一張薄得幾乎透明的芯片，用普通光看是空的，換一種“扭曲光”一照，竟能同時(shí)“變”出兩張完全不同的照片？

最近科學(xué)家用“光的手性”玩了個(gè)大魔術(shù)——這項(xiàng)技術(shù)不僅能藏圖，還可能讓未來的加密、藥物檢測(cè)甚至量子計(jì)算都“改頭換面”。今天我們就來揭秘這藏在光里的“超能力”。

光的“手性”：像左右手套的秘密

你戴過左手手套嗎？明明形狀相似，右手卻怎么也塞不進(jìn)去——這種“鏡像不重合”的特性，科學(xué)上叫手性（Chirality）。自然界里，DNA、糖分子大多是“右撇子”，氨基酸卻偏愛“左撇子”，一旦手性搞反，營養(yǎng)可能失效，藥物甚至?xí)兌舅帯?/p>

光也有“手性”！當(dāng)光以圓偏振（CircularPolarization）形式傳播時(shí)，電場(chǎng)會(huì)像螺旋一樣旋轉(zhuǎn)，形成“左旋”或“右旋”的光。手性材料對(duì)這兩種光的反應(yīng)截然不同——就像左手套只認(rèn)左手，右旋材料可能更“偏愛”右旋光。但光和材料的手性互動(dòng)特別微弱，怎么精準(zhǔn)控制它們一直是個(gè)難題。

超表面：人造的“手性工程師”

最近，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的團(tuán)隊(duì)聯(lián)合澳大利亞科學(xué)家，用超表面（Metasurface）破解了這個(gè)難題。超表面是一層由納米級(jí)“元原子”排列成的2D網(wǎng)格，每個(gè)元原子的形狀、方向都能“定制”，就像給光造了個(gè)“游樂場(chǎng)”，專門調(diào)控它的手性反應(yīng)。

“以前的方法總想著用復(fù)雜的元原子形狀‘硬剛’，我們換了個(gè)思路——讓元原子的形狀和整個(gè)網(wǎng)格的對(duì)稱性‘打配合’?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人HaticeAltug說。這種“手性設(shè)計(jì)工具箱”簡(jiǎn)單卻強(qiáng)大，就像用積木搭城堡，調(diào)整每塊積木的角度，就能讓整個(gè)城堡對(duì)光的“脾氣”大變。

雙圖層水?。翰卦诠饫锏摹凹用苄g(shù)”

為了驗(yàn)證效果，科學(xué)家用鍺和二氟化鈣造了塊超表面芯片，并在中紅外波段（人眼看不見的光）里“藏”了兩張圖：一張是澳大利亞鳳頭鸚鵡，用元原子的大小編碼，普通光一照就能“讀”出來；另一張是瑞士馬特洪峰，靠元原子的方向編碼，只有用圓偏振光才能“解鎖”。

“這相當(dāng)于給芯片加了層‘隱形雙水印’，肉眼根本看不見，但用不同光一照，兩張圖就會(huì)‘跳’出來?！眻F(tuán)隊(duì)成員IvanSinev說。未來，這種技術(shù)可能讓鈔票、藥品包裝的防偽更難破解——畢竟連光的“手性”都能當(dāng)鑰匙，造假者想仿造可沒那么容易。

除了加密，它還能“跨界”：量子計(jì)算依賴偏振光傳遞信息，超表面能精準(zhǔn)調(diào)控光的手性，可能讓量子芯片更高效；生物檢測(cè)中，它能快速區(qū)分藥物里“左撇子”和“右撇子”分子，避免“良藥變毒藥”的悲劇。

從藏圖到加密，從檢測(cè)藥物到量子計(jì)算，這張“光的手性”大網(wǎng)正越鋪越廣。下次看到紙幣上的防偽線，或許可以想想——未來的“隱形密碼”可能就藏在一束“扭曲光”里！

你覺得這種技術(shù)還能應(yīng)用在哪些地方？

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