科学家提出新理论，利用光子凝聚现象将散乱的阳光转化为类似激光的有序能量，有望显著提升太阳能捕捉效率并驱动微型设备。
都柏林圣三一大学的物理学家们最近对光的行为有了新发现，这可能为解决科学界的一个老牌挑战提供新方案，即如何高效地将热量转化为有用的能量。这项研究于2026年1月9日发布，相关成果已发表在《物理评论A》期刊上。
当光子这种微小的光颗粒被困在微观光学设备中时，它们会经历一种“凝聚”过程。在这个过程中，光子不再作为独立的个体存在，而是表现出集体行为。简单来说，这种现象能将光能集中成一束颜色极纯、强度极高的光，其效果非常类似于激光的输出。
这种现象在以前的实验中虽然也出现过，但前提是输入的能量必须已经是像激光那样高度集中的形式。而现在，物理学家们通过新的理论分析发现，即使是阳光、灯光或LED灯散发出的那种杂乱、弥散的能量，也可以触发这种光子凝聚。
该研究的高级作者 Paul Eastham 解释说，他们对那些能在微小空间捕捉光的设备进行了建模。研究发现，这些设备的行为与热机的普遍属性密切相关。在物理学中，热机就是将无序的能量(热)转化为有序且有用的形式(功)的机器，正如蒸汽机的工作原理一样。
这就意味着，那些限制蒸汽机或发电厂效率的物理定律，同样决定了光子是否能够凝聚。除了科学理论上的魅力，这项工作更具有实际的应用前景。它可能会直接影响量子层面的光能导向设备，从提升太阳能电池的效率，到制造由辐射驱动的微型发动机。
研究的第一作者 Luísa Toledo Tude 补充道，这类光学设备的主要目标是产生“有用”的能量，即类似激光的光。相比于杂乱的光，这种有序的能量形式非常容易转化为其他动力。例如，如果将这种设备与现有的太阳能电池结合，就能显著增加从阳光中捕捉到的电能总量。
因为下一步是在实验室环境中测试该理论，研究团队目前表现得比较谨慎。Luísa Toledo Tude 表示，虽然现在不宜过度推测，但想到这项研究未来可能帮助人类更高效地利用光能，并为我们日常所需的数百万种设备提供动力，确实是一件令人兴奋的事情。
