Физики определили форму отдельного фотона

Теория моделирует взаимодействие частиц света и материи на квантовом уровне.

Физики из Университета Бирмингема впервые определили и визуализировали точную форму отдельного фотона. Это достижение стало возможным благодаря созданию компьютерной модели, которая позволяет изучать взаимодействие света с материей на квантовом уровне.

Ученые изучили природу фотонов с беспрецедентной степенью детализации, чтобы показать, как они испускаются атомами или молекулами и как их характеристики изменяются под воздействием окружающей среды. Эти взаимодействия создают практически бесконечные возможности для существования и распространения света, а также для его перемещения через различные среды.

Исследователи преобразовали бесконечное множество возможных состояний фотона в конечный набор вариантов, что позволило провести точные расчеты. В результате была не только смоделирована динамика взаимодействия фотона с излучателем и его распространение в дальнем поле, но и получено первое в истории изображение формы одиночного фотона.

Форма одиночного фотона. Изображение: Benjamin Yuen, University of Birmingham

Ученые разработали математический подход, который позволил упростить чрезвычайно сложную задачу моделирования квантовых взаимодействий до вычислимого уровня. Как отмечает соавтор исследования Бенджамин Юэн, визуализация формы фотона стала неожиданным «побочным продуктом» этой работы.

Исследователи считают, что понимание точной геометрии фотонов и их взаимодействия с окружающей средой может привести к прорывам в различных технологических областях: от квантовых вычислений и безопасных коммуникаций до разработки более эффективных солнечных элементов и высокоточных датчиков.

Эта работа помогает нам расширить наше понимание обмена энергией между светом и материей, а во-вторых, лучше понять, как свет излучается в свое близкое и отдаленное окружение. Раньше большая часть этой информации считалась просто «шумом», но теперь в ней так много информации, которую мы можем осмыслить и использовать.

Бенджамин Юэн, соавтор исследования из Школы физики и астрономии Университета Бирмингема

Читать далее:

Археологи-любители из Польши нашли военный клад, спрятанный в XVII веке

Раскрыта тайна стремительного превращения Средиземного моря в соленый «бассейн»

Ученые раскрыли тайну гигантских черных дыр ранней Вселенной

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Темные фабрики: будущее промышленности без человека
Мнения
Астрономы открыли рекордно далекую от звезды суперземлю
Космос
Датские ученые омолодили стволовые клетки, изменив их «диету»
Наука
Биологи описали стратегии любви у мышей: защищаться или «странствовать»
Наука
Якутские инженеры создали боевого «Скорпиона» для битвы роботов
Новости
Количество DDoS-атак удвоилось в первом квартале 2025 года
Новости
Сдвиг поверхности земли при землетрясении зафиксировали из космоса
Космос
Не так уж жарко: выяснилось, какая погода была на Марсе в прошлом
Космос
Целый океан исчез на Земле: как это изменило историю нашей планеты
Наука
Минцифры запускает эксперимент с ИИ на «Госуслугах»: что он будет делать
Новости
Сжигать жир можно с помощью мыслей: как это работает
Наука
Маркетплейсы превратили шопинг в зависимость: как не потратить свои деньги
Наука
ChatGPT научили материться, как сантехника Валеру из Омска
Новости
Написать научный труд в эпоху нейросетей: как сделать ИИ помощником?
Мнения
Следы «долгожданной» черной дыры нашли в соседней галактике
Космос
В Анапе испытали устройство для сбора мазута со дна моря
Наука
Филиппинские физики создали дешевые жидкие линзы из обычной воды
Наука
Perplexity вслед за OpenAI заявила в суде о желании приобрести Chrome
Новости
В МГУ разработали математическую модель для предотвращения давки
Наука
Посмотрите на самое подробное изображение Солнца, сделанное зондом Solar Orbiter
Космос