元素百科给大家介绍一下：当一个分子发出闪光时，发出的光子就不能再回来了。然而，据剑桥大学网站周三报道，研究人员试图将单个分子放入一个小的光腔中，使其发出的光子返回到分子中，并在适当的时间离开，使能量在光和分子之间来回振荡，形成分子和光的量子态强耦合。这一成就有助于开发量子技术，以及控制物质物理化学性质的新方法。在英国《自然》杂志上发表了相关研究。
“走廊”实现了分子与光的混合
在过去，试图混合分子和光的实验非常复杂，通常只能在极低的温度下实现。这些“半发光”分子可以在室温下产生。研究人员用金纳米粒子和金原子膜围成一条小“走廊”，将亚甲基蓝染料分子放入其中。金原子薄膜就像一面镜子，被直径约1纳米的“镜廊”包围，成为捕获光的光腔。剑桥大学卡文迪许实验室纳米光子学中心教授杰里米·鲍姆伯格说：“虽然它比一根头发薄几十万倍，但对一个分子来说，它就像一个‘镜廊’。”
实现分子与光的混合
为了实现分子与光的混合，染料分子应在镜廊中保持直立。研究论文的第一作者罗希特·奇卡拉第说，普通分子会平躺在金膜上，很难让他们“站起来”。他们将染料分子放入一个称为“瓜环”的桶形分子笼中，使其保持直立，然后开始实验。最后，他们发现分子散射光谱分为两个分离的量子态，这是一个“混合”的特征标志，反映了光子在不到万亿分之一秒内返回分子。
奇卡拉第说，他们花了几个月的时间收集数据来找到这个特征标记。研究的一个关键是证明，即使在室温条件和金属具有很强的光吸收作用的情况下，光与物质的强混合仍然可以实现。
研究人员指出，分子和光之间不寻常的相互作用为控制物质物理和化学性质提供了一种新的方法，帮助科学家处理量子信息，了解复杂光合作用过程的工作原理，甚至控制原子之间的化学键。
