Close Menu
Український телекомунікаційний портал
    Facebook X (Twitter) Instagram Threads
    Український телекомунікаційний портал
    • Новини
    • Мобільна техніка
    • Технології
    • ПЗ
    • Наука
    • Транспорт
    • Дім
    • Обладнання
    • Здоров’я
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram
    Український телекомунікаційний портал
    Home»Новини»Наука»Вчені вперше показали зображення окремого фотона
    Наука

    Вчені вперше показали зображення окремого фотона

    ВолодимирBy Володимир30.11.2024Коментарів немає3 Mins Read
    Facebook Twitter Email Telegram Copy Link

    Використовуючи новаторську нову техніку, дослідники оприлюднили перше детальне зображення фотона — окремої частинки світла, — коли-небудь зроблене. Дослідники з Бірмінгема створили перше зображення фотона, частинки світла у формі лимона, що випромінюється з поверхні наночастинки.

    Теорія, завдяки якій це зображення стало можливим, опублікована 14 листопада в журналі Physical Review Letters, дозволяє вченим обчислити та зрозуміти різні властивості цих квантових частинок, що може відкрити низку нових можливостей у таких галузях, як квантові обчислення, фотоелектричні пристрої. і штучний фотосинтез.

    Квантова поведінка світла добре встановлена, оскільки понад 100 років експериментів показують, що воно може існувати як у формі хвилі, так і у формі частинок. Але наше фундаментальне розуміння цієї квантової природи набагато відстало, і ми маємо лише обмежене уявлення про те, як фотони створюються та випромінюються, або як вони змінюються в просторі та часі.

    «Ми хочемо зрозуміти ці процеси, щоб використовувати цю квантову сторону», — сказав Live Science в електронному листі перший автор Бен Юен, науковий співробітник Університету Бірмінгема у Великобританії. «Як насправді взаємодіють світло і матерія на цьому рівні?»

    Однак сама природа світла означає, що відповідь на це запитання має майже безмежні можливості. «Ми можемо вважати фотон фундаментальним збудженням електромагнітного поля», — пояснив Юен. Ці поля являють собою континуум різних частот, кожна з яких може потенційно збуджуватися. «Ви можете розділити континуум на менші частини, і між будь-якими двома точками все ще є нескінченна кількість можливих точок, які ви можете вибрати», — додав Юен.

    В результаті властивості фотона сильно залежать від властивостей його середовища, що призводить до неймовірно складної математики. «На перший погляд, нам довелося б записати та розв’язати нескінченну кількість рівнянь, щоб отримати відповідь», — сказав Юен.

    Щоб впоратися з цим, здавалося б, неможливим завданням, Юен і співавтор Анджела Деметріаду, професор теоретичної нанофотоніки в Бірмінгемському університеті, застосували хитрий математичний трюк, щоб значно спростити рівняння.

    Введення уявних чисел — кратних неможливого квадратного кореня з -1 — є потужним інструментом для обробки складних рівнянь. Маніпулювання цими уявними компонентами дозволяє багатьом складним членам у рівнянні скасовувати один одного. За умови, що всі уявні числа перетворюються назад у дійсні числа перед досягненням розв’язку, це робить обчислення набагато легшим.

    «Ми перетворили цей континуум реальних частот у дискретний набір складних частот», — пояснив Юен. «Таким чином ми спрощуємо рівняння з континууму в дискретний набір, з яким ми можемо працювати. Ми можемо помістити їх у комп’ютер і розв’язати».

    Команда використала ці нові розрахунки для моделювання властивостей фотона, що випускається з поверхні наночастинки, описуючи взаємодію з емітером і те, як фотон поширюється від джерела. На основі цих результатів команда створила перше зображення фотона, частинки у формі лимона, якої ніколи раніше не бачили у фізиці.

    Однак Юен підкреслив, що це лише форма фотона, який утворюється в цих умовах. «Форма повністю змінюється разом із середовищем», — сказав він. «Це справді суть нанофотоніки, що, формуючи середовище, ми дійсно можемо формувати сам фотон».

    Розрахунки команди дають фундаментальне розуміння властивостей цієї квантової частинки — знання, яке, на думку Юена, відкриє нові напрямки досліджень як для фізиків, хіміків, так і для біологів.

    «Ми могли б думати про оптоелектронні пристрої, фотохімію, збір світла та фотоелектричну енергетику, розуміння фотосинтезу, біосенсори та квантовий зв’язок», — сказав Юен. «І буде ціла низка невідомих застосувань. Виконуючи таку дійсно фундаментальну теорію, ви відкриваєте нові можливості в інших сферах».

    Читайте також

    Вчені відкрили сотні нових видів в одному з найменш досліджених регіонів Землі

    23.12.2025

    Вчені створили нову фазу матерії

    22.12.2025

    Вчені розкрили феномен людей, які бачать невидимий світ

    22.12.2025

    Останні

    Заборона DJI у США розлютила пілотів безпілотників

    23.12.2025

    Exeed показав чотири нові автомобілі

    23.12.2025

    Финансовые ловушки подписок: как мы сами создаем себе дефицит бюджета

    23.12.2025

    Apple змушена звернутися до Samsung за пам’яттю для iPhone 18

    23.12.2025
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram RSS
    • Контакти/Contacts
    © 2025 Portaltele.com.ua. Усі права захищено. Копіювання матеріалів дозволено лише з активним гіперпосиланням на джерело.

    Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.

    Ad Blocker Enabled!
    Ad Blocker Enabled!
    Наш вебсайт працює завдяки показу онлайн-реклами нашим відвідувачам. Будь ласка, підтримайте нас, вимкнувши блокувальник реклами.
    Go to mobile version