英国科学家提出新理论，首次精确定义单光子形状

IT之家 11 月 23 日报道，光子（photon）作为传递电磁相互作用的基本粒子，是光的单个粒子，是一种规范玻色子。最初由爱因斯坦于1905~1917年提出（光量子），并在1926年由美国物理化学家吉尔伯特・路易斯正式命名为光子。这一重要发现也使得爱因斯坦于1921年获得诺贝尔物理学奖。

英国伯明翰大学科学家最近提出了一项新理论，对光子的本质进行了前所未有的详细探讨。相关研究成果于11月14日刊登在《物理评论快报》上（IT之家附 DOI：10.1103/PhysRevLett.133.203604）。

这一理论首次准确定义了单个光子的形状，彻底改变了人们对光与物质在量子层面相互作用的认识。这标志着光的理解迈出了重要一步，未来将为光-物质相互作用工程的应用奠定基础。

该研究的第一作者、伯明翰大学物理与天文学院的Benjamin Yuen博士表示：“我们的计算使我们得以将看似无解的问题转化为可计算的问题。同时，通过这一模型，我们能够绘制出光子的图像，这在物理学领域尚属首次。”

Yuen博士还提到：“该研究有助于进一步了解光和物质之间的能量交换过程，以及光如何辐射到附近和远处的环境中。我们以往将这些信息视作‘噪音’，但如今我们能够理解并利用其中的大量信息。通过对这一点的理解，我们为未来应用如制造更好的传感器、改进的光伏能源电池或量子计算等领域奠定了基础。”

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