讓光停留一分鐘

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讓光停留一分鐘

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IC之音廣播電台｜

2013年7月，德國物理學家發表他們的研究成果，讓一束光在晶體裡停留一分鐘。我們知道光在真空中的速度大約是每秒三十萬公里，可以繞地球七圈半，到底是什麼技術，可以讓速度這麼快的光停下來呢？請聽今天的科學三分鐘，主題是：讓光停留一分鐘。

我們知道電磁波以光速傳播，光是電磁波的一種，手機用的無線通訊訊號也是電磁波。光速快到什麼地步？在真空中，光速大約每秒三十萬公里，從地球到月球，一分鐘足夠來回20趟。但德國的科學家，卻讓光停留了足足一分鐘。

他們利用的是「電磁誘發透明」技術，簡稱EIT技術。簡單來說，就是發射一束控制用的雷射光，激發某種晶體的量子效應，這個晶體，原本對於某個探測用的雷射光是不透明的，但是當它被控制雷射激發之後就會變為透明。接著，科學家再把探測用的雷射光射入晶體內，然後關掉「控制雷射」，讓晶體變回「不透明」。這時候，晶體中的原子狀態包含了原先「探測雷射光」的各種訊息，這個探測雷射光就相當於被「停住」了。然後，再把晶體變得透明，這個探測雷射光可以重新從晶體中射出來，不會損失能量，也不會有任何改變。

這項技術在十多年前就已經被發展出來，但是光可以被停止下來儲存的時間很短。經過多次實驗，科學家不斷延長光停止的時間，直到今年(2013年)德國的科學家哈夫曼、海因斯等人，才終於達到停留一分鐘的歷史紀錄。

男：「讓光停留一分鐘？這樣有什麼用嗎？」
女：「這是一個開始嘛，很多基礎的科學研究，也是過了很久我們才發現，其實它們有很大的用處！」
男：哦~ 是這樣子喔…」
女：「不然我們來查查看好了……這個技術的實際應用，好像真的有耶……」

讓光停留一分鐘，有什麼用呢？重點在於，德國科學家射入晶體內部並且停下來的光，可以儲存資料。比方在這次實驗當中，停留的光束中就儲存了一個簡單的圖像。而且在停留一分鐘後，重新射出來的光束裡，這個圖像仍然存在。

這個裝置，很像手機或電腦中的記憶體，只是改用「光」來儲存資料。現在的電腦，體積愈來愈小，運算速度愈來愈快，但是要做得更快，卻愈來愈困難。於是許多科學家嘗試發展「光學電腦」，或直接稱為「光腦」，透過量子力學的效應，未來可能直接把資料儲存在光束裡面，甚至進行高速運算，比現在的電腦快上許多倍，體積也會更小。

從這點看來，德國物理學家的這項技術，就很有應用的潛力。只要能利用光束儲存資料，並且控制光的速度，要它快就快，要它停就停，將來就可望發展出光學電腦的記憶體和處理器。未來他們的研究方向，將致力於用一個單一的光子來儲存資料，如果成功，光學電腦的儲存與運算能力，將會更為驚人。

今天的科學關鍵字，就是「靜止光，stopped light」。您可以透過這個關鍵字，進一步查詢或做延伸閱讀。

2013-09-29 16:55:00播出

雷射(9) 光(6) 量子(8)

讓光停留一分鐘

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