激光束可追踪高速粒子轨迹



激光束可追踪高速粒子轨迹

在未来追踪任何微粒或许会变得更容易，即使它们的速度快如步枪子弹。德国马普光学研究所研究员Christoph Marquardt和Gerd Leuchs研究发现，可以通过径向偏振激光束来追踪这些微粒。在径向偏振光中，光波的振动平面就像车轮的辐条一样。当研究人员把微粒放入这种径向偏振光中，它们能够以每秒数十亿次的效率测量光束的偏振来确定微粒的位置。科学家研究得出，激光束的偏振和其空间结构交融在一起。到目前为止，高速物体的路径仅能通过昂贵的高速摄像机进行观测，而且观测也只是一瞬间。

缠绕态通常是在处理量子力学，非经典物理学时，我们的思维必须掌握的一个有趣的难点。两颗纠缠粒子的特性互相影响，并无任何延时-即使距离较远，影响也存在。但是，经典物理学也有一个模拟量子力学缠绕态的试验。德国马普光学研究所Gerd Leuchs部门的研究员Christoph Marquardt指出：“在径向偏振光束中，偏振与电磁场的空间分布有关。令人吃惊的是，这种关系的数学描述与量子力学缠绕态类似。”

但是经典缠绕态并不像量子力学缠绕态那样诡异。尽管径向偏振光束的两个特性是密不可分的，但是在较远距离的情况下彼此之间似乎并无任何影响；而这和量子力学缠绕态恰恰相反-即使距离较远，影响也存在。相比之下，经典缠绕态仅仅适用于光束之内。然而它依然有一个实际用途：通过偏振和位置的关系，可以决定以正确角度通过激光束的粒子的位置。而由于每秒可以对光束偏振进行数十亿次的测量，埃尔朗根研究人员甚至可以对以非常快速度飞过激光束的粒子进行追踪。Christoph Marquardt表示：“我们可以通过测量偏振，来对以任何速度移动的粒子进行追踪。”