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科学家发现光粒子之间的相互作用基于光特性不同

2016-08-22 11:14
Radow
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  光可以具有许多不同的形式,即使在我们的日常生活中,阳光和荧光灯产生的光也有很大的不同。在物理学中,当研究光与微小颗粒之间的相互作用时,光的形状会有很大不同的情况。来自冲绳理工学院研究生院(OIST)的研究员和奥地利因斯布鲁克大学的合作者发现,被困在光粒子之间的相互作用,沿光导纤维的分布,以及颗粒的运动速度是基于光特性而不同的。这一结果最近发表在《科学报告》中。

  在光学微小纤维中的光分布是一种用于在各种应用中操作微小颗粒的一种方法,不仅在物理世界中,而且在生物学中也有应用。光和光学纤维的主要有两种应用的方式:工作在基本模式和高级模式。基本模式是基本的光的形状,其中能量是最强的光束在中间的光,并在边缘处光会消退。如果光是任何其他形状,它可以被归类为一个高阶模式,它可以通过照射一个特定类型的晶体来创建。

  冲绳理工学院研究生院的研究团队曾发现,高阶模态被困和移动单个粒子的情况比基本模式更迅速。这一次,他们在处理一个以上的粒子时,在基本或高阶模式上,更仔细地观察粒子之间的相互作用和速度的变化之间的差异。当有多个粒子被困在光学纤维的周围的光中,他们会排列超成一个特定的顺序,这就是所谓的光学效应。

  为了探索这些粒子的相互作用,研究人员用光钳捕获了五个粒子。然后他们移动粒子到光学微光纤中并释放到光学纤维周围的光场中。研究小组测量了沿着光学纤维移动的颗粒的移动速度。

  “我们测量了基本和高阶模式,”AiliMaimaiti冲绳理工学院研究学院特别研究生及第一作者说。“我们发现,高阶模式对于颗粒具有不同的效果。在高阶模式下,当增加更多的粒子时,集体粒子的速度会减慢,而在基本模式情况下的效果是相反的。

  在它们移动过程中,他们还计算了多个粒子之间的距离。他们这样进行了每次的计算,每一次他们添加了一个粒子,直到最大的五个粒子。该团队发现,远离光源的那些粒子有一个较小的空间,即粒子间的距离,当你越来越接近光源,空间就会更大。当他们看着基本和高阶模式之间的差异,他们发现,在高阶模态间,距离变小。

  “这证明约束效果在高阶模式下是不同的,”Maimaiti说。

  研究人员开发了一个理论模型,支持了其实验结果。该模型解释说,粒子作为反射镜,反射和传输的光,他们在其中被困住,这将导致他们的相互作用。

  他们强调了理解这些被困在光中的粒子之间的相互作用的重要性。这些物理现象,如高阶模式下的粒子行为,不仅可以更好地控制粒子的位置,但另外的可能是对于在一维晶体状结构、下原子链的量子效应的研究是有用的。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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