Впервые определена форма отдельного фотона
Ученые из Университета Бирмингема разработали новую теорию, объясняющую взаимодействие света и материи на квантовом уровне, и впервые смогли определить точную форму отдельного фотона. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, сфокусировано на изучении природы фотонов как частиц света. Ученые исследовали процесс испускания фотонов атомами или молекулами и их формирования под воздействием окружающей среды, что позволило детально изучить механизм взаимодействия фотона с материей и процесс распространения энергии в пространстве. Созданная модель объединяет взаимодействие фотона и излучателя, а также описывает распространение энергии в дальнее поле. Ученым удалось преобразовать сложную задачу моделирования в вычислимую форму, что позволило визуализировать фотон и устранить неопределенности. Модель также позволила изучить влияние геометрии и оптических свойств окружающей среды на характеристики фотонов, что значительно расширяет понимание обмена энергией между светом и материей. Результаты исследования открывают перспективы для развития нанофотонных технологий, включая создание новых сенсоров, улучшение фотоэлектрических элементов и управление химическими реакциями на молекулярном уровне, что также важно для безопасной связи и разработки квантовых вычислительных технологий.