క్వాంటం స్థాయిలో కాంతి మరియు పదార్థం ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో వివరించే కొత్త సిద్ధాంతం, ఒకే ఫోటాన్ యొక్క ఖచ్చితమైన ఆకారాన్ని మొదటిసారిగా నిర్వచించడానికి పరిశోధకులను ఎనేబుల్ చేసింది.
బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో పరిశోధన, ప్రచురించబడింది భౌతిక సమీక్ష లేఖలు, ఫోటాన్‌ల స్వభావాన్ని (కాంతి యొక్క వ్యక్తిగత కణాలు) అపూర్వమైన వివరాలతో అవి పరమాణువులు లేదా అణువుల ద్వారా ఎలా విడుదల చేయబడతాయో మరియు వాటి పర్యావరణం ద్వారా ఆకృతి చేయబడతాయో చూపిస్తుంది.
ఈ పరస్పర చర్య యొక్క స్వభావం దాని పరిసర వాతావరణం ద్వారా కాంతి ఉనికిలో ఉండటానికి మరియు ప్రచారం చేయడానికి లేదా ప్రయాణించడానికి అనంతమైన అవకాశాలకు దారి తీస్తుంది. అయితే, ఈ అపరిమితమైన అవకాశం, పరస్పర చర్యలను అసాధారణంగా మోడల్ చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది మరియు క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అనేక దశాబ్దాలుగా పరిష్కరించడానికి కృషి చేస్తున్న సవాలు ఇది.
ఈ అవకాశాలను విభిన్న సెట్‌లుగా వర్గీకరించడం ద్వారా, బర్మింగ్‌హామ్ బృందం ఫోటాన్ మరియు ఉద్గారిణి మధ్య పరస్పర చర్యలను మాత్రమే కాకుండా, ఆ పరస్పర చర్య నుండి వచ్చే శక్తి సుదూర ‘దూర క్షేత్రం’లోకి ఎలా ప్రయాణిస్తుందో వివరించే నమూనాను రూపొందించగలిగింది.
అదే సమయంలో, వారు ఫోటాన్ యొక్క విజువలైజేషన్‌ను రూపొందించడానికి వారి గణనలను ఉపయోగించగలిగారు.
యూనివర్శిటీ స్కూల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్‌లో మొదటి రచయిత డాక్టర్ బెంజమిన్ యుయెన్ ఇలా వివరించారు: “మా లెక్కలు పరిష్కరించలేని సమస్యను గణించగలిగేలా మార్చడానికి మాకు సహాయపడింది. మరియు, దాదాపుగా మోడల్ యొక్క ద్వి-ఉత్పత్తిగా, మేము ఉత్పత్తి చేయగలిగాము. ఫోటాన్ యొక్క ఈ చిత్రం, భౌతిక శాస్త్రంలో ఇంతకు ముందు చూడనిది.”
పని ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు మెటీరియల్ సైన్స్ కోసం పరిశోధన యొక్క కొత్త మార్గాలను తెరుస్తుంది. ఫోటాన్ పదార్థంతో మరియు దాని పర్యావరణంలోని ఇతర అంశాలతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందో ఖచ్చితంగా నిర్వచించగలగడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు కొత్త నానోఫోటోనిక్ సాంకేతికతలను రూపొందించగలరు, అది మనం సురక్షితంగా కమ్యూనికేట్ చేసే విధానాన్ని మార్చవచ్చు, వ్యాధికారకాలను గుర్తించవచ్చు లేదా రసాయన ప్రతిచర్యలను పరమాణు స్థాయిలో నియంత్రించవచ్చు.
బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో సహ రచయిత, ప్రొఫెసర్ ఏంజెలా డెమెట్రియాడౌ ఇలా అన్నారు: “పర్యావరణం యొక్క జ్యామితి మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలు ఫోటాన్‌లు ఎలా విడుదలవుతాయి, ఫోటాన్‌ల ఆకారం, రంగు మరియు ఎంత అవకాశం ఉందో నిర్వచించడంతో సహా తీవ్ర పరిణామాలు ఉన్నాయి. ఉనికిలో ఉంది.”
డాక్టర్ బెంజమిన్ యుయెన్, జోడించారు: “ఈ పని కాంతి మరియు పదార్థం మధ్య శక్తి మార్పిడిపై మన అవగాహనను పెంచడానికి మాకు సహాయపడుతుంది మరియు రెండవది కాంతి దాని సమీపంలోని మరియు సుదూర పరిసరాలలోకి ఎలా ప్రసరిస్తుందో బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఇది సహాయపడుతుంది. ‘శబ్దం’ — కానీ దానిలో చాలా సమాచారం ఉంది, మనం ఇప్పుడు అర్థం చేసుకోగలము మరియు దీనిని అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, భవిష్యత్తు కోసం కాంతి-పదార్థ పరస్పర చర్యలను రూపొందించడానికి మేము పునాదులను సెట్ చేస్తాము మెరుగైన సెన్సార్‌లు, మెరుగైన ఫోటోవోల్టాయిక్ ఎనర్జీ సెల్‌లు లేదా క్వాంటం కంప్యూటింగ్ వంటి అప్లికేషన్‌లు.”
