Впервые определена форма отдельного фотона

Ученые из Университета Бирмингема представили новую теорию, которая объясняет взаимодействие света и материи на квантовом уровне.

В рамках исследования была определена точная форма отдельного фотона, что впервые удалось ученым. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Основное внимание ученых было сосредоточено на изучении природы фотонов как частиц света. Они исследовали процесс испускания фотонов атомами или молекулами и их формирование под воздействием окружающей среды. Это позволило более детально изучить механизм взаимодействия фотонов с материей и описать распространение энергии в окружающем пространстве.

Для исследования была разработана модель, объединяющая взаимодействие фотона и излучателя, а также описывающая распространение энергии в отдаленную область пространства, известную как "дальнее поле". Ученым удалось преобразовать сложную задачу моделирования в вычислимую форму, что позволило создать визуализацию фотона и устранить неопределенности, ранее рассматриваемые как шум.

Модель также позволила изучить влияние геометрии и оптических свойств окружающей среды на характеристики фотонов. Ученые выявили, что эти свойства определяют форму, цвет и вероятность существования фотона, что значительно расширяет наше понимание обмена энергией между светом и материей.

Эти результаты открывают новые перспективы для развития нанофотоники. Возможность описания взаимодействия фотонов с окружающей средой может быть использована для создания новых сенсоров, улучшения фотоэлектрических элементов, управления химическими реакциями на молекулярном уровне, а также для безопасной связи и развития квантовых вычислительных технологий.

Источник и фото - lenta.ru