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標題: 科學家首次界定單個光子的形狀 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-12-14 12:04 AM 標題: 科學家首次界定單個光子的形狀

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　　一篇引人入勝的新論文描述了單個光子的形狀﹐這是我們通常所知的電磁場中最小的能量形式﹐即單個光量子。這項研究於2024年11月14日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)期刊上﹐以鉅細靡遺的方式描述了光量子如何由原子發射並受到其環境的影響。雖然這些相互作用發生的方式有無限的可能性﹐但研究人員表示他們已經開發出一種實用的方法來預測它們。
　　「我們的演算將一個看似無法解決的問題﹐轉化為可以計算的東西。」英國伯明翰大學的物理學研究人員在一份聲明中表示。「而且﹐幾乎是作為我們模型的副產品﹐我們能夠產生這幅光子的圖像﹐這在物理學中是前所未見的。」為光子賦予特定形狀是一項艱鉅的任務﹐因為這些無質量的基本粒子表現出波粒二象性﹐這是量子領域中微觀物體的一種奇特特徵﹐受神祕的「不確定性」原理所支配。這意味著科學家認為﹐根據觀察方式的不同﹐光子可以表現出粒子特性﹐也可以表現出波的特性。此外﹐光子也被理解為一種電磁場中的激發或像是離散能量的漣漪。
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上圖展示了兩種不同光子「偽模態」的強度分佈﹕(a).模態(5,0,4)﹔(b).模態(8,0,3)在圖中﹐橫軸是半徑r(從0到1.5微米)﹐縱軸是角度

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