Trong
vật lý,
photon (tiếng Việt đọc là phô tông hay phô tôn) là một
hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của
trường điện từ và
ánh sáng cũng như mọi dạng
bức xạ điện từ khác. Nó cũng là
hạt tải lực của
lực điện từ. Các hiệu ứng của lực điện từ có thể dễ dàng quan sát ở cả thang vi mô và vĩ mô do photon không có
khối lượng nghỉ; và điều này cũng cho phép các
tương tác cơ bản xảy ra được ở những khoảng cách rất lớn. Cũng giống như mọi hạt cơ bản khác, photon được miêu tả bởi
cơ học lượng tử và biểu hiện
lưỡng tính sóng hạt — chúng thể hiện các tính chất giống như của cả
sóng và
hạt. Ví dụ, một hạt photon có thể bị
khúc xạ bởi một
thấu kính hoặc thể hiện sự
giao thoa giữa các sóng, nhưng nó cũng biểu hiện như một hạt khi chúng ta thực hiện phép đo định lượng về động lượng của nó.Khái niệm hiện đại về photon đã được phát triển dần dần bởi
Albert Einstein để giải thích các quan sát thực nghiệm mà không thể được giải thích thỏa đáng bởi
mô hình sóng cổ điển của ánh sáng. Đặc biệt, mô hình photon đưa ra sự phụ thuộc của năng lượng ánh sáng vào tần số, và giải thích khả năng của
vật chất và
bức xạ đạt đến trạng thái
cân bằng nhiệt động. Mô hình cũng đưa ra sự giải thích cho một số quan sát khác thường, bao gồm tính chất của
bức xạ vật đen, mà một số nhà vật lý, điển hình nhất là
Max Planck, đã từng giải thích bằng cách sử dụng các mô hình bán cổ điển, theo đó ánh sáng vẫn được miêu tả bằng các
phương trình Maxwell, nhưng ánh sáng phát ra hoặc hấp thụ từ vật thể bị lượng tử hóa. Mặc dù những mô hình bán cổ điển này đóng góp vào sự phát triển của
cơ học lượng tử, những thí nghiệm sau này
[4][5] đã công nhận giả thiết của Einstein rằng chính ánh sáng bị
lượng tử hóa; và
lượng tử của ánh sáng là các hạt photon.Trong
Mô hình chuẩn hiện đại của
vật lý hạt, photon được miêu tả như là một hệ quả cần thiết của các định luật vật lý với
tính đối xứng tại mỗi điểm trong
không thời gian. Các tính chất nội tại của photon như
điện tích,
khối lượng và
spin được xác định bởi tính chất của
đối xứng gauge. Lý thuyết neutrino về ánh sáng với cố gắng miêu tả photon có cấu trúc thành phần, vẫn chưa có được một thành công nào đáng kể.Khái niệm photon đã dẫn đến những phát triển vượt bậc trong vật lý lý thuyết cũng như thực nghiệm, như
laser,
ngưng tụ Bose–Einstein,
lý thuyết trường lượng tử, và
cách giải thích theo xác suất của cơ học lượng tử. Nó đã được áp dụng cho các lĩnh vực như
quang hóa học (photochemistry), kính hiển vi có độ phân giải cao và các phép đo khoảng cách giữa các phân tử. Hiện nay, photon được nghiên cứu như một trong những phần tử của các
máy tính lượng tử và cho những ứng dụng phức tạp trong
thông tin quang như
mật mã lượng tử (quantum cryptograpy).