大多數(shù)物質(zhì)不會(huì)使光速明顯變慢.然而,1998年美國(guó)哈佛大學(xué)的Lene Vestergaard Hau宣布,她把光速降到了每秒17米.2001年,她使光完全停止了.當(dāng)然,她的研究小組所用的不是普通材料,而是玻色－愛因斯坦凝聚態(tài)的物質(zhì).
這種非同尋常的物質(zhì)由一團(tuán)原子云組成,這團(tuán)原子云冷卻到絕對(duì)零度以上百萬(wàn)分之一度,從而形成玻色－愛因斯坦凝聚.它實(shí)質(zhì)是一個(gè)單一的量子物體,有點(diǎn)像一個(gè)巨大的原子,其中所有的原子都處在同一量子態(tài)上,以同樣方式運(yùn)動(dòng),仿佛它們就是一個(gè)物體.
使光速變慢的技巧,在于用兩束垂直相交的光速照射玻色－愛因斯坦凝聚體.其中一束攜帶信息,稱為探測(cè)光；另一束稱為耦合光.耦合光照射到凝聚體上時(shí),會(huì)使它變得完全透明,從而使探測(cè)光能夠穿過(guò).
鈉原子的最外層軌道上有一個(gè)電子,探測(cè)光與這個(gè)電子之間的相互作用對(duì)這一過(guò)程非常關(guān)鍵.當(dāng)一個(gè)原子從探測(cè)光速吸收一個(gè)光子時(shí),外層電子跳到一個(gè)較高的能級(jí).很短一段時(shí)間之后,它又跌回到原來(lái)的能級(jí),釋放出一個(gè)光子.不走運(yùn)的是,這個(gè)過(guò)程完全是隨機(jī)的,因此原有光束中所有的信息都丟失了.
探測(cè)光脈沖頻率不同的組成部分在穿過(guò)凝聚物時(shí)速度不同,這樣的結(jié)果是一個(gè)輸入脈沖在鈉原子云中聚成一團(tuán),緩緩?fù)ㄟ^(guò),其間原子的自旋受脈沖的影響發(fā)生變化.如果耦合光在此時(shí)被撤去,光脈沖（或至少是其中的信息）就被束縛在原子的自旋方式里,光束實(shí)質(zhì)上停止了.耦合光再次亮起,凝聚物就重新釋放出光脈沖.
放慢或停止光的腳步,可能在運(yùn)算方面獲得實(shí)際應(yīng)用.物理學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)一直想制造光計(jì)算機(jī),利用光速而非電子來(lái)傳遞信號(hào)、執(zhí)行運(yùn)算.他們還希望造出量子計(jì)算機(jī),利用原子的量子態(tài)和奇異的量子原理來(lái)制造運(yùn)算能力超強(qiáng)的處理器.Hau對(duì)付光的技巧還可能幫助科學(xué)家們模擬光在黑洞附近的行為.實(shí)際上,研究光速也許是解開宇宙最深?yuàn)W秘——那些由光速幫助決定的奧秘——的最佳途徑.
譯自NewScientist,2002.01.19