研究團隊利用“兩面鏡子”創(chuàng )造出負質(zhì)量粒子 可用于構建低功耗激光器

　　負質(zhì)量(一個(gè)物體的質(zhì)量為負)這一概念，它主要存在于凝聚態(tài)物理學(xué)中，常見(jiàn)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(guò)光學(xué)微腔與受限光線(xiàn)的相互作用創(chuàng )造出了具有負質(zhì)量的粒子。

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

　　這聽(tīng)起來(lái)就像是科幻小說(shuō)，但在物理學(xué)中，這是真實(shí)存在的，并且羅切斯特大學(xué)的研究團隊通過(guò)特定的裝置創(chuàng )造出了具有負質(zhì)量的粒子。

　　實(shí)驗中，研究人員采用的裝置是由兩面鏡子組成，這兩面鏡子構成一個(gè)光學(xué)微腔，當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)原子級厚薄的二硒化鉬半導體。這里，不同放置方式的半導體與被限制的光線(xiàn)之間的相互作用使得半導體上的粒子與光子結合形成極化子。

　　光學(xué)微腔

　　對此，量子光學(xué)和量子物理學(xué)副教授Nick Vamivakas解釋道：“通過(guò)粒子和光子融合來(lái)創(chuàng )建出極化子，一種具有負質(zhì)量的粒子，目前這一現象還是令人費解的，但是你試圖對它施加力，事實(shí)證明它就是負質(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)驗設備，但是Vamivakas的研究小組所搭建的設備是首個(gè)可以生產(chǎn)創(chuàng )造這種粒子的設備。

　　關(guān)于這一實(shí)驗設備的產(chǎn)業(yè)化，Vamivakas表示，雖然現在還處于實(shí)驗階段，但是實(shí)驗室在繼續探索，未來(lái)將會(huì )利用這一結構搭建全新的激光器，到時(shí)全新系統產(chǎn)生激光的能量一定會(huì )比現有的傳統激光器低很多。

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