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瘋狂的物理實驗用激光切割”時間縫隙”

瘋狂的物理實驗用激光切割”時間縫隙”

2023-04-18 Comments 0 Comment

一組科學家在時間上創造了”狹縫”,使他們能夠在200多年前首次進行的實驗中通過狹縫發送光線。在最初的實驗中,科學家們通過屏幕上的狹縫發送光線,在整個空間創造出一個獨特的圖案。

不過現在,這組新的研究人員已經成功地將這個實驗向前推進了一步。他們沒有在空間中創造狹縫,而是使用激光在時間中創造狹縫。創建的圖案與最初的實驗相似,並改變了超短激光脈衝的顏色。

據報導,這些發現為模擬計算機的進步奠定了基礎。通過使用時間上的狹縫,計算機可能能夠讀寫印在光束上的數據,而不是依靠數字比特。研究人員說,這甚至可能允許計算機從它們工作的數據中學習。

這個實驗還有另一種意義,因為它也可以加深我們目前對光的性質以及它與材料的基本相互作用如何進行的理解。及時創建這些狹縫的研究結果發表在《自然-物理學》上。

electric-circuit-ionization-with-laser.webp

激光被用來通過發送ITO屏幕來創造時間上的狹縫。

根據該論文,研究人員利用了銦錫氧化物(ITO),一種可以在大多數智能手機屏幕中找到的材料。科學家們已經了解到,ITO可以通過從透明到反射的變化對光線做出反應。然而,他們發現,它發生的速度比原來想像的要快得多。

事實上,這種變化發生在不到10飛秒(10億分之一秒)的時間內。這是非常、非常快的。為了確定為什麼變化發生得如此之快,科學家們研究了ITO的電子器件如何及時響應用於創造狹縫的光線的理論。

最初的實驗是在1801年首次展示的。在新的研究中,研究人員重新創造了在原始實驗中看到的干擾。他們使用了一個泵脈衝激光,並將其照射在塗有ITO的屏幕上。他們發現,當來自激光的光線擊中ITO的電子時,ITO從透明變成了反射。

同時,他們又向ITO屏幕發送了一束後續的探測激光。當他們這樣做時,他們看到光束的光學特性發生了暫時的變化。這個”時間縫隙”只有幾百飛秒長,但仍然是相當大的突破。

這也不是人類第一次找到跨越時間操縱光線的方法。當然,這與你在電影中可能看到的穿越時空不太一樣。然而,在這個例子中,這些發現可能為模擬計算機的新進展打開大門,與我們之前看到的任何東西都不同。

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