El análisis se centró en la interacción entre la luz y la materia a nivel cuántico. Los investigadores utilizaron una teoría que explica cómo interactúan la luz y la materia para crear una visualización matemáticamente exacta de la forma de un fotón. "La visualización es una simulación exacta de un fotón emitido por un átomo que está en la superficie de una nanopartícula de silicio", comentó Benjamin Yuen, coautor del estudio.
La forma del fotón no se refiere a una forma geométrica tradicional, sino a una distribución de intensidad. Es decir, un mapa de dónde se puede esperar encontrar el fotón en un momento dado. La forma del fotón está profundamente influida por la nanopartícula, lo que hace miles de veces más probable que el fotón sea emitido e incluso permite que sea reabsorbido por el átomo múltiples veces.
El estudio también reveló la importancia de la función de onda, un concepto fundamental de la física cuántica que describe el estado de un sistema en un momento dado. La función de onda ayuda a definir la posición de una partícula subatómica a partir de la probabilidad de que la misma se encuentre en un lugar específico.
Los resultados del estudio tienen implicaciones importantes para nuestra comprensión de la interacción entre la luz y la materia. Al tener la oportunidad de definir con precisión cómo interactúa un fotón con la materia y con otros elementos de su entorno, los científicos podrán diseñar nuevas tecnologías 'nanofotónicas' para la computación cuántica, sensores y células solares. Este trabajo nos ayuda a comprender mejor el intercambio de energía entre la luz y la materia, concluye Yuen.
Algunas de las posibles aplicaciones de este estudio incluyen:
- Diseño de nuevas tecnologías 'nanofotónicas' para la computación cuántica
- Desarrollo de sensores más avanzados
- Mejora de las células solares