在實驗中，波昂大學和凱澤斯勞滕-蘭道大學的物理學家觀察了光子（光粒子）的諧波捕獲氣體中從一維到二維的維度交叉，並研究了其特性。光子被捕獲在染料微腔中，其中聚合物奈米結構為光子氣體提供捕獲電位。透過改變陷阱的縱橫比，研究人員從各向同性的二維限制調整為高度拉長的一維陷阱勢。該團隊的論文出現在期刊上 自然物理學。 應用於反射表面的聚合物將光子氣體捕獲在光的拋物線中。該拋物線越窄，氣體的行為越一維。圖片來源：波昂大學。 「為了用光子製造氣體，我們需要將大量光子集中在有限的空間中，並同時冷卻它們，」波昂大學的 Frank Vewinger 博士說。 在他們的實驗中，維溫格博士和他的同事在一個小容器中裝滿了染料溶液，並用雷射激發它。 由此產生的光子在容器的反射壁之間來回反射。 每當它們與染料分子碰撞時，它們就會被冷卻，直到光子氣體最終凝結。 氣體的維數可以透過修改反射表面的表面來影響。 凱澤斯勞滕-蘭道大學的物理學家朱利安·舒爾茨博士說：“我們能夠在反射表面上應用透明聚合物，以形成微觀的小突起。” “這些突起使我們能夠將光子捕獲在一維或二維中並將其凝聚。” 「這些聚合物的作用就像一種排水溝，但在這種情況下是為了光，」波昂大學物理學家 Kirankumar Karkihalli Umesh 博士說。 「這個溝槽越窄，氣體的行為就越一維。」 在二維空間中，凝結的發生有一個精確的溫度限制——類似於水在攝氏…

偏振光可以使量子全像圖中編碼的訊息消失 梁洪、黃偉俊、安泰林、李延森 2024 量子消失行為可以將安全訊息嵌入全像圖中，並在發送後選擇性地刪除其中的部分內容。 量子光訊號本質上是安全的訊息載體，因為攔截它們的訊息會破壞編碼它們的脆弱的量子態。為了利用這一點而無需使用笨重的設備，英國埃克塞特大學的 Jensen Li 和他的同事使用超表面（一種經過設計具有特殊性能的二維材料）來創建量子全息圖。 全像圖編碼複雜的訊息，這些訊息在照明時可以恢復 – 例如，當光線以直角照射到 2D 全像紙卡上時，它會顯示 3D 影像。為了製作量子全像圖，研究人員將資訊編碼為光粒子或光子的量子態。 首先，他們使用雷射使特殊晶體發射兩個光子，這兩個光子透過量子糾纏緊密相連。光子沿著不同的路徑傳播，只有一個光子沿途會遇到超表面。超表面上的數千個微小組件，例如奈米級的脊，以預先編程的方式改變了光子的量子態，將全像圖像編碼到其中。 夥伴光子遇到一個偏振濾光片，它控制全像圖的哪些部分被顯示，哪些部分消失。第一個光子的狀態是全像圖的疊加，因此它同時包含資訊的許多可能的變化。由於光子糾纏在一起，第二個光子的偏振會影響另一個光子撞擊相機時產生的影像。例如，測試全像圖包含字母 H、D、V 和 A，但添加水平偏振光濾鏡會從最終影像中刪除字母…

偏振光可以使量子全像圖中編碼的訊息消失 梁洪、黃偉俊、安泰林、李延森 2024 量子消失行為可以將安全訊息嵌入全像圖中，並在發送後選擇性地刪除其中的部分內容。 量子光訊號本質上是安全的訊息載體，因為攔截它們的訊息會破壞編碼它們的脆弱的量子態。為了利用這一點而無需使用笨重的設備，英國埃克塞特大學的 Jensen Li 和他的同事使用超表面（一種經過設計具有特殊性能的二維材料）來創建量子全息圖。 全像圖編碼複雜的訊息，這些訊息在照明時可以恢復 – 例如，當光線以直角照射在 2D 全像紙卡上時，它會顯示 3D 影像。為了製作量子全像圖，研究人員將資訊編碼為光粒子或光子的量子態。 首先，他們使用雷射使特殊晶體發射兩個光子，這兩個光子透過量子糾纏緊密相連。光子沿著不同的路徑傳播，只有一個光子沿途會遇到超表面。超表面上的數千個微小組件，例如奈米級的脊，以預先編程的方式改變了光子的量子態，將全像圖像編碼到其中。 夥伴光子遇到一個偏振濾光片，它控制全像圖的哪些部分被顯示，哪些部分消失。第一個光子的狀態是全像圖的疊加，因此它同時包含資訊的許多可能的變化。由於光子糾纏在一起，第二個光子的偏振會影響另一個光子撞擊相機時產生的影像。例如，測試全像圖包含字母 H、D、V 和 A，但添加水平偏振光濾鏡會從最終影像中刪除字母…

通常，植物生長在擁擠的環境中，相鄰的植物在爭奪光線的同時互相遮蔭。鄰居的存在隨著空間和時間的變化而變化，植物已經進化出檢測鄰居並在遠離其陰影的地方生長的能力。雖然人們普遍認為這些反應有助於植物增加個體的光照，但尚不清楚它們如何設法找到集體有益的解決方案。在一項新的研究中，特拉維夫大學和其他地方的物理學家重點研究了向日葵群體中由避蔭所介導的自發性自組織模式的形成。他們的分析表明，旋轉（植物固有的運動）提供了符合有界隨機遊走的隨機擾動。 雖然旋轉在植物系統中普遍存在，通常與探索性運動相關，但對其作用的定量理解卻難以捉摸。阮 等人。首次報告了它們在促進擁擠的相互遮蔭植物的最佳生長模式方面的作用。圖片來源：Manuel H. 特拉維夫大學教授亞斯明·梅羅茲(Yasmine Meroz) 表示：「先前的研究表明，如果向日葵密集種植在相互遮蔭的田地裡，它們就會以鋸齒形生長——一前一後——以免處於彼此的陰影中。 “通過這種方式，它們並排生長，以最大限度地利用太陽的光照，從而在集體層面上實現光合作用。” “事實上，植物知道如何區分建築物的陰影和樹葉的綠色陰影。” “如果它們感覺到建築物的陰影，它們通常不會改變生長方向，因為它們知道這不會產生任何影響。” “但如果它們感覺到植物的影子，它們就會向遠離影子的方向生長。” 在這項研究中，研究人員研究了向日葵如何「知道」以最佳方式生長（即最大限度地捕捉集體陽光）的問題，並在實驗室中分析了向日葵的生長動態，它們在實驗室中表現出鋸齒狀生長。 梅羅茲教授和同事在高密度環境中種植向日葵，並在生長過程中拍攝它們，每隔幾分鐘拍攝一次。然後將這些影像組合起來製作一部延時影片。 透過追蹤每朵向日葵的運動，研究人員觀察到花朵經常跳舞。 這組作者說，達爾文是第一個認識到所有植物在生長時都會表現出一種循環運動（循環）的人——莖和根都表現出這種行為。 但直到今天——除了少數例子，例如攀緣植物，它們以巨大的圓週運動生長，尋找可以抓住的東西——還不清楚它是人工製品還是生長的關鍵特徵。為什麼植物會投入能量以隨機方向生長？ 「作為我們研究的一部分，我們進行了物理分析，捕捉了向日葵群體中每朵向日葵的行為，我們看到向日葵跳舞以找到最佳角度，這樣每朵花都不會阻擋鄰居的陽光，」梅羅茲說。 “我們對這種運動進行了統計量化，並通過計算機模擬表明，這些隨機運動被共同使用以最大限度地減少陰影量。” “我們也非常驚訝地發現，向日葵的台階分佈非常廣泛，範圍超過三個數量級，從接近零位移到每隔幾分鐘向一個方向或另一個方向移動兩厘米。” 梅羅茲教授說：“向日葵植物利用了這樣一個事實，即它既可以使用小而慢的步驟，也可以使用大而快的步驟來找到集體的最佳排列方式。”…