你的光，就是钥匙！科学家用“旋转”光解锁芯片里的双重宇宙

抖音快讯 2025年07月20日 09:15 1 admin

一张薄得几乎透明的芯片，用普通光看是空的，换一种“扭曲光”一照，竟能同时“变”出两张完全不同的照片？

最近科学家用“光的手性”玩了个大魔术——这项技术不仅能藏图，还可能让未来的加密、药物检测甚至量子计算都“改头换面”。今天我们就来揭秘这藏在光里的“超能力”。

光的“手性”：像左右手套的秘密

你戴过左手手套吗？明明形状相似，右手却怎么也塞不进去——这种“镜像不重合”的特性，科学上叫手性（Chirality）。自然界里，DNA、糖分子大多是“右撇子”，氨基酸却偏爱“左撇子”，一旦手性搞反，营养可能失效，药物甚至会变毒药。

光也有“手性”！当光以圆偏振（CircularPolarization）形式传播时，电场会像螺旋一样旋转，形成“左旋”或“右旋”的光。手性材料对这两种光的反应截然不同——就像左手套只认左手，右旋材料可能更“偏爱”右旋光。但光和材料的手性互动特别微弱，怎么精准控制它们一直是个难题。

超表面：人造的“手性工程师”

最近，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的团队联合澳大利亚科学家，用超表面（Metasurface）破解了这个难题。超表面是一层由纳米级“元原子”排列成的2D网格，每个元原子的形状、方向都能“定制”，就像给光造了个“游乐场”，专门调控它的手性反应。

“以前的方法总想着用复杂的元原子形状‘硬刚’，我们换了个思路——让元原子的形状和整个网格的对称性‘打配合’。”团队负责人HaticeAltug说。这种“手性设计工具箱”简单却强大，就像用积木搭城堡，调整每块积木的角度，就能让整个城堡对光的“脾气”大变。

双图层水印：藏在光里的“加密术”

为了验证效果，科学家用锗和二氟化钙造了块超表面芯片，并在中红外波段（人眼看不见的光）里“藏”了两张图：一张是澳大利亚凤头鹦鹉，用元原子的大小编码，普通光一照就能“读”出来；另一张是瑞士马特洪峰，靠元原子的方向编码，只有用圆偏振光才能“解锁”。

“这相当于给芯片加了层‘隐形双水印’，肉眼根本看不见，但用不同光一照，两张图就会‘跳’出来。”团队成员IvanSinev说。未来，这种技术可能让钞票、药品包装的防伪更难破解——毕竟连光的“手性”都能当钥匙，造假者想仿造可没那么容易。

除了加密，它还能“跨界”：量子计算依赖偏振光传递信息，超表面能精准调控光的手性，可能让量子芯片更高效；生物检测中，它能快速区分药物里“左撇子”和“右撇子”分子，避免“良药变毒药”的悲剧。

从藏图到加密，从检测药物到量子计算，这张“光的手性”大网正越铺越广。下次看到纸币上的防伪线，或许可以想想——未来的“隐形密码”可能就藏在一束“扭曲光”里！

你觉得这种技术还能应用在哪些地方？

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