Chinese Mandarin Putonghua Study by www.e-Putonghua.com 科學家發現光線減速新方法：改變光子形狀

生詞：

1.減緩(Jiǎn huǎn):速度變慢；程度減輕。
例句：深呼吸有助於減緩緊張情緒。

2.複雜(Fù zá):事物的種類或頭緒多而雜。
例句：世界上的事情是複雜的，是由各方面的因素決定的。

3.面具(Miàn jù):起遮擋保護作用的外罩。
例句：生活中戴著面具的人註定是勞累和虛偽的。

4.脈衝(Mài chōng):電流、電壓或某些其他物理量的瞬態改變。
例句：各種高頻脈衝廣泛用在無線電技術中。

5.傳播(Chuán bō):廣泛散佈。
例句：消息立即傳播開了。

討論：

1.請問你瞭解光波在生活中哪些領域有應用嗎？
2.請你講一下聲波的分類和依據？

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        據國外媒體報導，科學家們早已知道，當光穿過水或玻璃之類的材料時，速度會稍微有所減慢。但人們普遍認為，光子在穿過自由空間時，速度是不可能降低的，因為不會有任何物質對它造成阻礙。然而在一項最新的研究中，科學家們首次在自由空間中減緩了光子前進的速度，說明光速遠比我們想像的還要複雜。

       該研究結果被發表在1月23日的《科學快訊》(Science Express)上。

       來自格拉斯哥大學(the University of Glasgow)以及赫瑞瓦特大學(Heriot-Watt University)的研究人員描述了他們在自由空間中減慢光子速度的過程。他們稱，通過為光束戴上一副“面具”，他們改變了光子的形狀，從而減慢了光子的速度。

       該研究團隊將一道含有許多光子的光束比作一隊自行車手，其中車手們輪流騎在隊伍最前方。這樣一來，儘管車隊是作為一個整體在路上前進的，但單個車手的速度在改變位置的時候就會發生變化。因此，我們很難為所有車手定下一個統一的速度。同樣的原理也適用於光子。一道光線脈衝中含有許多光子，而科學家們知道，光線脈衝中的每個光子速度大不相同。

       該研究團隊的實驗被設置為定時賽形式，實驗中同時釋放兩個光子，讓它們穿過一段相當長的距離，奔向終點線。研究人員發現，其中一個光子按預期時間到達了終點，但被“面具”改變了形狀的光子則要到達得晚一些，說明它在自由空間中的前進速度要更慢。

       傳播距離為3.3英呎(1米)時，研究團隊發現減慢的速度達到了20個波長，這遠遠超過了測量精度，說明該結果並非試驗誤差。由此說明，在讓光束通過“面具”之後，光子的前進速度比之前減慢了。

       最重要的是，這和光線在通過玻璃和水之類的介質時速度放緩的原理大不相同。在穿過玻璃和水時，光線只有在通過介質時速度才會變慢，穿過介質之後，速度便會恢複成原速。但如果讓光線穿過了“面具”，光子前進的最快速度便會始終受到一定的限製。

       丹尼爾•吉爾凡尼尼(Daniel Giovannini)是該研究報告的主要作者之一，他表示：“改造後的光束減慢的速度很不起眼，前進了一米之後，它僅僅慢了幾微米，但它仍然非常重要。”

       “我們測量了兩種不同的光束，一種叫貝塞爾光束(Bessel beams)，一種叫高斯光束(Gaussian beams)，都得到了類似的結果。”

       另一位主要作者傑奎琳•羅梅羅(Jacquiline Romero)說道：“在獲得這些結果的過程中，我們運用了一些巧妙的、但廣為人知的光學原理。”

       “研究成果清晰地顯示，即使是在空氣或真空中傳播時，光速也可以低於通常認為的299792458米/秒。”

       “雖然我們測量的只是單個光子，但這一結果也同樣適用於一束光。用來製造光束的透鏡越大，傳播距離越短，效果就越明顯，說明這一效應只適用於短距離傳播。”

       邁爾斯•帕傑特教授(Miles Padgett)是該研究團隊的領導人，他補充道：“光線傳播的速度竟然能變緩，乍看上去的確令人吃驚，但這一結果是建立在堅實的理論基礎之上的，我們也對自己的觀測過程抱有很強的信心。”

       “這一研究結果讓我們得以用一種全新的方式思考光的特性，我們渴望能繼續進行這項研究，並探索它在未來的應用潛力。”

       “我們希望這一效果能被運用到任何波動說當中去，這樣一來，我們就可以在其它波中製造類似的減速效果了，比如說聲波。”