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科學(xué)家：納米裝置內(nèi)可見光速度能無限快,，一個由物理學(xué)家和工程師組成的研究小組日前宣稱，在一個納米尺度的裝置內(nèi),，可見光的速度能達(dá)到無限快,。當(dāng)然，該小發(fā)明并不會帶來瞬時通信,，愛因斯坦相對論中提出的速度限制也仍然有效,，但是，這個小東西將有各種各樣的用途,，包括在一種光學(xué)電路中充當(dāng)一個要素,。
“這樣一個東西是十分有趣的，并且可能是有用的,。”美國佐治亞理工學(xué)院電氣工程師Wenshan Cai提到,。Cai沒有參與這項研究。
在真空中,，光大約以3億米/秒的速度傳播,。而在諸如玻璃等物質(zhì)中，其傳播速度會變慢,。但是,，科學(xué)家們能使用奇怪的方法操縱光和物質(zhì)的交互作用，來調(diào)整光的折射率,，例如使其變成負(fù)數(shù),，這樣能帶來光的彎曲。
《科學(xué)》雜志在線報道稱,，現(xiàn)在,，荷蘭原子和分子物理學(xué)研究所物理學(xué)家Albert Polman、美國賓夕法尼亞大學(xué)電氣工程師Nader Engheta及其同事們實現(xiàn)了一個非常奇特的“壯舉”,。
他們發(fā)明了一個微小裝置,，在這里，可見光的折射率為零,，因此,，光波以一個特別的波長快速傳播，速度甚至達(dá)到無限快。
這個裝置包含一個85納米厚,、2000納米長,，被銀環(huán)繞的絕緣二氧化硅矩形桿，光通常無法穿透這個矩形桿,。結(jié)果是形成了一個被稱為波導(dǎo)的光傳送空間,。
研究人員還做成了二氧化硅寬度從120納米到400納米的不同裝置，并將研究成果發(fā)表在了《物理評論快報》上,。
這里,，光的表現(xiàn)不同，因為電磁場必須服從確定的“邊界條件”,。一般而言,，對向傳播光波的高峰和低谷重疊，就產(chǎn)生了明亮和黑暗的條帶,。一旦截止波長正確,，就會發(fā)生有趣的事情。那時整個波導(dǎo)被照亮,，而不是產(chǎn)生條帶狀的圖案,。因此，光沿著波導(dǎo)的長度同步振蕩,。
之前,，Engheta領(lǐng)導(dǎo)的研究小組也曾制造出較長波長輻射的零折射率。不過,，在可見光上重復(fù)這項工作更加困難,，因為設(shè)備太小而無法容納光源。
因此,，研究人員通過擊中一個電子束在波導(dǎo)里產(chǎn)生所有波長的光,，并且測量了泄漏的光量。研究人員發(fā)現(xiàn),，以特殊波長照射出去的光量取決于電子束是否進(jìn)入某一點,，這里對于這個波長來說可能有一個光亮或黑暗的點。因此通過沿著波導(dǎo)掃描電子束,，并檢測輸出量,，研究人員追蹤了每個波長的光圖像。
為何這一現(xiàn)象沒有違反相對論,？因為光有兩種速度,，Engheta解釋道。“相速度”是指一個給定波長傳播速度多快,，而“群速度”指的是光運送能量或信息的速度有多快,。而只有群速度必然比光在真空中傳播的速度慢。
這個設(shè)備將有多種用途,，Engheta說,，它能夠幫助制作出期望中的納米級光學(xué)電路導(dǎo)管。
一批這樣的波導(dǎo)甚至能夠制出一種有零折射率的疏松材料,。但是,，制造這種排列可能十分具有挑戰(zhàn)性，Cai說：“理論上很簡單,，但操作上很困難,。”
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