物理学家创造新的光

尝试一个快速的实验：把两个手电筒带进暗室，让它们发光，使光束穿过。注意到什么奇怪的东西吗？而虎头蛇尾的回答是，不可能。这是因为构成光的单个光子不相互作用。相反，他们只是互相传递，就像夜晚的冷漠的灵魂。

但是，如果光粒子能像普通物质中的原子那样相互吸引、相互排斥，那该怎么办呢？一个诱人的，虽然科幻的可能性：光剑-光束可以推拉对方，使眼花缭乱，史诗般的冲突。或者，在一个更可能的场景中，两束光可以相遇并合并成一个单一的发光的流。

它可能看起来像这样的光学行为需要弯曲的物理规则，但事实上，在麻省理工学院，哈佛大学和其他地方的科学家，现在已经证明，光子的确可以做互动的成就，可以打开通向量子计算中使用的光子，如果不是在光剑。

在论文发表在科学杂志上，研究小组今天，Vladan Vuletic领导的麻省理工大学的Lester Wolfe教授，和来自哈佛大学的Mikhail Lukin教授的报告，有三个光子相互作用的观察组，在效果上，粘在一起形成一个完全新的光子物质类。

在受控的实验中，研究人员发现，当他们用非常微弱的激光束通过稠密的超冷铷原子，而不是退出云单，随机分布的光子，光子结合在一起对或三胞胎，表明在这种情况下，某种互动，吸引其中发生。

当光子通常没有质量，以每秒300000公里（光的速度）传播时，研究人员发现，束缚光子实际上获得了电子质量的一小部分。这些新的光粒子的拖累也相对缓慢，无相互作用的光子比正常慢行驶约100000倍。

Vuletic说，结果表明，光子的确可以吸引，或相互缠结。如果它们可以以其他方式进行交互，光子可能被利用来执行极其快速、极其复杂的量子计算。

“单个光子的相互作用一直是几十年来的一个很长的梦，”Vuletic说。

vuletic的共同作者包括Qi Yung Liang，Sergio Cantu，和Travis Nicholson从麻省理工学院，卢金和Aditya Venkatramani哈佛、Michael Gullans和马里兰大学的Alexey Gorshkov，普林斯顿大学的Jeff Thompson，和芝加哥大学的Cheng Ching。

碧景和碧景

vuletic和卢金带领MIT哈佛中心超冷原子，它们一直在寻找途径，从理论和实验两个方面，鼓励相互作用的光子。2013，这一努力得到了回报，因为研究小组首次观察到光子相互作用并结合在一起，创造了一种全新的物质状态。

在他们的新工作中，研究人员想知道两个光子之间的相互作用是否会发生，而是更多。

例如，你可以将氧分子形成O2和O3（臭氧），但不是O4，和一些分子不能形成连三粒分子，”Vuletic说。所以这是一个悬而未决的问题：你能在一个分子中加入更多的光子来制造越来越大的东西吗？“

为了找出答案，研究小组使用了他们用来观察双光子相互作用的实验方法。这个过程开始于冷云铷原子超冷的温度下，只有绝对零度以上第一百万。冷却原子使它们接近停滞状态。通过这种固定化的原子云，研究人员将一束非常微弱的激光光束发出，如此微弱，事实上，只有极少数的光子在任何时间通过云。

然后研究人员测量出原子云另一边的光子。在新的实验中，他们发现光子是成对的和三胞胎的，而不是随机间隔的云，因为单个光子没有任何关系。

除了跟踪光子的数量和速率外，研究小组还测量了原子云前后的光子相位。光子的相位表明它的振荡频率。

“相告诉你如何强烈，他们是相互作用的，而较大的阶段，他们就越是联系在一起的，”Venkatramani解释说。研究小组观察到，当三个光子粒子同时离开原子云时，它们的相移与光子互不相互作用时相比，比双光子分子的相移大三倍。这意味着这些光子不仅相互独立，而且相互作用强烈。