Ученые из Университета Бирмингема разработали математическую модель взаимодействия света и материи. В процессе они впервые смогли визуализировать форму фотона — фундаментальной частицы света. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Фотон — квант света, обладающий свойствами как волны, так и частицы, — всегда вызывал сложности в визуализации из-за своей двойственной природы.
Ученые создали математическую модель, описывающую взаимодействие фотонов с веществом. Изучались фотоны, излучаемые наночастицами кремния.
«Наши расчеты позволили преобразовать почти невозможную задачу в вычисляемую,» — сообщил физик Бен Юэн, соавтор исследования. «Мы смогли создать изображение фотона, чего прежде не было в физике.»
Симуляция помогла воссоздать «градиенты интенсивности» электромагнитного поля вокруг фотона и точно описать траекторию фотонов с момента их излучения.
«Геометрия и оптические свойства материала влияют на форму фотона, цвет и даже вероятность существования,» — отметила физик Ангела Деметриаду, другой соавтор работы.
Исследование не только расширяет фундаментальные знания о природе света, но и предлагает мощные инструменты для разработки более точных и чувствительных оптических технологий.
Ранее астрономы обнаружили загадочных «красных монстров» в ранней Вселенной