研究團(tuán)隊(duì)利用“兩面鏡子”創(chuàng)造出負(fù)質(zhì)量粒子 可用于構(gòu)建低功耗激光器

　　負(fù)質(zhì)量(一個(gè)物體的質(zhì)量為負(fù))這一概念，它主要存在于凝聚態(tài)物理學(xué)中，常見于天文學(xué)領(lǐng)域，用于理解宇宙的創(chuàng)生和演化。近日，羅切斯特大學(xué)的研究人員通過光學(xué)微腔與受限光線的相互作用創(chuàng)造出了具有負(fù)質(zhì)量的粒子。

　　地球上，所有物體都是符合牛頓定律的，即你對(duì)物體施加正向的力，物體就會(huì)以正向的加速度運(yùn)動(dòng)。但是，具有負(fù)質(zhì)量的物質(zhì)的屬性卻是恰恰相反，當(dāng)你施加正向的力時(shí)，它會(huì)朝著相反的方向運(yùn)動(dòng)。換言之，當(dāng)你試圖去推它時(shí)，它就會(huì)向你的手運(yùn)動(dòng)。

　　這聽起來(lái)就像是科幻小說，但在物理學(xué)中，這是真實(shí)存在的，并且羅切斯特大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過特定的裝置創(chuàng)造出了具有負(fù)質(zhì)量的粒子。

　　實(shí)驗(yàn)中，研究人員采用的裝置是由兩面鏡子組成，這兩面鏡子構(gòu)成一個(gè)光學(xué)微腔，當(dāng)鏡子的間隔方式不同，光就會(huì)被限制在不同的光譜中，隨后，研究人員在微腔中嵌入了一個(gè)原子級(jí)厚薄的二硒化鉬半導(dǎo)體。這里，不同放置方式的半導(dǎo)體與被限制的光線之間的相互作用使得半導(dǎo)體上的粒子與光子結(jié)合形成極化子。

　　光學(xué)微腔

　　對(duì)此，量子光學(xué)和量子物理學(xué)副教授Nick Vamivakas解釋道：“通過粒子和光子融合來(lái)創(chuàng)建出極化子，一種具有負(fù)質(zhì)量的粒子，目前這一現(xiàn)象還是令人費(fèi)解的，但是你試圖對(duì)它施加力，事實(shí)證明它就是負(fù)質(zhì)量物質(zhì)。”

　　目前，盡管許多研究小組都在嘗試搭建這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但是Vamivakas的研究小組所搭建的設(shè)備是首個(gè)可以生產(chǎn)創(chuàng)造這種粒子的設(shè)備。

　　關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，Vamivakas表示，雖然現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)階段，但是實(shí)驗(yàn)室在繼續(xù)探索，未來(lái)將會(huì)利用這一結(jié)構(gòu)搭建全新的激光器，到時(shí)全新系統(tǒng)產(chǎn)生激光的能量一定會(huì)比現(xiàn)有的傳統(tǒng)激光器低很多。

　　此前，美國(guó)華盛頓大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造出了具有負(fù)質(zhì)量的液體，進(jìn)一步加深了人類對(duì)于宇宙的理解;而羅切斯特大學(xué)的此項(xiàng)研究不僅推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也使得量子設(shè)備的發(fā)展得到了進(jìn)一步發(fā)展。