單光子全息圖首次“出爐”

　　[導讀] 據(jù)美國商業(yè)內(nèi)幕網(wǎng)站(Business Insider)消息,波蘭華沙大學的科學家首次制造出單個光子的全息圖。

　　單光子全息圖首次“出爐”

　　科技日報北京7月21日電 （記者劉霞）據(jù)美國商業(yè)內(nèi)幕網(wǎng)站（Business Insider）消息，波蘭華沙大學的科學家首次制造出單個光子的全息圖。他們表示，最新研究可強化科學家對量子力學的理解，賦予他們一種看待量子現(xiàn)象的新方式，有望開啟一個全新的量子全息術(shù)時代。

　　全息成像與攝影術(shù)不同，可以重現(xiàn)物體的空間結(jié)構(gòu)，讓人們看清其三維形狀。全息術(shù)利用了經(jīng)典的干涉現(xiàn)象——兩束波相遇會形成一束新波，但由于光子的相位（波的一種屬性）一直在波動，經(jīng)典干涉無法用光子做實驗。在最新研究中，華沙大學的物理學家通過使用量子干涉獲得了光子的全息圖，同時發(fā)現(xiàn)，在量子干涉中，光子的波函數(shù)相互影響。

　　研究人員解釋稱，波函數(shù)是量子力學的一個基本概念，與粒子處于某一特定狀態(tài)的可能性相關(guān)聯(lián)，也是薛定諤方程的核心，在有經(jīng)驗的物理學家手中，這一函數(shù)能被用來“構(gòu)建”一個量子粒子系統(tǒng)的模型。

　　當為光子對拍照時，研究人員拉多斯瓦夫·夏拉皮凱威克茲和邁克爾·賈徹拉注意到雙光子干涉現(xiàn)象。在雙光子干涉中，當進入分束器時，可區(qū)別的光子對隨機地活動，但不可區(qū)別的光子對則表現(xiàn)出量子干涉，這影響了它們的行為：這些光子對要么被一起傳輸，要么被一起反射。

　　夏拉皮凱威克茲說：“我們想知道，雙光子量子干涉是否同全息術(shù)中的經(jīng)典干涉一樣，可用狀態(tài)已知的光子進一步獲得狀態(tài)未知光子的信息。分析讓我們得出了一個令人吃驚的結(jié)論，當兩個光子表現(xiàn)出量子干涉時，這一干涉過程取決于其波陣面（同一波陣面上各點的振動位相相同）的形狀。”

　　研究人員表示，最新實驗對理解量子力學的基本法則有重要意義，也有助于更好地理解波函數(shù)的本質(zhì)。他們希望，借用這一方法制造出更復雜量子物體的全息圖。

　　總編輯圈點

　　這是一項長期以來都被認為不可能成功的實驗。因為光子的相位時常波動，經(jīng)典干涉是不會發(fā)生的，也就是說它的成功違背物理學基本定律。但如今波蘭科學家借助量子干涉實現(xiàn)了量子全息圖，這一成就不但意味著量子全息攝影進入一個新時代，也給予科學家們一種觀察量子現(xiàn)象的新方式。

劉霞