Vědci vytvořili první simulaci fotonu ovlivněného nanopartikulí

Vědci z Univerzity v Birminghamu vytvořili model, který zobrazuje tvar jediného fotonu. To, co uvidíte na následujícím snímku, je přesná simulace fotonu, jak je vyzařován atomem umístěným na povrchu nanopartikule.

Tvar fotonu je výrazně ovlivněn nanopartikulí, což výrazně zvyšuje pravděpodobnost, že bude foton vyzařován, a dokonce opakovaně znovu absorbován atomem. Geometrie a optické vlastnosti okolí mají zásadní vliv na to, jak jsou fotony vyzařovány, včetně definování jejich tvaru, barvy a pravděpodobnosti jejich existence.

„Naše výpočty nám umožnily převést zdánlivě neřešitelný problém na něco, co je možné spočítat. Téměř jako vedlejší produkt tohoto modelu jsme byli schopni vytvořit obraz fotonu – něco, co dosud ve fyzice nebylo k vidění,“ uvedl v prohlášení doktor Benjamin Yuen z Katedry fyziky a astronomie na Univerzitě v Birminghamu.

Tato práce je důležitá, protože otevírá nové možnosti výzkumu pro kvantové fyziky a materiálové vědce. Díky schopnosti přesně definovat, jak foton interaguje s hmotou a dalšími prvky svého okolí, mohou vědci navrhovat nové nanofotonické technologie.

„Geometrie a optické vlastnosti prostředí mají zásadní vliv na to, jak jsou fotony emitovány, včetně určení tvaru, barvy a dokonce i pravděpodobnosti jejich existence,“ uvedla spoluautorka, profesorka Angela Demetriadou.

Tyto technologie by mohly například revolučním způsobem změnit způsob, jakým bezpečně komunikujeme, detekujeme patogeny nebo ovládáme chemické reakce na molekulární úrovni.