波恩大学 右边是一个显微镜物镜，用于观察和分析从谐振器中发出的光
信用:格雷戈·胡布尔/波恩大学 大约10年前，波恩大学的研究人员产生了一种极端的聚合光子状态，一种由成千上万个单个光粒子组成的单个“超光子”，并提出了一种全新的光源
这种状态被称为光学玻色-爱因斯坦凝聚态，并从那时起吸引了许多物理学家，因为这个奇异的光粒子世界是其自身物理现象的家园
教授领导的研究人员
医生
发现超光子的马丁·韦茨和理论物理学家教授
医生
约翰·克罗哈现在报道了一个新的观察结果:一个所谓的过阻尼相位，一个在光学玻色-爱因斯坦凝聚体中以前未知的相变
这项研究已经发表在《科学》杂志上
玻色-爱因斯坦凝聚是一种极端的物理状态，通常只发生在非常低的温度下
这个系统中的粒子不再可区分，并且主要处于相同的量子力学状态；换句话说，它们的行为就像一个巨大的“超级粒子”
因此，状态可以用一个波函数来描述
2010年，由马丁·韦茨领导的研究人员首次成功地从轻粒子(光子)中创造出了玻色-爱因斯坦凝聚体
他们的特殊系统至今仍在使用:物理学家将光粒子捕获在由两个曲面镜组成的谐振器中，这两个曲面镜的间距刚好超过一微米，反射快速往复的光束
这个空间充满了液体染料溶液，用来冷却光子
染料分子“吞下”光子，然后再把它们吐出来，这就把光粒子带到了染料溶液的温度——相当于室温
该系统使冷却轻粒子成为可能，因为它们的自然特性是冷却后会溶解
信用:格雷戈·胡布尔/波恩大学 两相的清晰分离 相变是物理学家所说的冻结过程中水和冰之间的转变
但是这种特殊的相变是如何在被俘获的光粒子系统中发生的呢？科学家这样解释:有些半透明的镜子导致光子丢失和被替换，产生非平衡，导致系统没有确定的温度，并开始振荡
这在振荡阶段和阻尼阶段之间产生了过渡
阻尼意味着振动幅度减小
“可以说，我们观察到的过阻尼阶段对应着光场的一种新状态，”第一作者法赫利·埃姆雷·厄茨图尔克说，他是波恩大学应用物理研究所的博士生
其特殊之处在于激光的效应通常不会通过相变与玻色-爱因斯坦凝聚体的效应分开，并且两种状态之间没有明确的边界
这意味着物理学家可以不断地在各种效应之间来回移动
“然而，在我们的实验中，光学玻色-爱因斯坦凝聚体的过阻尼态通过一个相变与振荡态和标准激光相分离，”研究负责人教授说
医生
马丁·韦茨
“这说明有一个玻色-爱因斯坦凝聚体，这确实是一个与标准激光不同的状态
“换句话说，我们正在处理光学玻色-爱因斯坦凝聚体的两个独立的相位，”他说
研究人员计划利用他们的发现作为进一步研究的基础，在多重耦合光凝聚体中寻找光场的新状态，这也可能发生在系统中
“如果合适的量子机械纠缠态出现在耦合的光凝聚体中，这对于在多个参与者之间传输量子加密的信息可能是有趣的，”法赫利·埃姆雷·厄茨图尔克说
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