Взаємодія світла і матерії: фізики вперше отримали зображення частинки світла

Фізики з Великої Британії створили нову комп'ютерну модель, щоб з'ясувати, яким чином відбувається взаємодія між світлом і матерією. Хоча це складне завдання, але вченим вдалося знайти спосіб вирішити цю проблему. При цьому фізики вперше отримали зображення, яке показує точну форму окремого фотона, тобто частинки світла. Результати дослідження опубліковані в журналі Physical Review Letters, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Світло і матерія складаються з окремих частинок. Водночас світло і матерія існують, як у вигляді частинок, так і у вигляді хвилі. Це відкриття стало вирішенням давніх суперечок, коли експерименти показали, що світло справді поширюється як хвиля, але водночас його можна представити у вигляді фотонів.

У квантовій механіці має велике значення розуміння взаємодії між окремими фотонами та матерією. Ця взаємодія керує багатьма різними процесами, деякі з яких є основоположними для багатьох технологій, з якими люди взаємодіють щодня.

Світло, яке поширюється через навколишнє середовище, має безмежні можливості для взаємодії. Фізики взяли цей діапазон безмежних можливостей і спростили його, створивши дискретний набір.

Таким чином, вчені змогли створити модель взаємодії між джерелом світла і фотоном, а також того, як фотон переміщується у віддалений простір. Нове моделювання також допомогло вперше побачити зображення форми окремого фотона.

За словами фізиків, за допомогою розрахунків їм вдалося перетворити, здавалося б, нерозв'язну задачу на те, що можна обчислити. У результаті як побічний продукт вивчення взаємодії світла і матерії вченим вдалося створити зображення частинки світла, чого ще ніхто ніколи не робив.

Автори дослідження кажуть, що їхнє моделювання можна застосувати в різних галузях, від фізики до матеріалознавства. Технології, які вимагають взаємодії між світлом і матерією, від телекомунікацій до медичних пристроїв, можуть виграти від розуміння того, як це відбувається.

Геометрія та оптичні властивості довкілля чинять сильний вплив на те, як випромінюються фотони, включно з визначенням їхньої форми та кольору, кажуть фізики.

Нове дослідження допомогло поліпшити розуміння обміну енергією між світлом і матерією, а також того, як світло випромінюється у своє близьке і віддалене оточення.

Як уже писав Фокус, аналіз найбільшої карти Всесвіту показав, що Ейнштейн мав рацію, але не все так просто. Нове дослідження припускає, що Всесвіт вписується в найбільш прийняту космологічну модель. Але це може змінитися.

Також Фокус писав про те, що місячні орбітальні апарати Індії та Південної Кореї опинилися на межі катастрофи. Індійський космічний апарат "Чандраян-2" мало не врізався в корейський зонд Danuri на орбіті навколо Місяця.