光的形状:“物理学中从未见过的东西”

一种解释光与物质如何相互作用的新量子理论也首次描绘了单个光粒子(光子)的形状。了解光子与物质相互作用的这些基本方面可以为量子物理和材料科学开辟新的可能性。它可以为新的和改进的纳米光子铺平道路 […]

来源:宇宙杂志

一种解释光与物质如何相互作用的新量子理论,也首次提供了单个光粒子(光子)形状的描述。

光子
一种解释光与物质如何在量子层面相互作用的新理论,使研究人员首次能够定义单个光子的精确形状。图片来源:Benjamin Yuen 博士。
一种解释光与物质如何在量子层面相互作用的新理论,使研究人员首次能够定义单个光子的精确形状。图片来源:Benjamin Yuen 博士。

了解光子-物质相互作用的这些基本方面可以为量子物理和材料科学开辟新的可能性。它可以为新的和改进的纳米光子技术、病原体检测或受控化学反应铺平道路。

该研究发表在《物理评论快报》上。

发表 物理评论快报

“环境的几何形状决定了光子与物质的相互作用,”作者写道。

“环境的几何形状和光学特性对光子的发射方式有着深远的影响,包括决定光子的形状、颜色,甚至存在的可能性,”合著者 Angela Demetriadou 补充道。

伯明翰大学的研究人员探索了光子是如何由原子或分子发射的,以及如何受环境影响。

他们提出了一个理论模型,将光相互作用的无限可能性分为不同的集合。该模型描述了光子与其光源之间的相互作用,以及相互作用产生的能量如何传播到远处。

光子是量子力学对象——也就是说,它们既可以被描述为波,也可以被描述为粒子。这两种描述本身都不能完全捕捉光子和其他基本粒子的所有特性。

波粒二象性使得我们很难确定单个亚原子粒子的确切形状。

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