近日，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、精密光谱科学与技术高等研究院倪宏程、吴健科研团队在光动量传递方面取得了突破性进展。科研团队建立了涵盖任意参与光子数的光动量传递统一理论框架，在理论与实验上同时证实：在原子光电离过程中，每多吸收一个光子，光电子平均获得两份光子动量，而原子核则获得反向反冲动量。这一发现打破了传统“单光子→单份动量”的认知，为光与物质相互作用提供了全新的统一框架，并有望推动激光冷却、光压操控等技术的革新。

    光动量的传递和分配是光与物质相互作用的核心过程之一，在激光冷却、粒子操控、量子信息处理等众多领域具有重要应用。然而，长期以来，关于光电离过程中光动量如何在光电子和剩余离子之间分配，还存在诸多未解之谜。特别是在单光子电离与多光子电离这两种极限情况下，观测到的动量分配规律存在显著差异，缺乏统一的理论解释。

    在这项最新研究中，科研团队创新性地提出了光场中的“缀势能量”概念，成功构建了一个普适的光动量传递分配模型。该模型不仅能够统一描述包括单光子与多光子电离过程在内的任意参与光子数强场电离过程，还挑战了传统多光子电离领域的共识。研究发现，在多光子电离过程中，每吸收一个光子，光电子平均获得的动量是光子动量的两倍，而离子则获得反向的动量反冲（见图）。这一发现颠覆了“每个吸收的光子仅使光电子获得一份光子动量”的传统观点。

    为了验证这一理论突破，科研团队采用了冷靶反冲离子动量谱仪和超快激光技术，对氙原子在强场电离中的动量分布进行了精确测量。实验数据与理论预测高度吻合，充分证实了新模型的可靠性。

   该成果以华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室为第一单位发表于Nature Communications 16, 5977 (2025)，第一作者为毛晓丹博士，通讯作者为吴健教授、倪宏程研究员、以及浙江大学林康研究员。

图. 光动量在电子和原子核之间的传递和分配

    论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60983-z