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研究人员以新的计算机模型模拟光粒子性质以及它们如何与物质相互作用，首次揭示单一光子的精确形状，为量子物理与材料科学领域开辟新的研究途径。

光既以粒子的形式存在，也以波的形式存在，从实验可以明显看出，光在双缝实验展示出波动性（光波），也能在光电效应实验里展示出粒子性（光子），而在量子力学领域，理解单一光子与物质之间相互作用非常重要。

英国伯明罕大学团队设计了一个新模型，不仅描述光子与发射源的相互作用，还能描述这种相互作用产生的能量如何传播，同时可顺便产生单一光子的形象。

由于环境的几何形状、光学特性对光子发射方式影响深远，比如定义光子形状、颜色，因此通过精确定义光子如何与物质及环境其他元素相互作用，科学家可以设计新的纳米光子技术、改进安全通信、检测病原体、分子层面控制化学反应的方式。

新论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

（首图来源：伯明罕大学）