Ученые представили модель, которая объясняет взаимодействие между фотонами и их излучателем. Благодаря этому они приблизились к раскрытию взаимодействия света и материи, пишет Interesting Engineering.
В новом исследовании Бирмингемского университета продемонстрировано визуальное представление фотона. Ранее ученые не знали о том, как он выглядит и как взаимодействует с различными элементами окружающей среды.
Отмечается, что фотоны движутся со скоростью света и не имеют фиксированного положения или траектории. Ученым удавалось создавать методы наблюдения и управления этими частицами, но они измеряли или визуализировали только эффекты фотонов, а не сами частицы.
Понимание геометрии, формы и взаимодействия фотона с материей имеет решающее значение для более глубокого понимания науки, которая управляет квантовым миром, подчеркнули в издании. Например, корпускулярно-волновой дуализм фотона управляет тем, как он взаимодействует с материей, делая возможными такие явления, как поглощение, испускание и рассеяние. Кроме того, представление о форме фотонов могло бы повысить точность квантовых технологий, таких как квантовая фотоника, связь и криптография.
Математическая модель Бирмингемского университета использует псевдомодовое расширение. Это метод квантовой оптики, который упрощает изучение взаимодействия света с веществом в сложных средах, таких как фотонные кристаллы.
Его особенностью является то, что он исключает необходимость моделировать всю среду подробно. Вместо этого используется несколько упрощенных режимов для представления основных эффектов среды на систему.
В издании рассказали, что эта модель объясняет взаимодействие фотонов с различными квантовыми излучателями. Также она проливает свет на энергии как ближнего, так и дальнего поля, возникающие в результате такого взаимодействия.
"Эта работа помогает нам расширить наше понимание обмена энергией между светом и материей, а во-вторых, лучше понять, как свет излучается в свое ближнее и дальнее окружение", - сказал руководитель исследования доктор Бенджамин Юэн.
По его словам, в этих данных есть много информации, которую ученые могут осмыслить и использовать. Он отметил, что исследователи уже начали закладывать основы для проектирования взаимодействий света и материи для будущих приложений.
Другие исследования ученых
Ранее ученые придумали роботов, которые работают на энергии водки. Исследователи сперва применяли мыло, но спирт оказался более "экологичным".
Кроме того, ученые поделились, что на Юпитере продолжают появляться темные овалы размером с Землю. По их словам, они появляются и исчезают, увидеть их можно только в ультрафиолетовом свете.
