如果两个小孩在海边戏水，那么由于构造上的叠加，就会出现高水波。德国波恩大学一项研究微观世界的实验中，研究者观察到不同的实验现象，物理学家使用激光束通过两个铯原子生成光波。光波经两个平行镜反射。结果证明此实验布置阻止了高光波的出现。这一研究结果于2015年1月14日发表在《物理评论快报》上（Phys. Rev. Lett., 2015, 114, 023601, DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.023601），科学家们用两个原子观察到了光与物质相互作用的最基本场景。 

　　波恩大学的物理学家们将两个浮起的铯原子置于光笼中以得到光子。激光束不断地照射两个原子，而它们使得激光发生分散，如同阳光中漂浮的尘埃一样。分散的光波层层叠加并通过两个平行镜反射到原子上。 

　　文章第一作者René Reimann说道：“我们希望光笼里的两个原子与一个单独的原子表现完全不同。这样才与我们日常生活的经历相符：两个海边戏水的孩子产生的水波与一个孩子泼水产生的水波不同。但是，将光笼里由两个原子产生的光波与海边小孩戏水做类比并不完全成立。此处，并没有观察到高光波。” 

　　反作用抑制了高光波 

　　光笼里两个原子产生的惊奇景象可用小孩在游泳池戏水而非海边戏水来说明。小孩戏水产生的水波部分是由池边反射而来。反射的水波和向前的流动波相互抵消。“由于这种返回作用，两个小孩可比一个单独的小孩在最好的情况下产生的水波高。”通过改变孩子们之间的距离，泳池中的孩子们可以改变水波的高度。 

　　了解这一点就可以明白试验中两个铯原子的情形：即使在最好的情况下，两个原子的光波不断地干扰，与只有一个原子的情况相比，还是能勉强地看到较多的几个光子。该论文的作者之一Dieter Meschede说道：“显然，镜子起到的强反射作用阻止了高光波的出现。” 

　　光与物质相互作用的新启示 

　　然而光笼中悬浮铯原子位置的微小变动都可由叠加光波高度的明显变化探测出。René Reimann说：“目前这还是不可能的。但这为两原子体系的光和原子相互作用提供了新的研究启示和试验可能性。”这些新的可能性为一些前沿技术，比如通信和计算中的量子记忆和量子网络，提供了支持。 

　　目前，国际科学家小组观察了光笼中一个或多个原子与光子的相互作用。由于在此研究中的重要贡献，Serge Haroche在2012年被授予了诺贝尔物理学奖。如今，波恩大学的物理学家们实现了在一个光笼中观察两个原子的相互作用。该论文的作者之一Dieter Meschede表示：“通过这项实验，实现了多重光与物质的相互作用。” 

　　波恩大学“量子技术”研究小组在试验中研究了原子与光之间受控的相互作用。小组目前正在关注特殊量子力学状态的生成。 

　　相关阅读：美国每日科学网报道（英文） 

        （来源：科学之家 http://www.kexuehome.com/articles/20150318898.html）