Фотоны света, эксперимент

Группа ученых обнаружила, что форма фотона имеет значение, когда свет встречается с атомом.

Зрение влечет за собой фотоны света, которые представляют собой пакеты энергии, взаимодействующие с атомами в том, на что смотрит человек. Некоторые из этих фотонов отражаются, достигая глаз. С другой стороны, поглощаются другие фотоны.

"Наши эксперименты рассматривают самое фундаментальное взаимодействие между материей и светом", - сказал Виктор Леонг, соавтор исследования, в пресс-релизе Центра квантовых технологий.

Однако трудно представить, что фотон вообще может принимать форму. Во-первых, фотоны - это безмассовые невидимые единицы света. Как нечто, не имеющее массы, может занимать геометрическое пространство?

Вот тут-то и вступают в дело исследователи из Национального университета Сингапура. Они разработали метод формирования фотонов с предельной точностью, прокладывая путь к беспрецедентному взгляду на взаимодействия света и вещества в атомных масштабах. Они работали с атомами рубидия и инфракрасными фотонами. Фактически, они обнаружили, что форма играет ключевую роль в прогнозировании того, может ли атом поглотить фотон.

Команда протестировала две разные формы фотонов, одна из которых повышала яркость, а другая затухала. В течение более 1500 часов сотни миллионов измерений показали, что вероятность того, что один атом поглотит один фотон, составляла чуть более 4 процентов. Однако они также обнаружили, что вероятность поглощения зависит от формы фотона.

Исследователи надеются, что их исследование поможет пролить свет на понимание технологий, которые зависят от взаимодействия света и вещества. Результаты могут проложить путь к совершенствованию определенных технологий, таких как сети связи, компьютеры и датчики.

"Фотон переводит атом в возбужденное состояние. Для создания надежных устройств ученым необходимо будет контролировать взаимодействие. Вы можете спроектировать только то, что вы можете понять ", - сказал Алессандро Сере, соавтор, в пресс-релизе.