S-a descoperit recent forma fotonilor individuali

Oamenii de stiinta spun ca au descoperit forma fotonilor individuali. Este ceva care nu s-a mai vazut pana acum in fizica.

In 2016, fizicienii polonezi au creat prima holograma a unei singure particule de lumina.

Descoperirea, realizata prin observarea interferentei a doua fascicule de lumina care se intersecteaza, este o perspectiva importanta asupra naturii cuantice fundamentale a luminii.

Fiecare rulare a experimentului a produs doua flash-uri pe un detector, cate unul pentru fiecare foton. Dupa mai mult de 2.000 de repetari, s-a creat un model de blituri si echipa a reusit sa reconstruiasca forma functiei de unda a fotonilor.

Totul este lumina

A aparut insa recent o noua lucrare fascinanta care descrie in detaliu forma unui singur foton, cea mai mica forma posibila de energie intr-un camp electromagnetic pe care il cunoastem in mod obisnuit ca lumina.

Lucrarea, publicata ca studiu in revista Physical Review Letters, intra in detalii extreme pentru a prezice modul in care aceste cuante de lumina sunt emise de atomi si definite de mediul lor.

Exista posibilitati nelimitate pentru modul in care s-ar putea desfasura aceste interactiuni, dar cercetatorii spun ca au dezvoltat o metoda practica pentru a le prezice.

„Calculele noastre ne-au permis sa transformam o problema aparent de nerezolvat in ceva care poate fi calculat”, a declarat autorul principal al studiului, Benjamin Yuen, fizician la Universitatea din Birmingham din Marea Britanie, intr-o declaratie.

„Si, aproape ca un produs secundar al modelului, am fost capabili sa producem aceasta imagine a fotonilor, ceva ce nu a fost vazut pana acum in fizica”.

Modelarea fotonilor individuali

Atribuirea unei forme specifice unui foton este o sarcina grea, deoarece aceste particule elementare fara masa prezinta dualitate unda-particula, o trasatura curioasa a obiectelor care locuiesc in taramul cuantic, care este guvernata de incertitudini infricosatoare.

Aceasta inseamna ca oamenii de stiinta cred ca fotonii se comporta atat ca particule, cat si ca unde, in functie de modul in care sunt observati.

In plus, fotonii sunt intelesi si ca excitatii intr-un camp electromagnetic sau ca o ondulatie de energie discreta.

Pe scurt, sunt foarte greu de identificat si complicand lucrurile si mai mult, exista moduri infinite prin care lumina poate interactiona cu mediul inconjurator si cu atomii care ii emit.

Dar cercetatorii spun ca au reusit sa ocoleasca acest lucru reducand aceste posibilitati in seturi discrete cu ajutorul unor mecanici clasice – sau impartindu-le in „pseudomoduri” – simplificand astfel modul in care se gandesc ei la interactiunile fotonilor.

Mergem si mai departe – despre avantajul modelarii fotonilor

Avantajul modelarii fotonilor individuali in acest fel, potrivit cercetatorilor, este ca poate descrie cu exactitate modul in care particulele minuscule calatoresc intr-o regiune indepartata a campului electromagnetic din jurul unui obiect cunoscut sub numele de camp indepartat.

Metodele anterioare aveau o deconectare intre campul apropiat si campul indepartat, oferind o imagine incompleta a sistemelor de lumina la nivel cuantic.

„Aceasta lucrare ne ajuta sa ne crestem intelegerea schimbului de energie dintre lumina si materie si, in al doilea rand, sa intelegem mai bine cum radiaza lumina in imprejurimile sale apropiate si indepartate”, a spus Yuen.

„O multime din aceste informatii au fost considerate anterior doar ca „zgomot” – dar exista atat de multe informatii in ea incat acum le putem intelege si folosi.”

Aceasta noua intelegere are implicatii foarte practice. Pentru fizicienii cuantici si oamenii de stiinta din fizica materialelor, aceasta ar putea transforma dezvoltarea tehnologiei nano-optice, ducand la „celule de energie fotovoltaica imbunatatite, sau calcul cuantic”, a spus Yuen, si, de asemenea, progrese in tehnologia comunicatiilor.

Si sa fim sinceri: este si o incantare estetica.

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

Sursa: sciencealert.com, futurism.com, space.com.

Credit imagine: Benjamin Yuen.

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.