“光”是物质？科学家成功“冻结光线”(组图)

德国研究人员破纪录地冻结光线长达一分钟之久。（示意图/图片来源：Adobe Stock）

德国研究人员冻结了宇宙中速度最快的东西：光。他们做出这样破纪录的事情长达一分钟之久，让光减速，甚至完全停止。事实上，研究人员曾利用冷原子保持光线静止不动达16秒。

《物理评论快报》（Physical Review Letters）报导，为了确保它保持量子相干（coherence）性质（意即它信息的状态），如此可能建构以光为基础的量子内存。能够将光线冻结越久，就运算而言则更好，也因此能允许在更长的距离里有更安全的量子通信。

冻结光线不是件容易的事，不是把光放进冰箱里。光线是每秒移动3亿公尺的电磁辐射，在一分钟内，它可以行进约1100万英里（1800万公里），或往返月球20趟。至少可以说，这是一个相当聪明又快速的媒介。

光线是每秒移动3亿公尺的电磁辐射，在一分钟内，它可以行进1800万公里，或往返月球20趟。（示意图/图片来源：Adobe Stock）

在这个特殊的实验中，研究人员Georg Heinze和他的团队将光相干性转换成原子相干性。他们利用量子干涉效应，使不透明介质（在这个情况里指的是晶体）在小范围的光谱内变成透明，这个流程称之为电磁感应引发透明（electromagnetically induced transparency，EIT）。

研究人员将雷射光（光的来源）打过这个晶体，传送其原子至两种状态的量子叠加。然后第二光束关闭了第一道雷射，结果就看到晶体变透明。因此研究人解除叠加状态，将第二道雷射光锁在其中。研究人员将讯息以100微米长，有三条横纹的照片形式储存，之后并成功地撷取这些信息，证明了他们的成就。

物理学家Hugues de Riedmatten在物理评论“Physics Review”中有一篇相关的文章说到，这比先前在原子气体的演示的结果好了大约六个量级数。对于提供空间复用的长时间储存量子内存，也出现了令人振奋的可能性，也就是说，可以储存不同的量子位元作为不同像素。

今后，研究人员将尝试使用不同的物质，以进一步增加讯息储存的持续时间。