激光束可追蹤高速粒子軌跡

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激光束可追蹤高速粒子軌跡

在未來追蹤任何微粒或許會變得更容易，即使它們的速度快如步槍子彈。德國馬普光學研究所研究員Christoph Marquardt和Gerd Leuchs研究發現，可以通過徑向偏振激光束來追蹤這些微粒。在徑向偏振光中，光波的振動平面就像車輪的輻條一樣。當研究人員把微粒放入這種徑向偏振光中，它們能夠以每秒數十億次的效率測量光束的偏振來確定微粒的位置。科學家研究得出，激光束的偏振和其空間結構交融在一起。到目前為止，高速物體的路徑僅能通過昂貴的高速攝像機進行觀測，而且觀測也只是一瞬間。

纏繞態通常是在處理量子力學，非經典物理學時，我們的思維必須掌握的一個有趣的難點。兩顆糾纏粒子的特性互相影響，并無任何延時-即使距離較遠，影響也存在。但是，經典物理學也有一個模擬量子力學纏繞態的試驗。德國馬普光學研究所Gerd Leuchs部門的研究員Christoph Marquardt指出：“在徑向偏振光束中，偏振與電磁場的空間分布有關。令人吃驚的是，這種關系的數學描述與量子力學纏繞態類似。”

但是經典纏繞態并不像量子力學纏繞態那樣詭異。盡管徑向偏振光束的兩個特性是密不可分的，但是在較遠距離的情況下彼此之間似乎并無任何影響；而這和量子力學纏繞態恰恰相反-即使距離較遠，影響也存在。相比之下，經典纏繞態僅僅適用于光束之內。然而它依然有一個實際用途：通過偏振和位置的關系，可以決定以正確角度通過激光束的粒子的位置。而由于每秒可以對光束偏振進行數十億次的測量，埃爾朗根研究人員甚至可以對以非常快速度飛過激光束的粒子進行追蹤。Christoph Marquardt表示：“我們可以通過測量偏振，來對以任何速度移動的粒子進行追蹤。”