據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)11月25日(北京時間)報道，德國科學(xué)家在11月24日出版的《自然》雜志上報告稱，他們成功讓光子形成“玻色?愛因斯坦凝聚”，創(chuàng)造出一種全新的光源。新方法可讓科學(xué)家設(shè)計出新型紫外或X射線激光器，從而制備出功能更強(qiáng)的計算機(jī)芯片。

　　玻色?愛因斯坦凝聚是物質(zhì)的一種奇特狀態(tài)，處于這種狀態(tài)的大量原子行為會像單個粒子一樣。此前，玻色?愛因斯坦凝聚已在幾個物理體系中被觀測到，但科學(xué)家認(rèn)為它不可能出現(xiàn)在光子中。這是因為當(dāng)光子被冷卻到某一點上，它將不再輻射出可見光范圍內(nèi)的光，而僅僅發(fā)射出不可見的紅外線光子，同時其輻射密度會下降，溫度越低，光子的數(shù)量越少，科學(xué)家很難得到玻色?愛因斯坦凝聚出現(xiàn)所需要的冷卻光子的數(shù)量。

　　波恩大學(xué)的科學(xué)家讓一束光線在兩面高度反光的鏡子間來回跳躍，并在兩個反射鏡面之間放置冷卻的色素分子溶液。光子會周期性地同這些色素分子發(fā)生碰撞，在碰撞中，分子先“吞下”光子接著又“吐出”它們。參與研究的科學(xué)家馬丁?威茨解釋說，在這個過程中，光子表現(xiàn)出溶液的溫度，并且整個過程沒有光子損失。接著，研究人員通過激光激活色素溶液，增加了兩面鏡子之間光子的數(shù)量。這使科學(xué)家能夠?qū)⒗鋮s的光子緊密地聚集在一起，使它們形成一個“超級光子”。

　　這種光子玻色?愛因斯坦凝聚是一種全新的光源，其有些特征同激光相似。但與激光相比，它們也有自身的優(yōu)勢。簡?卡拉斯表示，目前還沒有能夠發(fā)射出極短波長光(比如在紫外線或X射線范圍內(nèi))的激光器，而使用光子玻色?愛因斯坦凝聚應(yīng)該可以做到。

　　芯片產(chǎn)業(yè)或許也會因此受益。芯片制造商一般使用激光將邏輯電路制成半導(dǎo)體材料，所得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度由激光波長和其他因素限定，長波激光不如短波激光適合精準(zhǔn)性要求高的工作。而X射線的波長比可見光更短，從原理上來講，X射線激光器應(yīng)該允許制造商在同樣的硅材料表面應(yīng)用更復(fù)雜的電路，這將使他們制備出新一代高性能的芯片并最終研制出功能更強(qiáng)大的計算機(jī)。這個過程也可應(yīng)用于光譜學(xué)或光伏電池等領(lǐng)域。

　　總編輯圈點

　　1924年由玻色提出并被愛因斯坦肯定和完善的玻愛凝聚，指的是在接近絕對零度條件下所有原子整齊劃一的情形。然而，早期的相關(guān)研究步履維艱。直到上世紀(jì)90年代，激光冷卻和囚禁中性原子技術(shù)的突破才使玻愛凝聚成為現(xiàn)實。此后，世界各國的數(shù)十家實驗室相繼實現(xiàn)了多種元素的玻愛凝聚?？梢哉f，“物質(zhì)第五態(tài)”已經(jīng)開始進(jìn)入實際應(yīng)用的快車道。光子的玻愛凝聚今天便極大地拓展了我們在芯片制造、精密測量和納米技術(shù)等領(lǐng)域的想像空間。