科学家们最近似乎进行了一项实验，在这项实验中，他们能够将光速减慢 10,000 倍。这项引人入胜的实验是通过把光困在一团超冷原子中来实现的，这团超冷原子就像一种介质，光在其中的传播速度比它在真空中的通常速度要慢。研究人员希望，这项实验能够为量子计算等先进技术的发展带来新的可能性，并让人们对光本身的基本性质有更深入的了解。
科学家们此前已经确定，在某些情况下，光可以减慢速度，一项新的研究展示了一种实现它的方法，有望成为迄今为止最有用的方法之一。
来自广西大学和中国科学院的这一突破背后的研究人员表示，他们的方法可能有利于计算和光通信。
光在空旷的空间中穿梭，只以一种速度移动，而且只有一种速度——每秒 299,792 公里（约 186,000 英里）。然而，如果你在它的路径上设计一堆电磁场，比如那些围绕普通物质的电磁场，这种恒定的速度就会开始减慢。
大多数透明材料会减慢光线的一小部分。正是速度的变化导致光在从一种介质传递到另一种介质时弯曲。但真正踩刹车需要特殊的材料，如光子晶体，甚至是超冷量子气体。
“我们设想我们的工作为实现纳米光子芯片中的超强光物质相互作用提供了一个全新的方向，”研究人员在他们发表的论文中写道。
新方法建立在所谓的电磁感应透明（EIT）的基础上，它使用巧妙的激光技巧来操纵储存在真空中的气体中的电子 - 基本上将其从不透明变为透明。
这意味着激光可以通过，但由于它的操纵方式，它也会减慢速度。这对物理学家来说非常有趣，但这种方法也意味着大量的光和能量在途中会丢失。
为了减少这种损失并提高整个系统的效率，研究人员采用了EIT在控制光线方面的一些原理，并设计了一种新材料来减缓光线。该材料是一种超表面 - 一种合成的 2D 结构，其特性与自然界中的任何材料都不同。
该团队设计的超表面由非常薄的硅层制成 - 就像今天的计算芯片一样 - 并且在保持和释放能量的方式（在这种情况下，来自光）方面比现有的选项要好得多。
根据研究人员获得的结果，该系统中的光可以减慢10,000倍以上。同时，与其他同类方法相比，光损失减少了五倍以上。
新方法的关键是超表面最微小的构建块（称为超原子）的定位方式。在这种情况下，它们基本上足够接近以合并在一起，这反过来又会影响光线通过时的处理方式。
最终的结果是，所有这些复杂的科学都更好地控制了光的传播方式。由于光在从宽带互联网到量子计算的方方面面都发挥着如此关键的作用，因此有许多潜在的应用。
这并不是科学家们发现进一步减慢光速的唯一方法，除了水等物质中发生的自然减速之外，但它的有效性和可扩展性使其成为进一步研究的有希望的选择。
“有了这些发现，我们的研究为定制超表面中的光流开辟了一条新途径，”研究人员写道。
该研究已发表在Nano Letters上。