2013年世界十大物理学进展:超高能中微子(2)

　　冻结光线一分钟

　　在真空中，光以每秒30万公里的速度传播，但物理学家们知道如何让光的速度降低，甚至让它完全停止。这项技术将有望被应用于量子计算，并使用光子进行信息存储。德国达姆施塔特工业大学的一个研究组在2013年的一项实验中创纪录地让一束光停止了整整一分钟。这项技术可以造成一种名为“电磁诱导透明”的现象，在这一现象中，一束受控激光可以让一种不透明介质暂时性的变透明，从而可以存储光子。尽管一分钟的时长已经是该研究组在实验中所用晶体的理论极限，但未来将很有可能达成更长的光存储时间：研究人员正在尝试使用掺铕晶体进行实验，理论上这将让光存储时间延长到数小时之久。

　　古老宇宙光线的扭曲

　　宇宙微波背景辐射(CMB)是宇宙创生大爆炸的余晖，这是我们窥视宇宙初生时期状态的最好窗口。2013年中，科学家们正忙着分析3月份由普朗克探测器传回的全天宇宙微波背景辐射地图，但从地面上却意外传来了一项宇宙学领域的突破性进展：南极望远镜项目组的科学家们在宇宙微波背景辐射信号中检测到微弱的扭曲，即所谓B-模偏振现象。之所以会发生这种扭曲，是因为构成CMB信号的光线在穿越宇宙抵达地球的途中遭遇大质量体引力透镜效应而引发的。这一进展未来将帮助科学家们反演宇宙中物质的分布状况，其中包括难以捉摸的暗物质。

　　氢原子波函数的直接成像

　　打开任何一本一年级的量子力学课本，你一定会看到一些描述氢原子电子轨道的示意图，球形的，哑铃型的，或是三叶草型的。但在今年以前，所有这些都还只是理论上的，没有任何人曾经在实验上直接“观察”到它们。但就是在2013年，荷兰原子和分子物理学研究所(AMOL)的研究人员和合作者们设计了一种“量子显微镜”，其原理是首先使用光将氢原子电离，随后使用静电透镜构建一种逃逸电子的干涉模式。科学家们通过这种方法获得干涉图像，并重构出原始的电子轨道。