光子能通过自身特殊力组成“分子”

光子能通过自身特殊力组成“分子”

向着用光构造物体迈进了一步

概念示意图显示：在特定条件下，光子能组合成一种“双原子分子”的状态。中间哑铃型代表两个光子以波的形式结合在一起，间隔一定距离。

科技日报北京9月13日电 （记者常丽君）以往人们认为，《星球大战》中绝地武士用的光剑是磁场约束下的等离子体，而不是由光子构成。一个由美国国家标准与技术研究所（NIST）和马里兰州多家大学科学家组成的研究团队最近发现，无质量的光粒子可以通过自身特殊的力结合成一种“分子”，虽然还达不到光剑的程度，却向着用光构造物体迈进了一步。

2013年，来自哈佛大学、加州理工大学和麻省理工学院的科学家合作发现了一种方法，成功在光飞行过程中把两个光子结合在一起，使其中一个“坐”在另一个上面，形成重叠。该实验被认为是一项突破，因为此前还没人能把单个光子结合。

新发现建立在以往多个团队的研究基础之上。据物理学家组织网近日报道，NIST与同行团队联合，从理论上证明了只需调整结合过程中的几个参数，光子就会“肩并肩”地彼此间隔一定距离飞行，就像两个氢原子结合成一个氢分子那样。NIST的阿莱克斯·戈什科夫说：“本质上这并不是一种分子，只是有类似的结构。我们正在学习如何构建复杂的光态，然后是构建更复杂的物体。这是第一次证明了如何把两个光子以有限距离结合在一起。”

至于造出光分子后能否造出一把光剑的问题，戈什科夫认为，这在短期内还不太可能，主要是因为将光子结合在一起所需的极端条件无法用普通实验设备达到，但造出光分子在其他方面很有用。

如果能设计操纵光子之间的相互作用，将会大大改进从通讯到高清成像领域的许多技术。如用来精确校准光传感器的仪器，新发现能更容易地造出一种“标准亮度”，在检测时发出精确数目的光子。在工业方面，将光子结合并纠缠在一起，有望造出用光子作信息处理的“光子计算机”，而且数据传输和处理都能直接以光子操作的话，将会减少大量能耗。

相关论文将发表在最近的《物理评论快报》上。