科學家意外地描繪出了光子的輪廓,首次以前所未有的細節展現了光子的形狀。英國物理學家開發了一種新模型,能夠完整地以量子描述光與物質的互動過程,並保留了光子在充滿場的複雜環境中穿行所帶來的影響。
我們日常所感受到的光,例如:霓虹燈微弱的光輝或夏日陽光的照耀,其實是原子之間以電磁語言進行的能量轉換。在軌域發生躍遷時,會以特定能量單位「喊話」,這些能量單位便是光子。
光子既是無質量的粒子,以極速穿行於宇宙,也是一種波,彷彿在無形的海洋中起伏不定,這種波粒二元性挑戰了我們的想像力。它的存在本身就是一個謎,我們只能用波函數的形式來表示它,卻無法在現實世界中以特定的形狀、大小或顏色來具現化它的模樣。然而,光的一些特性可能可以轉化為我們熟悉的形式,在其波函數裡包含了規範光子如何影響周圍環境的規則。
隨著技術進步,光在物質宇宙中的傳播複雜性有了更多發現,光的傳播已不再僅僅是一條從發射點到目的地的單向路徑,其量子性質中還保留了一種「記憶」,這種記憶會沿著光子的路徑回饋,物理學家稱之為「非馬可夫動態」。為了更容易地理解光子的非馬可夫動態規則,科學家開發了一種獨特模型,描述了光子在與開放環境交互作用的過程。