Lần đầu tiên các nhà khoa học 'chụp hình' được một hạt photon

Đây là một thành tựu chưa từng có trong ngành vật lý, mở ra một chương mới trong việc hiểu rõ hơn về các tương tác giữa ánh sáng và vật chất.

27/11/2024 09:30

Trong một bước tiến mang tính đột phá, ngành vật lý học đã lần đầu tiên 'chụp hình' được một hạt photon đơn lẻ. Thành tựu này không chỉ mở ra những cánh cửa mới trong lĩnh vực vật lý lượng tử mà còn hứa hẹn những ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực công nghệ hiện đại.(Ảnh: Sci.News)

Đội ngũ nghiên cứu tại Đại học Birmingham, Anh, đã công bố kết quả nghiên cứu đột phá này trên tạp chí Physical Review Letters. Dựa trên lý thuyết mới về cách ánh sáng và vật chất tương tác ở cấp độ lượng tử, các nhà khoa học đã lần đầu tiên 'chụp hình' thành công một hạt photon đơn lẻ. (Ảnh: SciTechDaily)

Đây là một thành tựu chưa từng có trong ngành vật lý, mở ra một chương mới trong việc hiểu rõ hơn về các tương tác giữa ánh sáng và vật chất.(Ảnh: Helmholtz)

Photon là các hạt ánh sáng thuộc về cơ học lượng tử, có tính chất lưỡng tính sóng-hạt, nghĩa là chúng có thể được mô tả như cả sóng và hạt. Tuy nhiên, chính tính lưỡng tính này đã khiến việc xác định chính xác hình dạng của photon trở nên vô cùng khó khăn. Nhờ vào mô hình lý thuyết mới, các nhà khoa học đã phân loại được các khả năng tương tác của ánh sáng, giúp họ lần đầu tiên 'chụp hình' được photon.(Ảnh: ZME Science)

Việc chụp được hình ảnh của photon không chỉ là một bước tiến lớn trong nghiên cứu cơ bản mà còn mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng. Theo tiến sĩ Benjamin Yuen, người đứng đầu nghiên cứu, hiểu biết sâu hơn về sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất sẽ giúp thiết kế các cảm biến tốt hơn, cải thiện cell năng lượng quang điện và thúc đẩy phát triển điện toán lượng tử.(Ảnh: Faculty of Engineering and Physical Sciences - University of Leeds)

“Cấu trúc hình học của môi trường quyết định sự tương tác của photon với vật chất”, tiến sĩ Angela Demetriadou, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết. “Cấu trúc hình học và tính chất quang học của môi trường có ảnh hưởng sâu sắc đến cách photon được phát ra, bao gồm việc xác định hình dạng, màu sắc của photon và thậm chí cả khả năng tồn tại của nó”.(Ảnh: SciTechDaily)

Khám phá này mở ra cơ hội phát triển các công nghệ quang tử nano mới, tối ưu hóa quá trình phát hiện mầm bệnh hay kiểm soát các phản ứng hóa học. Bằng cách hiểu rõ hơn về cách năng lượng từ sự tương tác giữa photon và vật chất lan truyền ra xa, các nhà khoa học có thể thiết kế các tương tác ánh sáng và vật chất theo hướng có lợi cho các ứng dụng trong tương lai.(Ảnh: Adobe Stock)

Việc hụp hình được một hạt photon đơn lẻ là một bước tiến mang tính đột phá trong ngành vật lý học. Khám phá này không chỉ nâng cao hiểu biết về cơ học lượng tử mà còn mở ra nhiều cơ hội phát triển công nghệ tiên tiến. Việc nghiên cứu và ứng dụng các tương tác giữa ánh sáng và vật chất hứa hẹn mang lại những đột phá mới, từ cảm biến y tế đến điện toán lượng tử, góp phần cải thiện cuộc sống của con người.(Ảnh: Live Science)