Исследователи из Бирмингемского университета в Великобритании смогли впервые определить форму одиночного фотона. Новая теория позволяет лучше понять взаимодействие света и материи на квантовом уровне.
Фотоны – это отдельные частицы света. Ученые проанализировали их природу с беспрецедентной детализацией. Они создали модель, описывающую взаимодействие между фотоном и его источником, а также то, как энергия от этого взаимодействия передается в отдаленное пространство. Расчеты также помогли провести визуализацию самого фотона.
«Наши расчеты позволили нам преобразовать кажущуюся неразрешимой проблему в нечто, поддающееся вычислению. И, практически как побочный продукт нашей модели, мы смогли создать изображение фотона, чего раньше не было в физике», – отметили авторы научной работы.
Ученые пояснили, что геометрия и оптические свойства окружающей среды «оказывают глубокое влияние» на фотоны, включая их форму, цвет и даже саму вероятность их существования. Взаимодействие между отдельными фотонами и веществом очень важно в квантовой механике. Оно управляет множеством различных механизмов, многие из которых лежат в основе используемых человечеством технологий.
Технологии, основанные на взаимодействии между светом и веществом, применяются во множестве сфер, от телекоммуникаций до создания медицинских устройств. Понимание их природы важно для разработки инновационных датчиков и фотоэлектрических элементов, а также квантовых вычислений, сообщает Physical Review Letters.
