Először készítettek képet egy fotonról egy új módszer segítségével
A Birminghami Egyetem kutatói egy különleges számítógépes modellt fejlesztettek ki a fény és az anyag kölcsönhatásának megértéséhez. Ennek melléktermékeként pedig a világ első képét rögzítették egy fotonról.
A feladat nem egyszerű, de a csapat kidolgozott egy olyan stratégiát, amely leegyszerűsíti a problémát. Ennek során egyedülálló eredményt értek el, ugyanis sikerült megalkotniuk egy képet, amely egyetlen foton pontos alakját ábrázolja.
Ez a fény részecskéje, amely egyszerre viselkedik részecskeként és hullámként, amelyet a tudósoknak csak évszázadok alatt sikerült kideríteniük.
Véletlenül sikerült megalkotniuk egy foton képét
Kísérletek kimutatták, hogy a fény hullámként terjed, ugyanakkor diszkrét energiapakkokkal is leírható, és ezeket nevezzük fotonoknak. Az egyes fotonok és az anyag közötti kölcsönhatás kulcsfontosságú a kvantummechanikában, és számos olyan folyamatot indít el, amelyek alapvetőek a mindennapi életünk vívmányaiban, írja az IFLScience.
A fény és az anyag közötti kölcsönhatások megértése óriási kihívás. A környezeten áthaladó fény szinte végtelen számú kölcsönhatási lehetőséget rejt.
A kutatók ezt a folytonos spektrumot egyszerűsítették, és egy diszkrét halmazra redukálták. Így sikerült modellezniük az emitterek és fotonok közötti kölcsönhatást, valamint azt, hogyan halad a távoli térbe. Az így végzett számítások lehetővé tették a részecske alakjának grafikus megjelenítését is.
Számos területen hasznosíthatják a látottakat
Dr. Benjamin Yuen vezető szerző elmondta, hogy számításaik révén „egy látszólag megoldhatatlan problémát tettünk kezelhetővé. Lényegében melléktermékként sikerült előállítanunk egy képet egy fotonról, amit a fizikában korábban még soha nem láttak”.
Így néz ki egy foton. Kép: Benjamin Yuen
A kutatás eredménye számos területen alkalmazható, beleértve a fizikát és az anyagtudományt is. Az olyan technológiák, amelyek a fény és az anyag közötti interakciókra épülnek – például a telekommunikáció, vagy az orvosi eszközök – mind profitálhatnak ezekből az eredményekből.
Angela Demetriadou professzor, a kutatás egyik társszerzője szerint a környezet geometriája és optikai tulajdonságai jelentős hatással vannak arra, hogyan bocsátódnak ki a fotonok, beleértve azok alakját, színét és még létezési valószínűségét is”.
Dr. Yuen kiemelte továbbá, hogy munkájuk nemcsak abban segít, hogy jobban megértsük az energiaátadást fény és anyag között, hanem abban is, hogy tisztábban lássuk, hogyan sugárzik a fény a közvetlen és távoli környezetébe.
„ Sok olyan információ, amit eddig zajnak tekintettünk, most érthetővé és hasznosíthatóvá vált. Ezzel az alapok megteremtődtek olyan jövőbeli alkalmazásokhoz, mint a fejlettebb érzékelők, hatékonyabb napelemek vagy akár a kvantumszámítógépek.”
Érdemes elolvasni:
itt tudod támogatni az oldalunkat
Érdemes elolvasni
Villámcsapásokban észlelt gamma-sugarakat a NASA felderítő repülőgépe
280 millió éves ökoszisztéma nyomait találta meg egy nő az Alpokban
Háromszor is magyar volt Oppeln és Ratibor
A legegyszerűbb trükk másnaposság ellen – te ismered?
Hipnózis: Mágia vagy tudomány?
Egyre több a megszállott: az ördögűzések új aranykorát éljük?
