Se detecta propagación cuántica mientras los científicos explican la estructura de los fotones por primera vez

Una investigación llevada a cabo en la Universidad de Birmingham ha descubierto la naturaleza exacta de un solo fotón, cambiando la forma de entender las interacciones entre la luz y la materia a escala cuántica. Un estudio detallado en Physical Review Letters nos dice cómo los fotones, o partículas de luz, son producidos y influenciados por su entorno, lo que ofrece oportunidades para importantes avances tecnológicos.

Este logro se debe a la resolución de un desafío de larga data en la física cuántica: los modos de fotones de corto alcance que pueden propagarse en su entorno. Los investigadores han dividido estas condiciones en grupos manejables, lo que permite que el modelo explique no sólo cómo interactúan los fotones con sus emisores sino también cómo fluye la energía en el campo lejano. La investigación también incluye la primera detección de fotones, que se logra mediante complejos cálculos.

Problemas problemáticos resueltos

El Dr. Benjamin Yuen, físico de la Universidad de Birmingham y autor principal de estudiarExplicó que el equipo convirtió un problema insuperable en un diseño solucionable por computadora. Como resultado, pudieron mostrar la naturaleza del fotón, un paso muy importante en la física cuántica.

Flujo de fotones en forma en el medio ambiente

El estudio, publicado en Physical Review Letters, también revela el importante papel de las condiciones ambientales, incluidas la geometría y las propiedades ópticas, a la hora de explicar las propiedades de los fotones. Según la profesora Angela Demetriadou, coautora de la investigación, estas influencias se extienden al color, la forma y la probabilidad de emisión del fotón. Los datos, antes descartados como ruido de fondo, ahora sirven como una valiosa fuente de información.

Desarrollo de instrumentos de materia ligera

Se espera que este descubrimiento avance en el diseño de la tecnología nanofotónica. Dr. Yuen destacó su potencial para desarrollar sensores avanzados, células solares y sistemas de computación cuántica. Una comprensión más detallada de las interacciones de las sustancias luminosas también puede conducir al éxito de una comunicación segura y de procesos químicos a nivel molecular.

Al ver un fotón por primera vez, la investigación sienta las bases para futuros experimentos, lo que marca un importante paso adelante en la comprensión del mundo cuántico.