Life 版 (精华区)

发信人: foxpp (贪玩又自由的风筝), 信区: other
标  题: 教光子跳探戈 （zz）
发信站: 听涛站 (2001年11月06日16:13:47 星期二), 站内信件

转载自：http://www.scienceworm.com

2001-11-6：教光子跳探戈 （本站有原文）

    激光能够切开钢铁，但是光束中的光子几乎不能注意到其它的光
子。正是由于一个光子对其他光子的漠不关心，才使得数以千计的电
话交谈和因特网线路在同一跟光纤电缆中传输成为可能。但是对研究
光子－光子碰撞的物理学家而言，仍然有一些未解决的问题：这种碰
撞是已经由量子电动力学（QED）所预言的，但是几乎不可能加以测量
。在10月22日出版的PRL上，一个瑞典的研究小组建议了一种新的方式
来培养恰当的条件观察光子碰撞。尽管实验不可能对激光有什么影响，
但是如果实验者能够把它实现，那么观测结果可能会引导我们发现未
来最高功率激光的新用途。

    通常，光子只是互相穿过，但是在很少见的条件下，根据QED，两
个光子能够通过交换一些虚粒子（被光子不断发射并吸收的粒子）而
互相散射。多年以来，高能物理学家们已经观察到带电粒子碰撞中产
生的虚光子的相互作用，但是没有人看到过真实光子就这样从另一个
光子上弹开。

    为了战胜光子—光子散射的低几率，两所瑞典大学中的一群理论
家提议将很多的光子捕获到一个所谓的谐振腔中。这个腔集中那些特
殊能量（模式）的光子，这很像风琴管集中某一频率声音的能量。通
过泵入大量某一特定模式的光子，两个不同能量的光子能够打碎对方，
交换一些它们的能量，然后以两个新的不同于原来模式的能量飞出。
对这两个新的光子能量的发现将象征着光子—光子散射的存在，根据
小组的成员、Guteborg市Chalmers技术大学的Mattias Marklund所说。

    “这是个漂亮的提议，”普林斯顿大学的Mordechai Segev说，他
曾提出用高功率激光寻找光子—光子散射。他说，这种散射——如果
它能够被观察到——将会是真空中的所谓非线性光学的第一个例子，
这是一类不经常发生的光学效应如果没有高功率激光和物质介质。这
种效应的另一个例子是自聚焦，其中光线将自己限制在光束中而不会
散开。如果这个能在真空中而不是物质中实现，Segev 说，它将会引
导到非常前沿的应用。假设未来的激光能够被弯曲到自聚焦可以在真
空中发生的水平，那么光束能够进行长距离传播——可能能从我们的
星系传到邻近的星系中——并且不会散开。更贴近我们的是，非线性
效应可能被用来在非常高的功率下建立新的激光频率，这是激光物理
学家们很喜欢做的事情。

    Marklund希望通过高功率微波腔（就像粒子加速器中用来提高粒
子束功率东西）的实现他们的提议。这些设备能够储存巨量的光子，
并且他们能够达到光子散射所需的功率，他说。这个瑞典的小组跟英
国的卢瑟福实验室对话，商量在两年内建立谐振腔来寻找光子散射。

Phys. Rev. Lett., 87, 171801 (2001).
Edited by fft@SMTH


--
星星知我心
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]