光粒子展现出独特的集体主义倾向，当面临两种状态选择时，它们倾向于选择多数同伴粒子已采取的状态。不过，这种集体行为仅在大量光子聚集于同一位置时才会显现。该发现由波恩大学应用物理研究所马丁·魏茨教授领导的工作组研究得出，并已发表在《物理评论快报》上，对超强激光源等设备的开发具有重要意义。

在物理学中，粒子被分为费米子和玻色子两大类。费米子如原子核周围的电子，具有强烈的个体性，无法在狭小空间中呈现相同状态。而玻色子，如光子，则倾向于集体行动，共享相同状态。当足够多的光子被冷却并封闭在狭小空间中时，它们会合并成一种巨大的“超光子”。魏茨教授的研究团队通过实验发现，当光子数量较少时，它们在两种略有不同的能量级(或颜色)之间的选择相当随机。然而，随着光子数量的增加，新加入的光子开始倾向于选择已有较多光子的能量级，这种趋势在光子数量达到几十个时尤为明显。当某一能量级积累了几百个光子后，另一个能量级几乎不再被选中。

这一发现不仅揭示了光子的集体行为特性，还为设计更强大的激光器提供了新思路。理论上，通过组合多个辐射源并利用光子的集体倾向，可以增加激光的能量。魏茨教授指出，这要求所有辐射源“同相”，即它们的波必须始终完全同步。尽管精确对准多束激光器发出的光波具有挑战性，但研究结果表明，利用光子的集体行为实现这一目标具有可行性。

更多信息： Christian Kurtscheid 等，《光的双态系统中的热力学和状态制备》，《物理评论快报》(2025)。期刊信息： 物理评论快报 、 arXiv