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一块直径仅100纳米的微小钻石悬浮在半空中,在绿色激光束中发出明亮的光芒。“这种纳米钻石只是悬浮在自由空间中,我们将其固定到位的方式不是用镊子或手指,”罗切斯特大学的光学物理学家尼克·瓦米瓦卡斯说。相反,瓦米瓦卡斯和他的同事使用第二束激光,用不可见的红外光束产生电场,将钻石固定在原位。
这种特殊设计的晶体内部镶嵌着数百个所谓的氮空位(NV)中心——与碳晶格中的空隙相邻的氮原子。该团队最近在《光学快报》中报道,绿色激光激发了NV中心,然后NV中心通过光致发光发射出红色的光子。红色的光芒太微弱而无法看到,但演示表明,激光可以操纵悬浮晶体内部的量子态。瓦米瓦卡斯说,物理学家甚至可以利用量子力学的怪异特性,将悬浮的纳米钻石同时捕获在两个地方。