武汉科技馆光展厅（横波）

波是某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动。波动是物质运动的重要形式，广泛存在于自然界中。

横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。横波的传播，在外表上形成一种“波浪起伏”的状态，突起的部分称为波峰，凹下部分叫做波谷。以光为例，它是由电场和磁场分别与传播方向垂直振动形成的一种横波。

纵波是质点的振动方向与传播方向平行的波。例如在敲锣时，锣的振动方向与波的传播方向就是一致的，声波就是一种典型的纵波。在纵波中，质点分布比较密的部分叫密部，质点分布比较疏的部分叫疏部。

波长、波速、频率是波的几个重要参数。在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。在纵波中波长是指相邻两个密部或疏部之间的距离。波速是指单位时间内波传播的距离。频率，是单位时间内完成振动的次数。这三者之间的关系是波速=波长×频率。

《新科学家》杂志网站曾报道，奥地利维也纳大学科学家在加纳利群岛进行的实验中，成功让弯曲激光束携带信息行进了143公里，创造了新的世界纪录，几乎比之前纪录提高了50倍。这一新突破或能给卫星通讯方式带来革命性变化。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。

光是拥有波峰和波谷的电磁波，组成一束普通激光的所有光波具有同样的相位，因此能同步到达波峰或波谷。而弯曲光束不同，其内不同光波具有不同的相位，使它在行进中呈现出螺旋形状，这种螺旋状弯曲激光束加密和传递信息几乎没有容量限制，成为通讯特别是卫星通讯领域的理想选择。

但风云变幻的大气会对信息传递造成干扰，导致传输距离无法满足实际应用要求。2014年，维也纳大学的安东·泽林格曾在维也纳上空进行了弯曲光传递信息实验，结果成功将莫扎特和玻尔兹曼的照片加密并传送了3公里。但要想达到实用，弯曲光必须在不受干扰的自由空间传递信息至少几十公里才行。

此次，泽林格率领他的团队来到加那利群岛，选择了相距143公里的两个天文台进行实验。他们还通过让不同弯曲度的光波重叠以加密传递更多信息。结果，这次弯曲激光成功将“HELLO WORLD！（你好世界！）”信息加密，并携带其在两个天文台间传递，当到达终点破译后发现，除了最后的感叹号出错，变成字母“P”，其他信息完好无损。

新研究创造了弯曲激光传输信息最远距离纪录，只是目前编码和破译信息的速度还不及发送电报所用的摩斯密码。泽林格团队接下来会利用已有的自适应光学等技术，提高弯曲光系统的信息传输和编译速度。长期致力于弯曲光通讯研究的南加州大学科学家阿兰·维尔纳说：“弯曲光传输信息的距离确实是一大挑战，但最新研究证明，我们完全能够做到。未来它还会带给我们更多惊喜。”

【编辑：金鑫】