|
Новая теория раскрывает форму одиночного фотона
|
|
|
|
Новая теория, объясняющая, как свет и материя взаимодействуют на квантовом уровне, позволила исследователям впервые определить точную форму одиночного фотона. Исследование Бирмингемского университета, опубликованное в журнале Physical Review Letters, исследует природу фотонов (отдельных частиц света) с беспрецедентной детализацией, чтобы показать, как они испускаются атомами или молекулами и формируются под влиянием окружающей среды.
|
|
|
|
Природа этого взаимодействия приводит к бесконечным возможностям существования и распространения света в окружающей его среде. Однако эта безграничная возможность делает взаимодействия исключительно сложными для моделирования и является проблемой, над решением которой квантовые физики работают уже несколько десятилетий.
|
|
|
|
Объединив эти возможности в отдельные группы, команда из Бирмингема смогла создать модель, которая описывает не только взаимодействия между фотоном и излучателем, но и то, как энергия от этого взаимодействия передается в отдаленное "дальнее поле".
|
|
|
|
Присоединяйтесь к нашему новому каналу в WhatsApp! Будьте в курсе последних научных новостей от Science X.
|
|
|
|
|
|
|
В то же время они смогли использовать свои расчеты для визуализации самого фотона.
|
|
|
|
Первый автор доктор Бенджамин Юэн из университетской школы физики объяснил: "Наши расчеты позволили нам преобразовать кажущуюся неразрешимой проблему в нечто поддающееся вычислению. И, почти как побочный продукт этой модели, мы смогли создать изображение фотона, чего раньше не было замечено физиками".
|
|
|
|
Эта работа важна, поскольку она открывает новые направления исследований для квантовой физики и материаловедения. Имея возможность точно определить, как фотон взаимодействует с веществом и другими элементами окружающей его среды, ученые могут разрабатывать новые нанофотонные технологии, которые могут изменить способ безопасного общения, обнаружения патогенов или контроля химических реакций, например, на молекулярном уровне.
|
|
|
|
Соавтор исследования, профессор Анджела Деметриаду, также из Бирмингемского университета, сказала: "Геометрия и оптические свойства окружающей среды оказывают глубокое влияние на то, как испускаются фотоны, включая определение формы фотонов, их цвета и даже вероятности их существования".
|
|
|
|
Доктор Бенджамин Юэн добавил: "Эта работа помогает нам лучше понять энергетический обмен между светом и материей, а также, во-вторых, лучше понять, как свет излучается в близлежащее и удаленное окружение. Большая часть этой информации ранее считалась просто "шумом", но в ней содержится так много информации, что теперь мы можем ее осмыслить и использовать.
|
|
|
|
"Понимая это, мы закладываем основы для разработки взаимодействия света и материи для будущих применений, таких как усовершенствованные датчики, фотоэлектрические элементы питания или квантовые вычисления".
|
|
|
|
Источник
|
