الكشف عن شكل الفوتون لأول مرة في تاريخ الفيزياء

جامعة برمنغهام تكشف تفاصيل جديدة عن الفوتونات

أعلن باحثون من جامعة برمنغهام البريطانية عن اكتشاف جديد حول طبيعة الفوتونات، حيث تمكنوا من تقديم تمثيل مرئي لكيفية تشكل الفوتونات وانبعاثها من الذرات أو الجزيئات.

ما هي الفوتونات؟

الفوتونات هي وحدات صغيرة من الطاقة تمثل الضوء وأشكالًا أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي، مثل موجات الراديو أو الأشعة السينية. وتتحرك الفوتونات بسرعة الضوء التي تصل إلى 300 ألف كيلومتر في الثانية، ما يجعلها الوسيلة الأساسية لنقل الطاقة عبر الفضاء.

دراسة جديدة لتفاعل الفوتونات

وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة “Physical Review Letters”، تتأثر الفوتونات بشدة بالبنية المحيطة عند تفاعلها مع المادة. استخدم الباحثون تجارب تضمنت تجاويف وبُنى نانوية دقيقة، ما أتاح لهم تمثيلًا مرئيًا للفوتونات أثناء هذه التفاعلات.

وأبرز الباحثون نموذجًا رياضيًا جديدًا، أطلقوا عليه اسم “شبه الوضع”، لتبسيط وصف الفوتونات في البيئات المعقدة، وتحويل مشكلات معقدة إلى حسابات قابلة للحل.

الشكل الجديد للفوتون

النموذج الجديد مكّن الفريق من إنتاج صورة غير مسبوقة للفوتون. وأوضح الباحث الرئيسي، بنجامين يوين، أن هذه الصورة تمثل تفاعل الفوتون مع محيطه، وهو ما يؤثر على خصائصه، مثل اللون، الاتجاه، واحتمالية وجوده في حالة معينة.

تطبيقات واعدة في الفيزياء والتكنولوجيا

هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة للعلماء في مجالات مثل الفيزياء الكمومية وعلم المواد. فهم تفاعلات الفوتونات يساعد على تطوير تقنيات نانوية جديدة لتحسين وسائل الاتصال الآمنة واكتشاف مسببات الأمراض.

كما يمكن لهذا التقدم أن يسهم في دراسة التفاعلات الكيميائية على المستوى الجزيئي، مما يتيح تطبيقات عملية في الطب والكيمياء.