同的效應。”盧金解釋道：“當光進入水裡，它將部分能量傳遞給媒介，在水裡光和物質結合在一起，但當前者離開時，它仍然還是光”，“現在這個過程非常相似但更加極端——光速被極大的減慢，大量能量在折射過程中丟失”，“光分子的特性並不像傳統的激光，而是更類似於光劍。當這些光子相互作用，它們會彼此推擠並偏移”。他說，這些分子之間產生的物理學更類似於我們在電影裡所看到的，是一種全新的物質形式，與電影《星球大戰》裡的光劍非常類似。
“光劍”有什麼用？
雖然這一發現讓所有的科幻愛好者們議論紛紛，但是科學傢們更關註於這種材料的實際應用——形成的光分子將更有可能推動量子計算的進步。“它或可能有助於我們正在進行的研究，成為攜帶量子信息最可能的方式。”盧金說：“盡管唯一的不利條件是光子之間並不會發生相互作用。”
為瞭建造量子計算機，研究人員需要建立一個能夠保存量子台中註冊商標信息的系統，並利用量子邏輯運算處理這些信息。然而，目前面臨的挑戰是，量子邏輯需要單個量子之間的相互作用，使得量子系統能夠相互切換進行信息處理。“我們演示的這個過程証明我們是能實現這一點的。”盧金說，“在我們進行有用、實際的量子轉換或者光激性邏輯門之前，必須提高性能。雖然目前仍處於概念驗証階段，但這是非常重要的一步。”
這一研究成果甚至可以用於經典計算。盧金表示，這項研究或許也能讓當代芯片制造商施行把光轉化成電信號的工作，尤其是考慮到芯片制造商面臨的功率損耗等問題，不少公司正在試圖研發依靠光學路由器的系統，將光信號轉換為電信號。
而最令人興奮的應用，莫過如該研究可能終會有一天讓人們用“光”打造出復雜的3D結構，比如晶體。“它們具體的應用目前我們還不清楚，但這是一種新的物質形態，因此我們希望隨著不斷調查這些光分子的特性，新的應用領域會逐漸出現。”盧金說。
中國版“光劍”台灣靜電機批發工廠｜靜電機｜靜電機推薦｜靜電油煙處理機｜靜電油煙處理機推薦
作為科幻粉絲心目中頭號炫酷武器，“光劍”的原理已經被討論瞭幾十年瞭。有人認為“光”劍是激光劍，連原著都將其設定為與激光很接近的概念——通過某種特殊的晶體將“原力”實體化。但是激光無法限定在有限范圍，更不會在互相“碰撞”時發出砰砰聲。於是隨著科學的發展，星戰的粉絲們開始為“光劍”尋找各種不同的“科學”解釋，現在佔主流的解釋就是等離子體劍——高溫等離子體可以削金斷玉，可以用於磁場約束﹔也有人認為陶瓷等耐高溫物質也可用作光劍材料，等等。
其實，在中國也有“光劍”。中國版“光劍”並非上文所指的“光分子”，而是可以廣泛應用於眾多工業領域的基礎熱源——層流電弧等離子束。這種等離子束可以產生穩定、可控的熱源，溫度可在15000攝氏度至200攝氏度間調節。與傳統的湍流電弧等離子體不同，層流電弧等離子束能在大氣壓下射流長達1米，是一種穩定的優質超高溫長束熱源。
研制者表示，長約1米左右的等離子束，從發射器端口開始，溫度在幾萬攝氏度至幾百攝氏度不等。但即便是將手指放在距離光束機幾厘米的位置，也不會感覺到任何溫度。“這很重要，說明我們能將這個基礎熱源做成可控制的，熱量是集中分佈的。”
這種等離子束可以作為3D打印的基礎熱源。目前3D打印採用的熱源為激光，與其相比，層流電弧等離子束功率更好，電使用率可以達到95%。由於3D打印的第一步就是要將材料融化，不同材料對溫度要求不同，而該等離子束溫度可控並穩定，且造價比激光束要低，可說是目前全球能用於3D打印的最佳熱源。
然而要想成為真正的“光劍”，距離還有點遠。如何處理等離子體的超高溫度？如何獲得龐大能量？如何控制體積？如何使光分子在空氣介質中存在……這些問題依靠現在的科學技術還無法解決。盡管許多“科學解釋”或者“科學依據”還停留在討論理論可行性的階段，但科學，不就是這樣不斷發展的嗎？或許，“光劍”終有一天，會實現。
原標題：科學傢創造出真實版"光劍" 星球大戰或照進現實
看過電影《星球大戰》的讀者，相信會對其中佔有舉足輕重地位的武器——光劍印象深刻。那是一種以純粹能量凝聚成的“利劍”，長約一米左右，還會發出特定顏色的光芒。不少人以為構成劍身的物質是激光或其他光束，但是這一說法是違背物理定律的——光子作為一種幾乎沒有質量的基本粒子，就像是一種“超然”的存在，如果把兩束激光彼此相對，光子隻會互相穿過，根本不可能成為一種固態，並在揮動時發出嗡嗡的聲音。然而，隨著量子光學的發展，最新的科學研究顯示，這種存在於科幻小說電影裡的“光劍”似乎有望實現。
“光劍”是怎麼形成的？
美國哈佛大學物理學教授米哈伊爾·盧金和麻省理工學院的物理學傢弗拉丹·盧勒狄克教授所率領的科研團隊日前在《自然》雜志上發表瞭他們最新的研究成果：通過將光子與分子結合，成功地創造出瞭一種此前未被觀察過的物質形式——它基本上就是一個真實版的“光劍”。
這似乎違背瞭物理定律，光子可能被實質化嗎？畢竟，這些光粒子一直都被認為是不會相互作用的無質量微粒。盧金教授表示：“我們在做的就是創造一種特殊的媒介，光子在台中腳底按摩媒介中能夠強烈的相互作用，這就會使它們表現的如同有質量一般，而且它們會黏合在一起來形成分子。這種光激束縛態長期以來都處於理論探索階段，但是到目前為止還尚未實現。”
研究者將銣原子吸入真空室，然後用激光將原子雲冷卻至接近絕對零度，再使用極弱的激光脈沖將單個光子射入原子雲。進入冷原子雲的光子的能量激活瞭沿途的原子，使得光子的速度大大變慢。但是，隨著光子繼續穿透電子雲，能量在不同原子間切換，最終與光子一起離開電子雲。當科學傢同時發送一個以上光子時，觀察到優美環保科技工程-靜電機,靜電機推薦,靜電機保養,靜電機清洗,靜電油煙處理機光粒子會堆積在一起，並且一道脫離原子雲，就像單個的分子，從而使光子開始成為“光分子”——就像在上演一場“量子羅曼史”。這一現象甚至能被人眼所觀察到。
科學傢所目擊的這種現象被稱為“裡德伯封鎖”效應。簡單地說，這種效應就是當兩個光子進入原子雲裡，第一個光台灣電動床工廠子會激活原子，但在第二個原子能夠激活臨近原子之前它就已經向前繼續移動。產生的結果便是兩個原子互相推拉穿過整個電子雲，它們的能量從一個原子傳遞到下一個。
“這與玻璃杯裡光折射是相同的效應。”盧金解釋道：“當光進入水裡，它將部分能量傳遞給媒介，在水裡光和物質結合在一起，但當前者離開時，它仍然還是光”，“現在這個過程非常相似但更加極端——光速被極大的減慢，大量能量在折射過程中丟失”，“光分子的特性並不像傳統的激光，而是更類似於光劍。當這些光子相互作用，它們會彼此推擠並偏移”。他說，這些分子之間產生的物理學更類似於我們在電影裡所看到的，是一種全新的物質形式，與電影《星球大戰》裡的光劍非常類似。
“光劍”有什麼用？
雖然這一發現讓所有的科幻愛好者們議論紛紛，但是科學傢們更關註於這種材料的實際應用——形成的光分子將更有可能推動量子計算的進步。“它或可能有助於我們正在進行的研究，成為攜帶量子信息最可能的方式。”盧金說：“盡管唯一的不利條件是光子之間並不會發生相互作用。”
為瞭建造量子計算機，研究人員需要建立一個能夠保存量子台中註冊商標信息的系統，並利用量子邏輯運算處理這些信息。然而，目前面臨的挑戰是，量子邏輯需要單個量子之間的相互作用，使得量子系統能夠相互切換進行信息處理。“我們演示的這個過程証明我們是能實現這一點的。”盧金說，“在我們進行有用、實際的量子轉換或者光激性邏輯門之前，必須提高性能。雖然目前仍處於概念驗証階段，但這是非常重要的一步。”
這一研究成果甚至可以用於經典計算。盧金表示，這項研究或許也能讓當代芯片制造商施行把光轉化成電信號的工作，尤其是考慮到芯片制造商面臨的功率損耗等問題，不少公司正在試圖研發依靠光學路由器的系統，將光信號轉換為電信號。
而最令人興奮的應用，莫過如該研究可能終會有一天讓人們用“光”打造出復雜的3D結構，比如晶體。“它們具體的應用目前我們還不清楚，但這是一種新的物質形態，因此我們希望隨著不斷調查這些光分子的特性，新的應用領域會逐漸出現。”盧金說。
中國版“光劍”台灣靜電機批發工廠｜靜電機｜靜電機推薦｜靜電油煙處理機｜靜電油煙處理機推薦
作為科幻粉絲心目中頭號炫酷武器，“光劍”的原理已經被討論瞭幾十年瞭。有人認為“光”劍是激光劍，連原著都將其設定為與激光很接近的概念——通過某種特殊的晶體將“原力”實體化。但是激光無法限定在有限范圍，更不會在互相“碰撞”時發出砰砰聲。於是隨著科學的發展，星戰的粉絲們開始為“光劍”尋找各種不同的“科學”解釋，現在佔主流的解釋就是等離子體劍——高溫等離子體可以削金斷玉，可以用於磁場約束﹔也有人認為陶瓷等耐高溫物質也可用作光劍材料，等等。
其實，在中國也有“光劍”。中國版“光劍”並非上文所指的“光分子”，而是可以廣泛應用於眾多工業領域的基礎熱源——層流電弧等離子束。這種等離子束可以產生穩定、可控的熱源，溫度可在15000攝氏度至200攝氏度間調節。與傳統的湍流電弧等離子體不同，層流電弧等離子束能在大氣壓下射流長達1米，是一種穩定的優質超高溫長束熱源。
研制者表示，長約1米左右的等離子束，從發射器端口開始，溫度在幾萬攝氏度至幾百攝氏度不等。但即便是將手指放在距離光束機幾厘米的位置，也不會感覺到任何溫度。“這很重要，說明我們能將這個基礎熱源做成可控制的，熱量是集中分佈的。”
這種等離子束可以作為3D打印的基礎熱源。目前3D打印採用的熱源為激光，與其相比，層流電弧等離子束功率更好，電使用率可以達到95%。由於3D打印的第一步就是要將材料融化，不同材料對溫度要求不同，而該等離子束溫度可控並穩定，且造價比激光束要低，可說是目前全球能用於3D打印的最佳熱源。
然而要想成為真正的“光劍”，距離還有點遠。如何處理等離子體的超高溫度？如何獲得龐大能量？如何控制體積？如何使光分子在空氣介質中存在……這些問題依靠現在的科學技術還無法解決。盡管許多“科學解釋”或者“科學依據”還停留在討論理論可行性的階段，但科學，不就是這樣不斷發展的嗎？或許，“光劍”終有一天，會實現。
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