德科学家研制自旋激光系统 提升数据传输速度降低能耗

　　近日，德国波鸿大学等科研机构的工程师开发出自旋激光器新系统。提升了数据传输速度，降低了耗能。

　　传统电子器件，因为电荷特性，越来越逼近物理极限，而且无法避免发热和能耗的问题。而电子的另一个特性：自旋，引起了科学家的注意。电子自旋的优势在于不易发热，大大降低了能耗。

　　激光器生成振荡方向以一种特殊方式周期性改变的光波。当两个线性垂直偏振的光波交叠时，结果就形成了圆偏振光。激光在半导体晶体中产生，半导体晶体注入了电子和空穴。当它们相遇时，会释放出光子。当电子自旋以一种特定方式对齐时，激发出的光线才会达到期望的偏振。

　　折射率之间的差异以及频率差异。这个差异决定了振荡的速度，它将变成提高数据传输速度的基础。

　　什么是电子自旋

　　电子的基本性质之一。电子内禀运动或电子内禀运动量子数的简称。1925年G.E.乌伦贝克和S.A.古兹密特受到泡利不相容原理的启发，分析原子光谱的一些实验结果，提出电子具有内禀运动——自旋，并且有与电子自旋相联系的自旋磁矩。由此可以解释原子光谱的精细结构及反常塞曼效应 。电子的自旋角动量如图，式中电子自旋S= 1/2。1928年P.A.M.狄拉克提出电子的相对论波动方程，方程中自然地包括了电子自旋和自旋磁矩。电子自旋是量子效应，不能作经典的理解，如果把电子自旋看成绕轴的旋转，则得出与相对论矛盾的结果。

　　进一步研究表明，不但电子存在自旋，中子、质子、光子等所有微观粒子都存在自旋，只不过取值范围不同。自旋和静质量、电荷等物理量一样，也是描述微观粒子固有属性的物理量。在电子自旋的学习中，首先要了解电子自旋的实验依据及自旋假设，重点掌握电子自旋的描述，同时能应用电子自旋的理论解释原子光谱现象。