或许“光剑”不会因此诞生,但让光子碰撞仍能带来奇妙的技术

或许“光剑”不会因此诞生,但让光子碰撞仍能带来奇妙的技术,第1张

光子,即光的基本粒子,具有许多有趣的特性,如它们不会相互碰撞。但这并没有阻止物理学家们进行尝试。芝加哥大学物理学家们现在提出了一种新的、高度灵活的方法,使光子的行为更像构成物质的粒子。它可能不会给我们带来光剑,但让光子碰撞仍然可以带来一些奇妙的技术。让没有质量的光粒子认识到彼此存在的诀窍是,让它们在原子的范围内相遇,并将光子的特性与电子特性结合起来。

科学家已经在实验室里研究这些相互作用好几年了。电子-光子的伙伴关系形成了一种称为极化子的“混合”准粒子。或者,如果你更喜欢你的科学,带着一点异想天开的魔力。无论你想怎么称呼它们,拥有类似于光的特性可以让极化子在空间中快速移动,而它们的原子环境决定了它们如何相互作用,给了它们两个世界中最好的东西。低质量、类似光子的粒子在计算和加密通信方面有着巨大潜力,因此物理学家们热衷于更好地控制它们。

芝加哥大学的物理学家洛根·克拉克说:但我们遇到了一个问题,因为光子只与电子轨道处于非常特殊能量的原子相互作用。被限制只能在有限的能量下使用电子,就像一个元音键盘一样有用。

如果希望它们具有广泛的应用程序范围,那么拥有更多相互作用是有帮助的。科学家们已经在研究如何利用量子物理学的一种奇特之处来 *** 纵原子能水平的复杂性,这种奇特之处是,只要给予适当的震动,电子轨道就会分裂成多个副本。

研究人员一直把复制看作是一种副作用,而不是目标,但这一次,摇动电子的具体意图是复制。让一个粒子以正确的量子方式振动需要Floquet工程应用,Floquet工程的 历史 根源是对电磁场进行精心定时修补。研究团队使用激光推动激发态铷原子中的电子,使它们发出嗡嗡声,从而有效地改变了原子的光谱。通常原子不喜欢改变它们的条纹,例如,无论氢在宇宙的哪个位置,它都会发出相同的光谱:能帮助我们识别它和其他遥远的空间元素。

但是通过正确地提取铷的电子轨道,物理学家可以改变它们的轨道。把激光调到合适的位置,然后给它们一个震动,每个轨道都会产生一些新的能级。接下来的问题是将光子与在多个层面上运行的克隆电子轨道结合起来,从而在准粒子上产生一种变化,研究人员将这种准粒子称为Floquet极化子。与其他极化子不同的是,它们存在于一个可以更好地定制的空间中,可以通过简单地调节它们周围的频率来控制。

Floquet polaritons充满了惊喜,科学家仍然在继续更好地研究他们。不过,下一个任务是利用这些相互碰撞的光子制造光的拓扑‘流体’,这将是一个非常激动人心的时刻。使用Floquet工程来匹配来自不同来源的彩虹光,几乎肯定会有助于量子技术的发展,更不用说提供研究光与物质相互作用的新方法了。极化子可能不再是科幻小说中的固体光束,但无论如何,它们可能照亮未来。

要查询 Maple 库函数和命令的意义和用法,只需在 Maple 界面命令行中输入:

?命令名称

?程序包名称

要调用程序包,只需在命令行中输入:

with(程序包名称)

例如:

?int                     查询用关于积分命令 int 的帮助信息

?Calculus            查询关于微积分程序包的帮助信息

with(Calculus1)    调用微积分程序包 Calculus1 的所有命令

附:Maple 18 中的标准库函数和顶层命令,共 599 个

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about

abs

add

addcoords

additionally

addproperty

addressof

AFactor

AFactors

AIrreduc

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AiryAiZeros

AiryBi

AiryBiZeros

algsubs

alias

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AngerJ

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ArrayDims

ArrayElems

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ArrayNumDims

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attributes

BellB

Berlekamp

bernoulli

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BernsteinBasis

BesselI

BesselJ

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Beta

binomial

branches

Cache

cat

ceil

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charfcn

Charpoly

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ChebyshevU

CheckArgs

Chi

chrem

Ci

close

coeff

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Complex

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Content

content

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copy

CopySign

cos

cosh

cot

coth

coulditbe

CoulombF

csc

csch

currentdir

CylinderD

CylinderU

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D

Default0

DefaultOverflow

DefaultUnderflow

define

define_external

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degree

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Det

diff

Diff

Digits

dilog

dinterp

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divide

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Ei

eliminate

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EllipticCE

EllipticCK

EllipticCPi

EllipticE

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EllipticK

EllipticPi

entries

EqualEntries

Equate

erf

erfc

erfi

euler

eulermac

Eval

eval

evala

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evalindets

evalr

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exists

exp

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Expand

expandoff

expandon

Explore

ExportMatrix

exports

ExportVector

extrema

factor

Factor

factorial

factors

Factors

fclose

fdiff

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feof

fflush

fixdiv

float

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fracdiff

Fraction

freeze

frem

fremove

FresnelC

Fresnelf

Fresnelg

FresnelS

Frobenius

FromInert

frontend

fscanf

fsolve

FunctionAdvisor

galois

GAMMA

Gausselim

Gaussjord

gcd

Gcd

gcdex

Gcdex

GegenbauerC

genpoly

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GF

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HankelH1

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has

hasassumptions

hasfun

hasoption

hastype

Heaviside

Hermite

HermiteH

hermitian

Hessenberg

HeunB

HeunBPrime

HeunC

HeunCPrime

HeunD

HeunDPrime

HeunG

HeunGPrime

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HeunTPrime

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HFloat

history

hypergeom

icontent

identify

identity

ifactor

ifactors

igcd

igcdex

ilcm

ilog10

ilog2

ilog[b]

Im

implicitdiff

ImportMatrix

ImportVector

in

IncompleteBellB

Indep

indets

indices

initialcondition

initialconstants

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insertpattern

Int

int

intat

Intat

Interp

interp

intsolve

Inverse

InverseJacobiAM

InverseJacobiCD

InverseJacobiCN

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InverseJacobiDN

InverseJacobiDS

InverseJacobiNC

InverseJacobiND

InverseJacobiNS

InverseJacobiSC

InverseJacobiSD

InverseJacobiSN

invfunc

invztrans

iperfpow

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irreduc

Irreduc

is

iscont

isdifferentiable

IsMatrixShape

isolate

isolve

ispoly

isprime

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isqrt

Issimilar

issqr

IsVectorShape

ithprime

JacobiAM

JacobiCD

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JacobiCS

JacobiDC

JacobiDN

JacobiDS

JacobiNC

JacobiND

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JacobiP

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JacobiSD

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JacobiTheta1

JacobiTheta2

JacobiTheta3

JacobiTheta4

KelvinBei

KelvinBer

KelvinHei

KelvinHer

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KelvinKer

KummerM

KummerU

LagrangeBasis

LaguerreL

Lcm

lcm

lcoeff

ldegree

leadterm

LegendreP

LegendreQ

length

LerchPhi

lhs

limit

Limit

Linsolve

ln

lnGAMMA

log

log10

LommelS1

LommelS2

lowerbound

lprint

map

map2

Maple_floats

maptype

match

MathieuA

MathieuB

MathieuC

MathieuCE

MathieuCEPrime

MathieuCPrime

MathieuExponent

MathieuFloquet

MathieuFloquetPrime

MathieuS

MathieuSE

MathieuSEPrime

MathieuSPrime

Matrix

MatrixOptions

max

maximize

maxnorm

MeijerG

member

membertype

min

minimize

mod

modp

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mods

module

MOLS

msolve

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mul

NewtonBasis

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Nextpoly

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nextprime

nops

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Normal

normal

nprintf

Nullspace

numboccur

numelems

numer

NumericClass

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op

order

OrderBasis

OrderedNE

ormap

packages

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Perm

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Power

powmod

Powmod

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Prem

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prevprime

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primpart

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printf

proc

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Product

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Quo

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Randpoly

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rationalize

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Ratrecon

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readbytes

readline

readstat

RealRange

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rem

Rem

remove

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resultant

Resultant

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Roots

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searchtext

SearchText

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sech

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selectfun

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Sum

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type

typematch

unames

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value

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WARNING

WeberE

WeierstrassP

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whattype

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WhittakerW

with

Wrightomega

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