哈佛大学的研究人员已经阻止了一束激光脉冲的传播，并在几毫米之外的地方使其重现。令人惊奇的是：他们在一个被称为玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的超冷钠原子云中停止了它，然后在第二个独立的BEC中重新启动了它，就好像脉冲在两个位置之间幽灵般地跳跃一样。
团队负责人、原子物理学家莱内·豪说：“这很奇怪，我们实际上可以使光脉冲复活，并将其送回原来的路径，就好像什么都没发生过一样。”除了作为一个巧妙的量子抛接游戏，豪推测这项技术将来可能用于光通信或超精密导航系统。
BEC云之所以珍贵，是因为它们原子的精细量子态都一致振动，有效地创造了一个巨大的原子，可以完成单个原子无法完成的事情。例如，在1999年，豪的小组将凝聚态内部的光速减慢到“自行车速度”（38英里/小时）。在新实验中，她和她的同事将一束控制激光束照射到并排放置的两个独立的BEC。他们用激光脉冲击中第一个BEC，激光脉冲减速并将其能量转移到凝聚态原子的集体震颤中——一种类似于激光脉冲的缓慢移动的物质波纹。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
研究人员关闭控制光束足够长的时间，让物质波有时间在BEC之间传播160微米，然后重新激活它。激光导致物质波在第二个BEC内部聚结（倾倒原子），迫使周围的原子像天线一样辐射并再现原始脉冲。
豪说：“这真的是在很多不同层面上玩弄量子力学。”激光脉冲和BEC之所以能够交换能量，仅仅是因为凝聚态原子的量子态与激光的频率相匹配。结果，BEC进入所谓的叠加态，这意味着物质波同时存在又不存在。
德国凯泽斯劳滕工业大学的迈克尔·弗莱isch豪尔在《自然》杂志2月7日在线发表的哈佛团队报告的社论中说，物质波无法区分BEC，因为第一个BEC的叠加态意味着它部分处于与第二个BEC相同的原始、未受干扰的状态。因此，在稍加提示后，它将其能量转移到新的凝聚态中，完全逆转了第一个凝聚态中发生的情况，产生了弗莱isch豪尔所说的“对量子物理学基本方面的引人注目且有趣的演示”。
豪说，它最终也可能具有实际应用。通过改变物质波聚结的位置，豪的小组可以改变恢复的脉冲的特性，这表明该技术可以用于操纵光学信号，或许有助于实现用于超安全通信的量子方案。她补充说，它还可以用于产生连续的激光状超冷原子流，这可以增强导航系统。