New theory reveals the shape of a single photon
Une nouvelle théorie révèle la forme d'un photon unique
par l'Université de Birmingham
Une nouvelle théorie, qui explique comment la lumière et la matière interagissent au niveau quantique, a permis aux chercheurs de définir pour la première fois la forme précise d'un photon unique. Crédit : Dr. Benjamin Yuen
Une nouvelle théorie qui explique comment la lumière et la matière interagissent au niveau quantique a permis aux chercheurs de définir pour la première fois la forme précise d'un photon unique.
Des recherches menées à l'Université de Birmingham, publiées dans Physical Review Letters, explorent la nature des photons (particules individuelles de lumière) avec un niveau de détail sans précédent pour montrer comment ils sont émis par des atomes ou des molécules et façonnés par leur environnement.
La nature de cette interaction conduit à des possibilités infinies pour la lumière d'exister et de se propager, ou de voyager, dans son environnement. Cette possibilité illimitée, cependant, rend les interactions exceptionnellement difficiles à modéliser, et constitue un défi que les physiciens quantiques s'efforcent de relever depuis plusieurs décennies.
En regroupant ces possibilités en ensembles distincts, l'équipe de Birmingham a pu produire un modèle qui décrit non seulement les interactions entre le photon et l'émetteur, mais aussi la manière dont l'énergie de cette interaction se déplace dans le « champ lointain »
En même temps, ils ont pu utiliser leurs calculs pour produire une visualisation du photon lui-même.
Le premier auteur, le Dr Benjamin Yuen, de l'École de physique de l'Université, a expliqué : « Nos calculs nous ont permis de convertir un problème apparemment insoluble en quelque chose qui peut être calculé. Et, presque comme un sous-produit du modèle, nous avons pu produire cette image d'un photon, quelque chose qui n'avait jamais été vu auparavant en physique. »
Ce travail est important car il ouvre de nouvelles voies de recherche pour les physiciens quantiques et la science des matériaux. En étant capables de définir précisément comment un photon interagit avec la matière et avec d'autres éléments de son environnement, les scientifiques peuvent concevoir de nouvelles technologies nanophotoniques qui pourraient changer la façon dont nous communiquons en toute sécurité, détectons les agents pathogènes ou contrôlons les réactions chimiques au niveau moléculaire, par exemple.
La co-auteure, la professeure Angela Demetriadou, également de l'Université de Birmingham, a déclaré : « La géométrie et les propriétés optiques de l'environnement ont des conséquences profondes sur la façon dont les photons sont émis, notamment sur la définition de la forme, de la couleur et même de la probabilité qu'ils existent. »
Le Dr Benjamin Yuen a ajouté : « Ces travaux nous aident à mieux comprendre l'échange d'énergie entre la lumière et la matière, et deuxièmement à mieux comprendre comment la lumière rayonne dans son environnement proche et lointain. Une grande partie de ces informations étaient auparavant considérées comme du « bruit », mais elles contiennent tellement d'informations que nous pouvons désormais les comprendre et les utiliser.
« En comprenant cela, nous posons les bases qui nous permettront de concevoir des interactions lumière-matière pour des applications futures, telles que de meilleurs capteurs, des cellules photovoltaïques améliorées ou l'informatique quantique. »
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COMMENTAIRES
C et article tr&s interessant méritait plus que la simploe lectiure et je suis donc aller lire et photographier la publication originale ...*
Voici donc les 5 clichés que les auteurs nous fournissent ...
Ce qu 'on peut y voir concerne la transition de l interaction émetteur -onde émise et le '' démarage du photon
Je rappelle pour mes élèves l image que nous en donne la théorie classique de Maxwell
Nb : traduction du résumé note originale :Nous présentons un schéma de quantification secondaire complet pour les dispositifs photoniques radiatifs. Nous quantifions canoniquement le continuum des modes propres photoniques en les transformant en un ensemble discret de pseudomodes qui fournissent une description complète et exacte des émetteurs quantiques interagissant avec les environnements électromagnétiques. Cette méthode évite toutes les approximations de réservoir et offre de nouvelles perspectives sur les corrélations quantiques, en capturant avec précision toutes les dynamiques non-markoviennes. Cette méthode surmonte les défis de la quantification des systèmes non-hermitiens et est applicable à diverses géométries nanophotoniques.
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iMore nformation: Ben Yuen et al, Exact Quantum Electrodynamics of Radiative Photonic Environments, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.203604
Journal information: Physical Review Letters
Provided by University of Birmingham
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A device to sort photon states could be useful for quantu
Comme tous les autres articles issus du modèle standard, celui-ci part d'un modèle mathématique qui élude le physique nommant à tort l'espace-temps par le "vide quantique". Il n'y a ni père noël ni "vide" mais ces notions du moyen âge sont justes là pour éluder la physique. La manière dont est "expliqué" le transfert d'impulsion d'un photon (sans masse) sur une voile solaire est un scandale. Bien sûr par le raccourci "énergie h nu" on arrive à une conclusion dimensionnelle "honnête" vers l'impulsion p = ML/T. Avec cela on peut se rendormir ....
RépondreSupprimerMais la physique profonde ne joue pas à ce jeu de dupe !
Elle dit :
1/ le terme "sans masse" n'existe que dans les valeurs absolues des math et ne sont pas applicables en physique. Les photons sont dipolaires et transportés par les "cordes" Bodys qui annulent par symétrie la masse de leur pôles contraires. A la moindre perturbation la symétrie est brisée et une partie des masses est révélée. L'énergie émise, traduite en fréquence, peut-être récupérée par induction selon Maxwells.
2/ la structure de l'espace-temps (faite d'un maillage de cordes synchronisées à point zéro commun), possède une somme de sous harmoniques appelées naïvement "fluctuations du vide quantique". La fondamentale est la fréquence d'une corde Bodys qui n'est autre que celle d'un électron (10^20 Hz).
3/ la vitesse c est ordonnée par le passage au point zéro commun pour "sauter" localement, d'une corde à l'autre.
4/ Le modèle standard traine plus de 100 énigmes dont chaque spécialiste croit en connaitre 3 ou 4 ! le concernant. Le modèle standard n'a ni le courage ni la capacité de les recenser.
Le modèle standard porte une forte responsabilité devant l'explosion des complotistes qui appuient leur argumentation justement sur l'incapacité de résoudre les énigmes.
Comme les Condensats de Bose Einstein cosmiques, qui sont des ilots de synchronisation pour lutter contre l'entropie informationnelle, la nouvelle société se divise en sectes avec un langage ésotérique et de pensées réduites et fermées.
Cordialement
D MAREAU
PS le modèle standard est un secte comme une autre. La règle PARETO indique que 80% des "chercheurs" ont appris par coeur et 20% ont cherché à comprendre. Cependant il faut un sacré courage pour lutter contre les 80% !
JEAN CLAUDE PECKERs et signataire, avec 33 autres scientifiques, d'une lettre ouverte à la communauté scientifique où les auteurs dénoncent ce qu'ils qualifient de dominance d'un modèle standard du Big Bang et de l'expansion de l'Univers. Les hypothèses émises, comme celle de la lumière fatiguée sont en effet critiquées – sinon totalement ignorées – par les cosmologistes actuels.
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