科学家发现了一种新形式的光,这将彻底改变光纤通信

随着光的新形式的发现,量子物理学被重新定义
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来自都柏林三一学院物理学院和CRANN研究所的物理学家们发现了一种新的光形式。这是一项重大发现,将彻底改变我们看待和研究光的方式。

角动量是光的主要特征之一。我们先前对光的理解表明,在各种形式下,光的角动量总是普朗克常数的简单倍数。

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图片来源:Getty Images

然而,最近博士的研究毕业生Kyle Ballantine和Paul Eastham教授提出了一种新的光的形式。每个光子的角动量被确定为普朗克常数的一半。

Paul Eastham教授说:

“我们感兴趣的是如何改变光的行为方式,以及这如何有用。我认为这个结果最令人兴奋的是,即使是物理学家一直认为是固定的光的基本性质,也可以改变。”

即使是这种极其微小的测量差异也对物理学和科学世界产生了深远的影响。由于这一发现,数据通信世界也将经历巨大的变革。

约翰·多纳根教授很想知道我们如何在安全的光通信系统中使用这种新形式的光。

参与发现这种新形式光的研究团队利用了威廉·罗文·汉密尔顿和汉弗莱·劳埃德发现的现象,他们二人见证了光束穿过一些特定的晶体后,变成了一个中空的圆柱体。同样的现象被用于产生螺旋状结构。

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图片来源:《科学进展

在初步研究之后,科学家们建立了光子角动量为半整数的理论。他们设计了一个实验来确定他们理论的有效性,使用一种特殊的仪器来测量光束中光子的角动量。实验还测量了由量子效应引起的角动量的变化。

实验结果显示,角动量的变化很小,几乎是普朗克常数的一半。

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图片来源:《科学进展

这一发现将对光纤通信产生巨大影响。未来有望实现更高的比特传输或数据速率,同时增强安全性。这项研究已经发表在在线杂志上科学的进步

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