光子的玻色-愛因斯坦冷凝態

2011/03/06 | | 標籤:

圖片援引自原文

如同無質量且無電荷的整數自旋(integer spin)粒子,光子是最單純的玻色子(bosons)。於1924年,當Satyendra Nath Bose提出計數難以分辨之粒子的新方法時,心中已經有了光子的概念。這方法導致亞伯特愛因斯坦推斷了,被通稱為玻色-愛因斯坦凝聚態(Bose-Einstein condensate:BEC)的物質態:也就是,積聚的玻色子變得夠冷時,此些玻色子的宏觀部分聚集成單量子態。

不過迄今為止,光子的BEC不曾被觀測到。當於腔體(cavity)中被冷卻時,黑體光子(blackbody photons)僅消失於腔壁中。也就是說,不像原子,光子通常不會彼此交互作用,姑且不談黑體(一種能吸收全部外來電磁輻射且不會有任何反射與透射,卻能放出電磁波的裡想化物體),這阻礙了光子達到熱平衡。

目前,Martin Weitz及來自德國波恩大學(the University of Bonn)的同僚們業已克服形成光子BEC的諸多障礙。藉由將雷射光局限於充滿染料的光學腔體內,他們為光創造了如同守恆粒子(conserved particles)之氣體般產生平衡的條件。該腔體反光面的反射性,確保了光子存在的時間足以在染料分子中散射。此些分子藉由反覆吸收及再放出光子,而與光子交換能量。

為了產生BEC,Weitz及同僚們藉由調高雷射功率,來增加散射光子的數量。超出臨界密度,光子能譜在此腔體最低能的狀態中,沿著未凝聚的光子熱散佈邊緣,顯示了一種新近出現的波色峯(Bose peak),如圖示。這可說是光子的玻色-愛因斯坦冷凝態證據。

原文網址:A Bose-Einstein condensate of photons>

翻譯:peregrine | 本文轉載自PEREGRINE科學點滴


921 地震 20 週年活動

距離 921 大地震發生已經過了 20 年,時間漸漸走過,傷口慢慢癒合,但地震、颱風甚至是極端氣候等天災對我們的侵襲依然無可避免。那麼我們已經學會如何和天災共處了嗎?

2019/9/21 當天,來和震識副總編輯阿樹、救災經驗豐富的消防員宗翰,一起聊聊震災的相關研究和應變方法!免費報名傳送門:https://lihi1.com/AksNA


如何準確投資自己,才能因應新世代的數位挑戰? 各行各業都力拼「數位轉型」,你也準備好自己的「數位力」迎擊了嗎?

泛科學院特別精選 12 堂職場必備數位技能線上課程,從 GA、試算表到聊天機器人,不論是在職進修還是為轉職提前做準備,泛科學院陪你一起練功! 9/30 前泛科選課九折再送課 👉 選課這邊走

關於作者

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策