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带电粒子与光的相互作用发生在真实空间和时间中，但量子场论通常用动量空间描述这些现象。虽然这种方法非常适合计算发射概率和散射截面，却无法捕捉辐射形成、量子相干性和波包扩散等时空现象。随着阿秒光谱学和计量学的发展，这些效应在涉及电子、光子、原子和离子的实验中日益重要。该研究团队提出了一种通过维格纳函数在相空间描述光子发射的通用方法，预言了切伦科夫辐射在经典领域或动量空间量子理论中不存在的若干新效应：光子的有限扩散时间、闪光持续时间的量子化特征以及光子到达时间的量子偏移。研究显示，在切伦科夫角附近光子扩散时间呈现负值，闪光持续时间由电子波包尺寸决定，而时间偏移可正可负。这些效应的特征时间尺度集中在阿秒至飞秒量级，揭示了宏观现象的原子级起源。光子场的近场分布与电子波包形状相似，相当于对发射体波函数进行“快照”拍摄。该方法可轻松推广至其他辐射类型，并拓展至散射、衰变和湮灭过程，将量子光学的层析成像技术引入粒子物理领域。