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
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука
Создание изображений в стиле Ghibli привело к рекордной нагрузке на ChatGPT
Новости
Физики МГУ оценили потенциал фотонных процессоров для нейросетей
Новости
Телескоп НАСА для изучения ранней Вселенной сделал первые снимки
Космос
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости