Home » Știință » O nouă teorie a dezvăluit forma fotonilor

O nouă teorie a dezvăluit forma fotonilor

O nouă teorie a dezvăluit forma fotonilor
Foto: Dr. Benjamin Yuen via Eurek Alert
Publicat: 23.11.2024

O nouă teorie care explică modul în care lumina și materia interacționează la nivel cuantic le-a permis cercetătorilor să definească, pentru prima dată, forma unui foton.

Cercetările realizate la Universitatea din Birmingham (Anglia), publicate în Physical Review Letters, analizează natura fotonilor (particulele individuale de lumină) într-un mod fără precedent, demonstrând cum sunt emiși de atomi sau molecule și cum sunt modelați de mediul înconjurător.

Natura acestei interacțiuni generează posibilități infinite pentru modul în care lumina poate exista și se poate propaga prin mediu. Această infinitate de posibilități face însă ca interacțiunile să fie extrem de greu de modelat, o provocare la care fizicienii cuantici lucrează de mai multe decenii.

Oamenii de știință au descoperit forma unui foton

Echipa de la Birmingham a reușit să depășească acest obstacol grupând aceste posibilități în seturi distincte, producând astfel un model care descrie nu doar interacțiunile dintre foton și emițător, ci și modul în care energia rezultată din această interacțiune se propagă în câmpul îndepărtat, scrie Eurek Alert.

În același timp, cercetătorii au utilizat calculele lor pentru a dezvălui forma unui foton.

„Calculele noastre ne-au permis să transformăm o problemă aparent imposibil de rezolvat într-una care poate fi calculată. Și, aproape ca un rezultat secundar al modelului, am reușit să producem această imagine a unui foton, ceva ce nu a fost văzut până acum în fizică”, a explicat dr. Benjamin Yuen, autor al studiului.

O multitudine de aplicații practice

Acest studiu este important deoarece deschide noi direcții de cercetare pentru fizica cuantică și pentru știința materialelor. Posibilitatea de a defini cu precizie modul în care un foton interacționează cu materia și cu elementele din mediul său le permite oamenilor de știință să proiecteze noi tehnologii nanofotonice. Acestea ar putea revoluționa comunicarea securizată, detectarea agenților patogeni sau controlul reacțiilor chimice la nivel molecular, de exemplu.

„Geometria și proprietățile optice ale mediului au consecințe profunde asupra modului în care sunt emiși fotonii, inclusiv asupra formei, culorii și chiar a probabilității lor de a exista”, a declarat prof. Angela Demetriadou, coautoare a studiului.

„Acest studiu ne ajută să înțelegem mai bine schimbul de energie dintre lumină și materie și, în al doilea rând, să înțelegem modul în care lumina radiază în mediul apropiat și în cel îndepărtat. Multe dintre aceste informații erau considerate anterior drept ‘zgomot’, însă acum le putem înțelege și le putem utiliza. Prin această înțelegere, punem bazele pentru a proiecta interacțiuni lumină-materie pentru aplicații viitoare, cum ar fi senzori mai buni, celule fotovoltaice îmbunătățite sau calcul cuantic”, a adăugat dr. Yuen.

Vă recomandăm să citiți și:

O companie a realizat primul zbor civil supersonic de la Concorde încoace

Pentru prima dată, a fost obținută fotosinteza în celule animale

Oamenii de știință au descoperit că laserul poate produce umbră

Cum ar putea fibrele din covoare să creeze betonul mai rezistent?

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă