2016年4月12日

研究人員發(fā)現(xiàn)類似陽(yáng)光的隨機(jī)光線扭曲的光束波動(dòng)性產(chǎn)生一個(gè)漢伯里·布朗及特維斯（HBT）效應(yīng)角度。

更大圖像，請(qǐng)見：http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/112584.php

　　美國(guó)羅契斯特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)表示“扭曲光”中的波動(dòng)現(xiàn)象可以通過(guò)等同于輕型雷達(dá)的光學(xué)雷達(dá)（LiDAR），進(jìn)行探索并被廣泛應(yīng)用于從黑洞旋轉(zhuǎn)到實(shí)體目標(biāo)監(jiān)測(cè)中。

　　在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的論文中，研究人員展示了從諸如太陽(yáng)光源光線的隨機(jī)波動(dòng)強(qiáng)度與產(chǎn)生扭曲光束的相關(guān)性增強(qiáng)。他們通過(guò)對(duì)漢伯里·布朗及特維斯（HBT）效應(yīng)干涉法傳統(tǒng)試驗(yàn)的修正，聚焦于光的角度信息（光的“扭曲”），顯示了這些相關(guān)性的存在。

　　美國(guó)羅切斯特（Rochester）光學(xué)研究所Robert W. Boyd研究小組表示這些相關(guān)性可使陽(yáng)光（或類似光型）用于目前被認(rèn)為需要對(duì)激光和糾纏光子進(jìn)行處理的遙感和實(shí)體目標(biāo)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中。

　　新方法也可提供以曲光研究為關(guān)鍵的研究天體物理現(xiàn)象的新途徑。例如，研究人員建議旋轉(zhuǎn)黑洞可以在扭曲光印上留下一個(gè)特定指紋，可以通過(guò)新HBT角進(jìn)行搜索。此研究論文第一作者，Boyd 團(tuán)隊(duì)中博士生Omar S. Magana-Loaiza指出，曲光在人們周圍并自然產(chǎn)生。光線越隨機(jī)，形成光線的扭曲光束的相關(guān)性就越強(qiáng)。我們使用HBT干涉法已經(jīng)揭示了這些相關(guān)性，從而可以開展更多的精彩應(yīng)用研究。

　　1956年，Robert Hanbury Brown和Richard Q. Twiss發(fā)表了一篇具有革命性的光學(xué)物理論文，此論文描述了干涉技術(shù)的一種新形式。Hanbury Brown和Twiss的恒星干涉儀收集了一顆星兩個(gè)獨(dú)立光源產(chǎn)生的光，并在地球上兩個(gè)不同位置監(jiān)測(cè)到光。

　　這不僅使他們可以很精確的估計(jì)小天狼星的大小，而且HBT試驗(yàn)也推動(dòng)了此研究領(lǐng)域的許多論題，因?yàn)樗坪跽故玖藗鹘y(tǒng)和光量子理論提出的不同預(yù)測(cè)。

　　Rochester試驗(yàn)使用類似曲光的一種裝備。光線中的曲光在光傳播中而扭曲，呈一種螺旋狀。它可以通過(guò)之前所述的軌道角動(dòng)量進(jìn)行或多或少的嚴(yán)密的扭曲。

　　許多扭曲光的研究實(shí)驗(yàn)使用激光完成，這些實(shí)驗(yàn)通常依賴于糾纏光子。但是，新試驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于很多應(yīng)用，來(lái)自一顆恒星或其他來(lái)源的光線作為一種扭曲光源的效果差不多。

　　Magana-Loaiza提出，一直以來(lái)，糾纏光子的生成是一個(gè)復(fù)雜任務(wù)。使用隨機(jī)光的扭曲光的優(yōu)點(diǎn)之一是其產(chǎn)生過(guò)程更容易，幾乎接近于自然過(guò)程。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可使用標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器，替代單光子探測(cè)器。這對(duì)科學(xué)家很重要，使他們不再受限于弱光環(huán)境，從而可以進(jìn)行一些現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的研究。使用糾纏光子通常迫使科學(xué)家們?cè)诤诎淡h(huán)境中工作，否則，噪音會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)。

　　但是，Magana-Loaiza明確指出，扭曲光的相關(guān)性不能替代許多需要糾纏光子的應(yīng)用研究。他又補(bǔ)充，糾纏光子能夠提供隨機(jī)光線不能提供的其他屬性。例如，兩個(gè)量子效應(yīng)的完全相關(guān)和非定域性。

　　原文題目：A twist on Hanbury Brown—Twiss interferometry offers new approach for remote sensing

　　資料來(lái)源：http://phys.org/news/2016-04-hanbury-browntwiss-interferometry-approach-remote.html

　　（王化編譯，殷永元審核）