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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(xué)研究所研究員Christoph Marquardt和Gerd Leuchs研究發(fā)現(xiàn)，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(dāng)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(shù)十億次的效率測量光束的偏振來確定微粒的位置?？茖W(xué)家研究得出，激光束的偏振和其空間結(jié)構(gòu)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(jī)進(jìn)行觀測，而且觀測也只是一瞬間。

纏繞態(tài)通常是在處理量子力學(xué)，非經(jīng)典物理學(xué)時，我們的思維必須掌握的一個有趣的難點(diǎn)。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(yuǎn)，影響也存在。但是，經(jīng)典物理學(xué)也有一個模擬量子力學(xué)纏繞態(tài)的試驗(yàn)。德國馬普光學(xué)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(guān)。令人吃驚的是，這種關(guān)系的數(shù)學(xué)描述與量子力學(xué)纏繞態(tài)類似?！?/p>

但是經(jīng)典纏繞態(tài)并不像量子力學(xué)纏繞態(tài)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(yuǎn)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(xué)纏繞態(tài)恰恰相反-即使距離較遠(yuǎn)，影響也存在。相比之下，經(jīng)典纏繞態(tài)僅僅適用于光束之內(nèi)。然而它依然有一個實(shí)際用途：通過偏振和位置的關(guān)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(jìn)行數(shù)十億次的測量，埃爾朗根研究人員甚至可以對以非?？焖俣蕊w過激光束的粒子進(jìn)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(jìn)行追蹤?！?/p>