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美国密歇根大学研发的新型白炽灯泡能发出亮度提升100倍的扭曲光,有助于增进基础物理理解,并为机器人视觉等尖端技术铺路。

美国密歇根大学的研究团队近期取得了一项突破性进展,成功研发出一种新型白炽灯泡。这款灯泡的特别之处在于其灯丝设计能够产生亮度比传统方法高出100倍的椭圆偏振光(即扭曲光)。这一创新不仅深化了我们对基础物理学的认知,还为机器人视觉系统及其他尖端科技领域的应用开辟了新的道路。

研究人员介绍,这款灯泡采用了与爱迪生发明的百年历史灯泡相似的技术原理。扭曲光在空间中呈现出螺旋状传播路径,这种被称为“手性”的特性,能够依据物体发射或反射的独特光扭曲来辨识物体。在先进的成像和传感技术中,扭曲光扮演着至关重要的角色,它有助于自动驾驶汽车或机器人精准区分周围物体。

传统方法产生扭曲光面临的一大挑战是亮度不足。此次,研究团队通过重新审视黑体辐射这一经典物理概念,成功解决了这一难题。他们发现,当发射器以与发射光波长相当的尺度扭曲时,黑体辐射会转变为手性辐射,从而产生扭曲光。

物理学的基本原理表明,任何高于绝对零度的物体都会释放光子。然而,有些物体会吸收与其释放数量相等的光子,这种现象被称为黑体辐射。通常,黑体辐射发出的是宽光谱光,在人眼看来呈现白色。但发射器在微观或纳米尺度上的形状变化可以改变光的偏振方向。研究人员正是利用这一原理,制造出了亮度显著提升的扭曲光。

研究人员表示,这是首次实现如此明亮的扭曲光制造。他们设想,未来机器人和自动驾驶汽车将装备基于扭曲光技术的传感器,这些传感器将具备类似螳螂虾的视觉能力,能够识别不同类型的扭曲光。例如,通过分析不同材料发出的独特光线扭曲,来识别障碍物或生物。

此外,这种扭曲光技术还具有提升其他成像技术的潜力,如提高医疗诊断和材料科学图像的精确度,并对通信系统的改进具有重要意义。

(文章来源:科技日报,内容经财经视角重新解读,以展现科技进步对经济的潜在影响)