Vědci vytvořili přesný model fotonu

Povaha vzájemného působení vede k nekonečným možnostem světla existovat, šířit se a také cestovat okolním prostředím.

Tato neomezená možnost světla však ztěžovala modelování těchto interakcí. Pro kvantové fyziky to byla výzva, kterou řeší už několik desetiletí. 

Seskupením možností do odlišných souborů byl tým z Birminghamu schopen vytvořit model, který popisuje nejen interakce mezi fotonem a emitorem, ale také to, jak energie z této interakce putuje do vzdáleného „vzdáleného pole“. Díky tomu byli schopni použít své výpočty k vytvoření vizualizace samotného fotonu. 

„Naše výpočty nám umožnily převést zdánlivě neřešitelný problém na něco, co lze spočítat. A téměř jako vedlejší produkt modelu jsme byli schopni vytvořit tento obrázek fotonu, něco, co ve fyzice dosud nebylo vidět. 

Foto: doktor Benjamin Yuen/ Tiskový zdroj EurekAlert

Tím, že jsou nyní vědci schopni přesně definovat, jak foton vzájemně působí s hmotou a dalšími prvky svého prostředí, mohou navrhnout nové nanofotonické technologie. Můžou detekovat patogeny, nebo například řídit chemické reakce na molekulární úrovni. 

„Tato práce nám pomáhá lépe porozumět energetické výměně mezi světlem a hmotou. Spousta těchto informací byla dříve považovaná za pouhý „šum“, ale je v nich tolik informací, které nyní dokážeme pochopit a využít. Tím, že jsme tomu porozuměli, jsme položili základy, abychom byli schopni navrhnout interakce světla a hmoty pro budoucí aplikace, jako jsou lepší senzory, vylepšené fotovoltaické energetické články, nebo kvantové výpočty.“ Dodal ke studii doktor Benjamin Yuen.

Zdroj: Tisková zpráva EurekAlert, Výzkum byl publikovaný v Physical Review Letters