นี่คือรูปร่างของโฟตอนที่ออกมาจากการคำนวณ
เครดิตภาพ: เบนจามินหยุน
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมสหราชอาณาจักรได้พัฒนารูปแบบคอมพิวเตอร์ที่น่าสนใจเพื่อทำความเข้าใจว่าการโต้ตอบกับแสงและสสารมีการโต้ตอบอย่างไร เมื่องานไปมันเป็นเรื่องยากมาก แต่ทีมก็สามารถพัฒนากลยุทธ์เพื่อทำให้ปัญหาง่ายขึ้น ในการทำเช่นนั้นพวกเขายังสามารถสร้างบางสิ่งที่แปลกประหลาด: ภาพที่แสดงถึงรูปร่างที่แม่นยำของโฟตอนเดียว
โฟตอนเป็นอนุภาคของแสง แสง (และสสาร) มีอยู่ทั้งเป็นอนุภาคและเป็นคลื่น นี้การค้นพบเป็นวิธีแก้ปัญหาการอภิปรายนับพันปีเมื่อเห็นได้ชัดจากการทดลองที่แสงแพร่กระจายเป็นคลื่น แต่ยังสามารถอธิบายได้ด้วยพลังงานที่แตกต่างกันซึ่งเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าโฟตอน
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฟตอนแต่ละตัวและสสารมีความสำคัญมากใน- มันขับเคลื่อนกลไกที่แตกต่างกัน - บางส่วนเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีมากมายที่เราโต้ตอบกับทุกวัน การทำความเข้าใจการมีปฏิสัมพันธ์เป็นงานที่ยิ่งใหญ่ แสงที่แพร่กระจายผ่านสภาพแวดล้อมมีความเป็นไปได้ที่ไร้ขีด จำกัด สำหรับการมีปฏิสัมพันธ์
ทีมใช้ความเป็นไปได้อย่างต่อเนื่องและทำให้ง่ายขึ้นโดยการสร้างชุดที่ไม่ต่อเนื่อง พวกเขาสามารถสร้างแบบจำลองด้วยวิธีนี้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวส่งสัญญาณและโฟตอนเช่นเดียวกับวิธีที่โฟตอนเดินทางไปยัง "ไกล" ที่ห่างไกล การคำนวณยังสามารถให้ความเข้าใจแบบกราฟิกเกี่ยวกับรูปร่างของโฟตอน
“ การคำนวณของเราช่วยให้เราสามารถแปลงปัญหาที่ดูเหมือนไม่มีใครล้มเหลวเป็นสิ่งที่สามารถคำนวณได้ และเกือบจะเป็นผลิตภัณฑ์สองอย่างของแบบจำลองเราสามารถสร้างภาพของโฟตอนนี้สิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในวิชาฟิสิกส์” ผู้เขียนคนแรกดร. เบนจามินหยุนกล่าวใน Aคำแถลง-
งานเชิงทฤษฎีนี้มีการใช้งานในหลายสาขาตั้งแต่ฟิสิกส์ไปจนถึงวิทยาศาสตร์วัสดุ เทคโนโลยีที่ต้องมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและสสารจากสำหรับอุปกรณ์การแพทย์ผ่านการควบคุมปฏิกิริยาเคมีในระดับโมเลกุลสามารถได้รับประโยชน์จากการรู้ว่าสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
“ รูปทรงเรขาคณิตและคุณสมบัติทางแสงของสภาพแวดล้อมมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งสำหรับวิธีการปล่อยโฟตอนรวมถึงการกำหนดรูปร่างโฟตอนสีและแม้กระทั่งมีแนวโน้มที่จะมีอยู่” ศาสตราจารย์ผู้เขียนร่วม Angela Demetriadou อธิบาย
“ งานนี้ช่วยให้เราเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างแสงและสสารและประการที่สองเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าแสงแผ่กระจายไปในสภาพแวดล้อมใกล้เคียงและห่างไกล ก่อนหน้านี้ข้อมูลนี้เคยคิดว่าเป็นเพียง 'เสียงรบกวน' - แต่มีข้อมูลมากมายที่เราสามารถเข้าใจได้และใช้ประโยชน์จาก โดยการทำความเข้าใจกับสิ่งนี้เราได้ตั้งค่าฐานรากเพื่อให้สามารถสร้างการโต้ตอบกับการเชื่อมต่อแสงสำหรับการใช้งานในอนาคตเช่นเซ็นเซอร์ที่ดีขึ้นเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับการปรับปรุงหรือการคำนวณควอนตัม” ดร. Yuen กล่าวสรุป
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
