Alles ist erleuchtet: Eine faszinierende neue Studie beschreibt die Form eines einzelnen Photons, der kleinsten möglichen Energieform in einem elektromagnetischen Feld, das wir allgemein als Licht kennen.
Die Arbeit, veröffentlicht als Studie im Journal Physical Review Letters, geht ins Detail, um vorherzusagen, wie diese Lichtquanten von Atomen emittiert und durch ihre Umgebung definiert werden. Die Forscher sagen, dass sie eine praktische Methode zur Vorhersage dieser Interaktionen entwickelt haben.
Die Zuordnung einer spezifischen Form zu einem Photon ist eine schwierige Aufgabe, da diese masselosen Elementarteilchen eine Wellen-Teilchen-Dualität aufweisen. Dies bedeutet, dass Wissenschaftler Photonen je nach Beobachtungsweise als Teilchen oder Wellen betrachten. Darüber hinaus werden Photonen auch als Anregungen in einem elektromagnetischen Feld verstanden oder wie eine Welle diskreter Energie.
Die Vorteile der Modellierung eines Photons auf diese Weise liegen darin, dass es genau beschreiben kann, wie die winzigen Partikel in einen entfernten Bereich des elektromagnetischen Feldes um ein Objekt reisen. Frühere Methoden hatten eine Diskrepanz zwischen dem Nahfeld und dem Fernfeld und lieferten ein unvollständiges Bild von Lichtsystemen auf quantenebene.
Diese neue Erkenntnis hat sehr praktische Auswirkungen. Für Quantenphysiker und Materialwissenschaftler könnte sie die Entwicklung der Nano-Optik-Technologie transformieren und zu verbesserten photovoltaischen Energiespeichern oder Quantencomputern führen. Es gibt so viele Informationen darin, die wir jetzt verstehen und nutzen können.
