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摘要：物理学家发现，在这种情况下，光子会像物质一样相互作用，表现出可识别的BEC行为。他们使用一个微调的激光器，将光子一次一个地抽运到一个类似的充满染料的镜阱中，观察混合物，找出何时会出现BEC。他们发现，平均只有7个光子后，这些光子就形成了BEC——它们开始像一个粒子一样工作。但研究人员在声明中说，七光子BEC的形成似乎更为缓慢，而不是一下子全部形成。
物理学家揭示，只有七个量子粒子可以表现得像是在数十亿人的群体中。
在更大的尺度上，物质经历称为相变的变化，其中（例如）水变成固体（冰）或蒸汽（蒸汽）。科学家们习惯于在大质量的分子中看到这种行为，但从来没有在这么小的团簇中看到过。
在今天（9月10日）发表在《自然物理学》杂志上的一项新研究中，研究者们目睹了由7个光粒子或光子组成的系统中的这些相变，它呈现出一种奇异的物理状态，被称为玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这是物质在超低温下可以达到的物理状态，在这种状态下，粒子开始混合在一起并协同作用。
因为光子是光的包，它们是由能量而不是物质构成的，这使得它们经历相变的想法很奇怪。但早在2010年，德国的一个研究小组就表明，光粒子可以被诱导成BEC，就像它们的物质粒子近亲一样。
用来捕获光子，这些研究人员建造了一个小的反射室，并在其中填充了一种有色染料。当光粒子撞击到染料粒子时，染料粒子会吸收并重新发射它们，因此光子在腔室中移动的时间更长——有效地减慢了它们的速度。当光子撞击腔室的反射壁时，光子会反弹而不被吸收或逃逸。因此，这个腔室实际上是一个空间，研究人员可以让光子变得迟钝，并把它们放在近距离内。物理学家发现，在这种情况下，光子会像物质一样相互作用，表现出可识别的BEC行为。
在最近的实验中，研究人员想找出发生这种情况所需的最小光子数。他们使用一个微调的激光器，将光子一次一个地抽运到一个类似的充满染料的镜阱中，观察混合物，找出何时会出现BEC。他们发现，平均只有7个光子后，这些光子就形成了BEC——它们开始像一个粒子一样工作。这是一个新的低条粒子数所必需的相变。[自然界中最酷的小粒子]
“既然已经证实‘相变’在这样的小系统中仍然是一个有用的概念，我们可以用在大系统中不可能的方式探索性质，”伦敦帝国理工学院的物理学家、首席作者罗伯特·尼曼说，研究人员在一份声明中说：
在微观BEC和涉及较大粒子群的相变之间存在一些差异。当冰加热超过其熔点时，它似乎立即从固态变成液态，而没有任何中间阶段。大多数化学物质的相变也是如此。但研究人员在声明中说，七光子BEC的形成似乎更为缓慢，而不是一下子全部形成。他们在论文中写道：
仍然表明，光子相变表明，即使在很小的尺度上，相变也与在较大尺度上常见的相变非常相似。物理学就是物理学，一路向下。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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