科学家将光速减慢至令人尴尬的每小时 38 英里

你可以骑着自行车超越宇宙中最快的东西。

现在没那么快了，是吗，光？

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真空中的光速是宇宙的绝对速度极限。根据爱因斯坦的工作，没有什么能比每秒 299,792 公里（每秒 186,000 英里）更快，因为这需要无限量的能量。

然而，这并不意味着在适当的情况下，光的速度无法被击败。例如，在水中，光速减慢至每秒 225,000 公里（每秒 139,800 英里），这仍然相当快，但可以被粒子击败（例如在核反应堆中）并产生切伦科夫光。

但每秒 225,000 公里远非光速传播的最慢速度。 1998 年，科学家们能够将其速度减至每秒 17 米，即令人尴尬的每小时 61.2 公里（38 英里）。

减慢光速并不是实验的最终目的。该团队热衷于研究玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC），这是阿尔伯特·爱因斯坦根据理论物理学家 Satyendra Nath Bose 的工作首次提出的一种物质状态。当玻色子气体（具有整数自旋的亚原子力携带粒子）冷却到接近绝对零的温度时，它们形成单个量子物体，通常将其与单个原子进行比较。 

“BEC 的波函数对应于宏观量子物体的基态，”一篇论文解释道。 “换句话来说，BEC 中的原子集合表现为单个量子实体。”

在这种奇怪的新物质状态（1995 年首次在现实世界中创建）中，您可以宏观地了解量子行为。

它有很多奇怪的特性，包括零粘度。你把一些这种东西放在玻璃杯里，它会爬到玻璃杯的一侧。它们可以维持可用于创建模拟黑洞的漩涡，并以类似于超新星（称为博塞新星）的方式爆炸。你为什么想研究这些东西是很清楚的。

1998 年，罗兰科学研究所的科学家通过在真空室中过冷钠原子创建了 BEC。首先，他们向钠发射激光束（以通常的光速移动），在吸收光子时减慢粒子的速度。现在速度减慢了，它们被放入另一个激光阵列中，原子在它们来自的任何方向上被击退，进一步减慢（并冷却）原子云，并通过强大的磁场保持在原位。

一旦完成并形成凝结云，研究小组就在其宽度上发射一束激光以建立量子干涉，同时在其长度上发射第二束激光。在这些条件下，光线速度急剧减慢。

“我们在原子云中获得了每秒 17 米的脉冲传播速度，最初制备为几乎纯的玻色爱因斯坦凝聚态（凝聚态分数为⩾90%），”该团队在描述他们的实验时写道。 “脉冲传播期间和之后云是否仍保持凝结物是一个超出本信范围的问题。”

在令人满意的同时，团队意识到他们可以做得更好。

“不久之后，我们成功地在冷却到略高于 BEC 转变温度的原子云中完全停止光脉冲，”该团队在 Hau 实验室网站上解释道。 “当光脉冲减慢、压缩并包含在原子样本内时，我们突然关闭控制激光场，然后稍后再将其重新打开。当控制激光重新打开时，光脉冲重新生成：我们可以停止并可控地重新生成光脉冲。”

这封信发表在《自然》杂志上。