科学家首次揭示单个光子的真实样子

物理学家终于揭示了光子的形状。

来源:ZME科学
新研究作者制作的光子可视化图。图片来源:Benjamin Yuen
新研究作者制作的光子可视化图。图片来源:Benjamin Yuen

当我们观察周围的世界时,我们所看到的一切都归功于光。光会反射、折射和相互作用,从而从接触到的物体中带出形状和深度。

但是光本身呢?

物理学家现在使用一种新颖的理论模型可视化了光子(光的最小单位)的形状。这些发现为光的行为方式提供了新的见解,可能为纳米光子学和量子技术的创新铺平道路。

光子是什么样子的?

光子是什么样子的?

伯明翰大学研究人员制作的可视化图不是照片;你不能简单地拍摄光子。相反,这是一个从量子计算中得出的详细模拟。“我们的计算使我们能够将一个看似无法解决的问题转化为可以计算的东西,”主要作者之一 Benjamin Yuen 博士说。“而且,几乎作为模型的副产品,我们能够生成这个光子图像,这是物理学中以前从未见过的。”

物理学家定义的光子的“形状”是一种强度分布——一张光子在特定时刻最有可能出现的位置图。更亮的区域表示光子更可能出现的区域。Yuen 博士进一步向 New Atlas 解释道:“因为它是一个量子粒子,所以你无法一次性测量它,因为测量会破坏它。但是,如果你多次重复测量,你就会看到这种分布。”

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为什么这很重要?

为什么这很重要?

正如 Yuen 所说,“很多信息以前被认为只是‘噪音’。但其中有太多信息,我们现在可以理解和利用它们。”对于像光子这样难以捉摸的粒子,这一发现无异于发人深省。

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