一個(gè)由物理學(xué)家和工程師組成的研究小組日前宣稱，在一個(gè)納米尺度的裝置內(nèi)，可見(jiàn)光的速度能達(dá)到無(wú)限快。當(dāng)然，該小發(fā)明并不會(huì)帶來(lái)瞬時(shí)通信，愛(ài)因斯坦相對(duì)論中提出的著名速度限制也仍然有效，但是，這個(gè)小東西將有各種各樣的用途，包括在一種光學(xué)電路中充當(dāng)一個(gè)要素。

　　在真空中，光大約以3億米/秒的速度傳播。而在諸如玻璃等物質(zhì)中，其傳播速度會(huì)變慢。但是，科學(xué)家們能使用奇怪的方法操縱光和物質(zhì)的交互作用，來(lái)調(diào)整光的折射率，例如使其變成負(fù)數(shù)，這樣能帶來(lái)光的彎曲。

　　《科學(xué)》雜志在線報(bào)道稱，現(xiàn)在，荷蘭原子和分子物理學(xué)研究所物理學(xué)家Albert Polman、美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)電氣工程師Nader Engheta及其同事們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常奇特的“壯舉”。

　　他們發(fā)明了一個(gè)微小裝置，在這里，可見(jiàn)光的折射率為零，因此，光波以一個(gè)特別的波長(zhǎng)快速傳播，速度甚至達(dá)到無(wú)限快。

　　這個(gè)裝置包含一個(gè)85納米厚、2000納米長(zhǎng)，被銀環(huán)繞的絕緣二氧化硅矩形桿，光通常無(wú)法穿透這個(gè)矩形桿。結(jié)果是形成了一個(gè)被稱為波導(dǎo)的光傳送空間。

　　研究人員還做成了二氧化硅寬度從120納米到400納米的不同裝置，并將研究成果發(fā)表在了《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　這里，光的表現(xiàn)不同，因?yàn)殡姶艌?chǎng)必須服從確定的“邊界條件”。一般而言，對(duì)向傳播光波的高峰和低谷重疊，就產(chǎn)生了明亮和黑暗的條帶。一旦截止波長(zhǎng)正確，就會(huì)發(fā)生有趣的事情。那時(shí)整個(gè)波導(dǎo)被照亮，而不是產(chǎn)生條帶狀的圖案。因此，光沿著波導(dǎo)的長(zhǎng)度同步振蕩。

　　之前，Engheta領(lǐng)導(dǎo)的研究小組也曾制造出較長(zhǎng)波長(zhǎng)輻射的零折射率。不過(guò)，在可見(jiàn)光上重復(fù)這項(xiàng)工作更加困難，因?yàn)樵O(shè)備太小而無(wú)法容納光源。

　　因此，研究人員通過(guò)擊中一個(gè)電子束在波導(dǎo)里產(chǎn)生所有波長(zhǎng)的光，并且測(cè)量了泄漏的光量。研究人員發(fā)現(xiàn)，以特殊波長(zhǎng)照射出去的光量取決于電子束是否進(jìn)入某一點(diǎn)，這里對(duì)于這個(gè)波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)可能有一個(gè)光亮或黑暗的點(diǎn)。因此通過(guò)沿著波導(dǎo)掃描電子束，并檢測(cè)輸出量，研究人員追蹤了每個(gè)波長(zhǎng)的光圖像。

　　為何這一現(xiàn)象沒(méi)有違反相對(duì)論?因?yàn)楣庥袃煞N速度，Engheta解釋道。“相速度”是指一個(gè)給定波長(zhǎng)傳播速度多快，而“群速度”指的是光運(yùn)送能量或信息的速度有多快。而只有群速度必然比光在真空中傳播的速度慢。

　　這個(gè)設(shè)備將有多種用途，Engheta說(shuō)，它能夠幫助制作出期望中的納米級(jí)光學(xué)電路導(dǎo)管。

　　一批這樣的波導(dǎo)甚至能夠制出一種有零折射率的疏松材料。但是，制造這種排列可能十分具有挑戰(zhàn)性，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院電氣工程師Wenshan Cai說(shuō)：“理論上很簡(jiǎn)單，但操作上很困難。”