每天都能看到，却仍没完全琢磨明白——“平凡”的光子(3)

▲ 图源：芝加哥沙盒工作室插图
·光子的工具性
无线电波、微波、红外线、紫外光，X射线和伽马射线，它们都是光，都是由光子组成的。

▲ 电磁光谱 | 图源：网络
光子无处不在。它们在互联网和手机信号中传播；它们分解旧物体，使之变为可以用于制造新物质的原材料，用于塑料制品的再回收；医院中以光束瞄准并摧毁癌变组织。
它们是各种科学研究的关键。光子在宇宙学中是必不可少的：研究宇宙的过去、现在和未来。科学家们研究恒星发出的电磁辐射，比如无线电波和可见光。天文学家通过微波天空成像来绘制我们的星系及其邻近星系的星系图。他们利用红外光来探测阻挡视线的太空尘埃。科学家收集紫外线、X射线和伽马射线的信号，来研究我们的银河系或更远的地方的高能星系。或探测到微弱的信号，比如被称为宇宙微波背景，这或许是大爆炸后几秒钟的宇宙状态。
光子在物理学中也很重要。2012年，大型强子对撞机(LargeHadron Collider)的科学家通过研究希格斯玻色子衰变的光子对，发现了它。物理学家DonnaStrickland开发了一种产生高强度、超短光脉冲的方法，在2018年获得了诺贝尔物理学奖。产生强X射线、紫外光和红外光的机器，可帮助科学家从分子的细节上检查材料。斯坦福大学材料科学与工程副教授Jennifer Dionne说：“通过电磁光谱，光子可以为我们提供如此多的关于世界的信息。”
Dionne研究领域是纳米光子学，这是物理学的一个分支领域。科学家研究光与分子和纳米结构的相互作用，还利用光子来提高催化剂的效率；Dionne 说：“人们通常不会想到光子来为化学所用，通常是添加新的化学物质来实现某种反应或控制溶液的温度或pH值。但是光带来全新的实验维度和全新的工具。”