2024年12月02日
星期一
据物理学家组织网近日报道，以色列研究人员首次演示了向前传播的光的回流。这一现象是量子物理学家50年前提出的，直到现在才得以证实。这有助科学家利用激光束探测大气，研制出性能更好的光学显微镜、光镊等。
该研究负责人、特拉维夫大学电气工程学院物理电子学系埃隆·巴哈巴德博士解释说：“这种‘回流’现象非常精妙，需要精准控制粒子状态，因此50年来还没有人成功演示过。”“这一现象揭示了由波组成的系统一个违反人类直觉的行为，这种波既可以是量子力学中的一个粒子，也可以是一束光。”
光与量子粒子的相似之处在于两者都可以由干涉波构成。多个波可加在一起形成一个新波，这种构造称为叠加。如果所有向前传播的波叠加在一起，则得到的新波可实现所谓的“光学回流”。
在最新全息照相实验中，研究人员将光束分解并重新组成一束激光，激光以相对于轴正角传播的光波形式出现。他们非常仔细地构造不同光束，精准控制光束的强度和延迟。光束叠加完成后，他们制造出一个垂直光束移动的小缝，来有效测量光束在不同位置的方向。
在大多数位置，从缝隙逃逸出来的光都在以正角移动时显示出来；但在某些位置，尽管射向狭缝另一侧的光由全部以正角传播的光束叠加而成，逃离狭缝的光仍以负角传播，清晰显示了光的回流效应。
巴哈巴德总结道，如果以一种特殊的方式构造全部沿一个方向传播的干涉波，并精准测量波在特定位置和时间的传播方向，会发现波向后退。尽管这种行为违反了我们的直觉，但仍然服从自然法则。科学家可借助最新研究，通过发射一束激光并诱导向后向激光源传播的信号来探测大气；也可用于小体积内精准控制光场，研制出性能更好的光学显微镜、光镊等。
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