Fizycy z Uniwersytetu w Birmingham odkryli coś naprawdę ciekawego badaniach nad emisją fotonów — cząstek światła, które odgrywają kluczową rolę w interakcji światła z materią. Nowe badania pozwoliły nie tylko lepiej poznać procesy związane z propagacją światła, ale także po raz pierwszy stworzyć wizualizację... samego fotonu.
Geometria i właściwości otoczenia fotonu mają fundamentalny wpływ na jego zachowanie. Środowisko, w którym powstaje foton, wpływa na jego kształt, barwę, a nawet na prawdopodobieństwo jego emisji. Złożoność tych interakcji od dawna stanowi wyzwanie dla fizyków kwantowych, którzy przez dziesięciolecia pracowali nad modelowaniem tak skomplikowanych procesów.
Zespół badaczy opracował nowatorski model, który grupuje nieskończone możliwości interakcji światła i materii w konkretne, obliczalne zestawy. Model ten opisuje nie tylko sposób, w jaki energia z emisji fotonu przemieszcza się przez środowisko, ale także dokładne oddziaływania między fotonem a emiterem. Dzięki tym obliczeniom naukowcy byli w stanie stworzyć wizualizację fotonu, co dotychczas pozostawało poza zasięgiem nauki. To coś zupełnie nowego w fizyce i niejako produktem ubocznym opracowanego modelu.
To natomiast otwiera drzwi do nowych zastosowań w nanofotonice, dziedzinie zajmującej się manipulowaniem światłem na poziomie nanometrowym. Precyzyjne określenie interakcji między światłem a materią może doprowadzić do opracowania niezwykle przydatnych technologii — m.in. niezawodnych czujników, wydajniejszych ogniw fotowoltaicznych czy też nowych metod przetwarzania informacji w obliczeniach kwantowych. Możliwość kontrolowania tych interakcji na poziomie molekularnym może również wesprzeć chemię, czy nawet metody diagnostyki medycznej.
Wiele informacji, które wcześniej uważano za nieistotne lub uznawano za szum w kontekście emisji fotonów, teraz okazuje się kluczowe. Teraz badacze — dzięki owemu modelowi — mogą analizować pozyskane dane i wykorzystywać je w praktyce. Procesy związane z wymianą energii między światłem a materią stanowi fundament przyszłych technologii.
Praca zespołu została opublikowana w Physical Review Letters, gdzie już zyskała niemałe zainteresowanie w środowisku naukowym. Idziemy w kierunku opracowania nowych rozwiązań nie tylko w fizyce samej w sobie, ale również w nanofotonice, które mogą usprawnić komunikację, energetykę czy diagnostykę na poziomie molekularnym.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
