Powstała teoria opisująca kształt fotonu

Fotony, czyli pojedyncze cząstki światła, od dawna fascynują fizyków. Są one fundamentem teorii kwantowej i kluczem do zrozumienia, jak światło oddziałuje z materią. Jednak ich niezwykłe właściwości sprawiają, że są niezwykle trudne do opisania. Foton nie tylko przemieszcza się przez swoje środowisko w sposób niemal nieograniczony, ale także jest kształtowany przez to, co go otacza.

Profesor Angela Demetriadou, współautorka badań, podkreśla - "Geometria i właściwości optyczne środowiska mają ogromny wpływ na to, jak fotony są emitowane - od ich kształtu i koloru, po prawdopodobieństwo ich istnienia".

Naukowcy od dekad próbowali znaleźć sposób na stworzenie modelu opisującego te złożone interakcje. Teraz, dzięki nowej teorii, możliwe stało się opisanie tych relacji i zdefiniowanie dokładnego kształtu pojedynczego fotonu.

Badacze z Uniwersytetu Birmingham podzielili nieskończone możliwości oddziaływania światła na zestawy, które można było precyzyjnie modelować. Dzięki temu byli w stanie opisać, jak foton oddziałuje z emitującym go atomem lub cząsteczką oraz jak energia z tego procesu rozchodzi się w przestrzeni.

Dr Benjamin Yuen, współautor badań, wyjaśnia - "Nasze obliczenia pozwoliły przekształcić pozornie nierozwiązywalny problem w coś, co dało się obliczyć. W efekcie mogliśmy także zobrazować foton - coś, co wcześniej nie było możliwe w fizyce".

To nie tylko przełom teoretyczny. Dokładne zrozumienie, jak foton oddziałuje z otoczeniem, pozwala nam na tworzenie licznych zaawansowanych technologii. Przykłady? Bezpieczniejsze metody komunikacji, czujniki wykrywające patogeny, czy precyzyjna kontrola reakcji chemicznych na poziomie molekularnym. Jak dodaje dr Yuen -  "Możemy również wykorzystać te dane do projektowania lepszych ogniw fotowoltaicznych, bardziej wydajnych czujników, a nawet do rozwoju komputerów kwantowych. Zrozumienie tych procesów to podstawa w inżynierii interakcji między światłem a materią".

Odkrycie pozwala także zrozumieć, jak energia wymieniana między światłem a materią wpływa na otoczenie. To, co kiedyś uważano za "szum" w pomiarach, teraz okazuje się jednak być źródłem cennych informacji.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!