波恩大学和凯泽斯劳滕-兰道大学 (RPTU) 的物理学家利用光创造了一种一维气体。这使他们能够首次测试有关过渡到这种奇异物质状态的理论预测。研究人员在实验中使用的方法可用于检查量子效应。结果已发表在《自然物理学》上。

想象一下，你站在游泳池边，突然想到往里面灌更多的水。你抓起一根花园软管，用它产生一股水流，水流以高弧度弯曲，落在游泳池表面。水流冲击游泳池时，水位会短暂上升，但水位变化很小，因为落下的水很快分布在整个水域。

但是，如果你用水柱灌满排水沟，效果就会有所不同。水柱会在你对准软管的位置形成水波。这是因为排水沟的壁确保水不会流过表面，而只能沿着排水沟的方向分布。排水沟越窄，波浪的振幅越大，因此它变得越“单一”。

波恩大学应用物理研究所 (IAP) 的物理学家与 RPTU 的同事合作，目前研究了由轻粒子构成的气体是否也可以实现类似的维数效应。

“为了制造这些类型的气体，我们需要在密闭空间内集中大量光子并同时冷却它们，”IAP 的 Frank Vewinger 博士解释道，他也是波恩大学跨学科研究领域“物质”的成员。

微观小沟

在他们的实验中，研究人员在一个微型容器中装满染料溶液，并用激光激发它。产生的光子在容器的反射壁之间来回反射。每当它们与染料分子碰撞时，它们就会冷却，直到最终凝结成光子气体。

通过修改反射表面的表面，可以影响气体的维度。IAP 的研究人员与 RPTU 的 Georg von Freymann 教授领导的研究小组合作开展了这项研究。采用了一种高分辨率结构化方法，以便将其应用于该实验的光子容器的反射表面。