2018年，诺贝尔物理学奖授予了光镊和啁啾脉冲放大的发明；2017年，诺贝尔物理学奖授予了引力波的直接探测；2014年，诺贝尔化学奖授予了超分辨率荧光显微镜的研制；……在1958-2018年间，有十几项诺贝尔奖的背后，都离不开一个关键词：激光。1960年5月16日，西奥多·梅曼在实验室中首次展示了红宝石激光器，创造出了第一个人造相干光源。同年8月，他将成果发表在《自然》杂志上。
今天，激光的应用已经几乎融入在了我们生活中的方方面面：它可以矫正人类的视力、读取货品上的条形码、蚀刻电脑芯片、传输来自月球的视频文件、帮助驾驶自动驾驶汽车……然而，即便已经过去60年，这种光源仍在为科学提供的想象空间。
相干性，是激光的一个重要性质。相干性也可理解为光子的“同步性”，这种同步性持续的时间越长，光的单色性就越强。
而光的颜色与光子的波长相对应，例如，绿光的波长大约在500~550纳米之间。若要让多个光子长时间维持同步，它们的波长必须非常精确地排列。激光束中所含有的大量以相同相位运动的光子的波长，决定了激光的颜色。激光的相干性，决定了激光束在执行各种精密任务时的能力。例如世界上最精确的计时设备光学晶格钟，就是依赖了激光的这一特性才得以存在。
1958年，肖洛和汤斯提出了激光理论，对一个理想激光器的相干时间进行了预计。他们计算了激光相干性的上限，认为光子的激光相干性受限于盒子内的光子数量的平方。这个极限被物理学家称为肖洛-汤斯极限。一直以来，物理学家都将这个极限视为激光物理学中的一条“金科玉律”，直到两项新研究的出现。在这两项研究中，其中一篇是由澳大利亚格里菲斯大学的物理学家Howard Wiseman所领导的团队所完成的。
另一篇论文是由匹兹堡大学的物理学家David Pekker所领导的团队发表的。他们分别用不同的方法表明，肖洛-汤斯极限并非终极极限，激光的相干性可能比肖洛和汤斯所认为的要高得多。
这两个团队都意识到，肖洛-汤斯极限是建立在一些关于激光的假设之上，而这些假设已经不再正确。在肖洛和汤斯的认知里，从激光中流出的光子，就像从水桶上的洞中流出的水流一样，桶越满，水流得越快，反之亦然。
但是Wiseman和Pekker都发现，如果在激光器上放置一个“阀门”来控制光子流动的速率，实际上是可以使激光器的相干时间比肖洛-汤斯极限长得多。Wiseman和他的同事将论文发表在了《自然-物理》杂志上。
在他们的研究中，他们将这些能控制光子的“阀门”纳入考量，然后重新估算了理想激光器的相干时间极限，推导出相干性的上限正比于激光中光子数量的四次方，并最终证明了他们所得的极限是终极量子极限，或者说是海森堡极限，是量子力学所能允许的最好结果。
Pekker的论文目前仍在评审中。他与同事采用了一个略微不同的方法来研究这一极限。经过计算，他们得出相干性的上限正比于激光中的光子数量的三次方。
现在，他们正在计划利用超导装置来建造这样一种微波激光。不过，建造这样的激光器在目前来说显然是一项非常困难的任务。有物理学家指出，Wiseman和Pekker的突破更多的是一种理论上的进步，而非实际工程上的。但Pekker认为，在实际操作中，建造“海森堡极限”激光器绝非是一个遥不可及的梦想，他们已经拥有了建造这样一个设备所需的工具和知识。或许经过数年的努力，激光领域就会出现新的惊喜。