Британские исследователи из Бирмингемского университета смогли сделать то, что ранее считалось невозможным — получить полноценное изображение фотона, базовой частицы света. Вот что это открытие означает для всего мира.
Ученые из Университета Бирмингема в Великобритании осуществили значительный прорыв в физике света, определив форму одной из самых загадочных частиц Вселенной — фотона. Это открытие стало возможным благодаря новой теории, которая объясняет взаимодействие света с материей на квантовом уровне.
Форма фотона, который считается базовой частьюцы света, до сих пор рассматривалась только в теоретическом ключе. Оказалось, что его форма и свойства определяются геометрией среды, через которую он проходит, а также взаимодействием с веществом.
Учитывая параметры энергии фотона, частоты его волны, а также физических свойств материала, с которым фотон взаимодействовал (например, плотность или структура поверхности), ученые доказали, что форма фотона зависит от структуры среды, через которую он проходит. Например, в узких геометриях, таких как наноматериалы, свет может вести себя иначе, создавая более сложную форму.
Вместе с тем исследователи впервые выяснили, что большая часть информации о форме фотона скрывалась в том, что наука традиционно считала «шумом» (искажения, вызванные взаимодействием света с материалом) и поэтому никогда этот «шум» не анализировала.
«Геометрия и свойства среды точно определяют форму, цвет и даже саму вероятность существования фотонов в физическом состоянии», — отметили британские ученые.
Практические последствия этого открытия огромны, подчеркивают исследователи. Новые данные могут быть использованы в таких областях как:
-
Нанотехнологии. Получение точных данных о взаимодействии фотонов с другими объектами позволит ученым создавать новые наноматериалы. Эти материалы могут быть использованы в устройствах, которые используют свет, например, в солнечных батареях, светодиодах или биологических сенсорах, а также в военно-электронных устройствах, оптике и энергетике.
-
Квантовая связь. Фотон — ключевая частица в квантовой физике. Понимание поведения фотона и его свойств открывает путь к созданию более эффективной и безопасной связи в мире. Например, эффект квантовой запутанности фотонов может быть использован для передачи информации в криптографических системах, которые невозможно взломать.
-
Медицинская диагностика. Благодаря изучению структуры и поведения фотона, можно разрабатывать более точные методы для выявления онкологических и других тяжелых заболеваний на ранних стадиях.
Сейчас читают
Комментарии