Nova teorija o interakciji svetlosti i materije na kvantnom nivou otkriva oblik fotona

Studija sa Birmingemskog univerziteta istražuje prirodu fotona – individualnih čestica svetlosti – na dosad najdetaljnijem nivou, da bi pokazala kako ih emituju atomi ili molekuli i kako ih oblikuje njihovo okruženje.

Priroda ove interakcije vodi ka bezbrojnim mogućnostima postojanja i širenja svetlosti, tj. kretanja kroz okolnu sredinu. Ova neograničena mogućnost, pak, čini interakcije izuzetno teškim za modeliranje. Fizičari decenijama rade na tome.

Preporučujemo

Grupisanjem ovih mogućnosti u posebne skupove, naučnici sa Birmingemskog univerziteta su uspeli da naprave model koji opisuje ne samo interakcije između fotona i emitera, već i kako energija od te interakcije putuje u udaljeno „daleko polje“.

Istovremeno su iskoristili svoje kalkulacije da naprave vizuelizaciju samog fotona.

Ovaj rad je važan jer otvara nove puteve istraživanja za kvantne fizičare i nauku o materijalima. Precizna definicija interakcije fotona sa materijom i drugim elementima u svom okruženju omogućava nove nanofotoničke tehnologije koje bi mogle promeniti način na koji komuniciramo bezbedno, detektujemo patogene ili kontrolišemo hemijske reakcije na molekularnom nivou.

Geometrijska i optička svojstva okruženja imaju veliki uticaj na način emisije fotona, uključujući definisanje oblika, boje i čak nivoa verovatnoće postojanja fotona.

„Ovaj rad nam pomaže da bolje razumemo razmenu energije između svetlosti i materije, kao i način na koji se svetlost prostire u svoje blisko i daleko okruženje. Veliki deo ovih informacija je ranije smatran samo ‘šumom’ – ali u njemu ima vrlo mnogo informacija koje sad možemo razumeti i iskoristiti“, kažu naučnici.

„Postavljamo temelje za kreiranje interakcija svetlost-materija u cilju budućih primena, kao što su bolji senzori, unapređene fotonaponske energetske ćelije ili kvantno računarstvo“.

(Telegraf Nauka/Phys.org)