A Birminghami Egyetem kutatói egy speciális számítógépes modellt fejlesztettek ki, hogy jobban megértsék a fény és az anyag kölcsönhatását. Bár a feladat egyszerűnek hangzik, valójában rendkívül bonyolult, a kutatók megoldása azonban leegyszerűsíti a dolgot. Eközben azonban sikerült valami egészen különleges dolgot is létrehozni: egy képet, ami egyetlen foton pontos alakját mutatja.

A foton az elektromágneses sugárzások, többek között a fény elemi részecskéje. A hullám-részecske kettősség alapján a fény hullám- és részecsketulajdonságokkal is jellemezhető. Ezen kettősség felfedezése adott magyarázatot korábban arra, hogy bár a fény hullámként terjed, miért írható le mégis külön energiacsomagokkal – vagyis a fotonokkal.

Az egyes fotonok és az anyag közötti kölcsönhatás nagyon fontos a kvantummechanikában. Számos különböző mechanizmust működtet – ezek közül néhány alapvető fontosságú számos olyan technológia számára, amelyeket a hétköznapokban is használunk. Az interakció megértése óriási feladat volt, mivel a fény végtelen módon tud kölcsönhatásba lépni az anyaggal.

A kutatók ezt a problémát egyszerűsítették le, aminek eredményeként nemcsak ezt a kölcsönhatást tudták modellezni, hanem magát a foton alakját is. Mindkét eredmény rendkívüli, utóbbit ugyanis még soha senki nem tudta megcsinálni. Az eredményről a Physical Review Letters című tudományos lapban közöltek publikációt a kutatók.

Ez az elméleti munka több területen is alkalmazható, a fizikától az anyagtudományig. Különösen hasznos lehet a fény és az anyag közötti kölcsönhatást igénylő technológiák, például a telekommunikáció vagy az orvosi eszközök fejlesztésénél, de a kémiai reakciók molekuláris szinten történő szabályozása, a kvantumszámítás vagy a napelemek fejlesztése terén is nagy segítség lehet.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.