想请教一下各位，光是可以通过一种容器直接储存吗？我好像发现了什么光线照射一个容器，容器吸收光？第1页

phosphates-30 网友的相关建议:

类似的问题我之前回答过。水能由无色无味无法感受的水蒸气变成固体的冰，为什么光不能固态化？

光子这玩意儿，在统计力学中有个与其他物质非常不同的性质——光子数不守恒！

对于粒子数守恒并且存在粒子间作用力的物质，你总能通过各种方式试图获得凝聚态。你就通过加压以减小粒子间距离，并且降温以降低离子的热运动使得吸引力呈主导，最终你能获得凝聚态。

但是光子则不同。容器壁其实在实时吸收和放出光子——光子的化学势为0。

比如维基百科中对于光子气体的介绍中写道：“但对于黑体来说，能量分布由光子与物质（通常为腔壁）的作用所决定。在相互作用过程中光子数并不守恒，因而黑体光子气体的化学势为零。”^[1]

那么当你用光照射一个容器时，哪怕你输入再多的光子，最终也会被容器壁所吸收。

那么为什么会被容器壁所吸收呢？这是因为光子会和容器壁发生相互作用，下面举一个例子。比如容器壁中肯定会有电子，光子可以激发电子到一个更高的能级从而被吸收；出于高能级的电子也可以跃迁回来从而释放出光子。另外，一个较高能量的光子可以激发电子从基态0到激发态3，但是从激发态3跃迁回来时，可能释放1个光子（直接3->0），也可能释放2个光子（3->2->0），也可能是3个或者4个。所以显然光子数是不会守恒的。

实际上，正是因为光子与物质不断发生相互作用，才能导致黑体辐射达到平衡态！比如用麦克斯韦－玻尔兹曼分布来分析气体时，为什么它们会达到热平衡？这是因为气体分子间不断发生热碰撞交换能量，从而最终实现了平衡态。而光子－光子之间的相互作用力极弱，在正常情况下可以认为没有相互作用——这估计也是光子无法实现凝聚态的一个原因；所以，正是因为光子可以与物质发生相互作用，才能使得黑体辐射达到平衡态的。

可是我就是想用容器储存光，那我该怎么办呢？虽然容器无法储存光子，但是可以储存一些包含有光的凝聚态——

一些玻色-爱因斯坦凝聚的原子可以使得特定的波长的光速骤降，从而“冻结”光，看起来好像暂时储存了光一样；[2]
在cavity中，光子与cavity形成的polariton，可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。比如用一对平行的高反射率（比如98%以上）镜子，让光被trap在其中，并且在其中加入一些分子。这时光在cavity中会形成驻波，而驻波可以与分子hybrid（类似H原子和F原子形成分子轨道一样），从而形成polariton mode——在一定的条件下可能会实现玻色－爱因斯坦凝聚，这样你就储存了polariton了！不过polariton严格上来说不是光子，只是光子和分子的杂化态，所以可以认为有一半光子的成分（具体比例要通过计算获得）。^[3]所以这样是用容器储存了“半光”。