EL FOTÓN - (CONTINUACIÓN)
Hoy continuamos con el fotón y algunos de los experimentos en los que se ve involucrado el mismo. Hablábamos del efecto fotoeléctrico.
Comentabamos en la entrada anterior que de acuerdo a lo que se había observado en aquel entonces al momento de tomar un trozo de metal e iluminarlo, se notaba que solamente en ocasiones se podía apreciar dicho efecto, esto debido a que no dependía de la potencia de la luz (Cantidad de cuántos) sino del color de dicha luz (Energía de los cuántos).
De modo que si se iluminaba el metal con digamos una luz roja, por muy potente que esta sea (cuántos que transporta) no se desprenderán electrones, sin embargo, al tomar una luz azul por ejemplo, por muy tenue que esta fuera, producía efecto fotoeléctrico con facilidad.
En 1926 se adoptó para la partícula el nombre de “fotón”, propuesto por Gilbert N. Lewis y que viene del griego “luz”, combinado con la terminación -on que se había usado para el electrón: de modo que un fotón es una “partícula de luz“.
Entendiendo al fotón como una partícula, se puede explicar el efecto fotoeléctrico pero... por ejemplo, que sucedería con la Difracción?. solamente podía ser explicada si atendemos a la luz como una onda. (Posteriormente dedicaremos una entrada completa a la "dualidad onda- corpúsculo).
El fotón, dentro del modelo estándar, es un Boson, esto quiere decir que no es constituyente de la materia sino que está encargado de ser intermediario de las interacciones entre partículas. además tiene un spin entero (En este caso, 1).
Los fotones por ser bosones, pueden tener mismos estados cuánticos, lo cual puede dar lugar a que existan muchos fotones haciendo exactamente lo mismo.
Además, el fotón tiene otras características que lo hacen muy interesante: no tiene carga eléctrica, de modo que no siente la fuerza electromagnética. No tiene masa, por lo que durante cierto tiempo se pensó que no sentía la fuerza gravitatoria (la Teoría de la Relatividad General de Einstein cambió eso, y hoy sabemos que sí la siente, de ahí la existencia de los agujeros negros).
Pero entonces al no tener carga ni masa, que es lo que tiene?
Energía!! energía que la puede transmitir por ejemplo a los átomos para exitarlos. (Como sucede cuando te acercas un foco encendido a tu piel, los fotones chocan con tus átomos exitandolos).
Además, un fotón tiene momento lineal, es decir, es capaz de empujar cosas - esto se puede comprobar con relativa facilidad (por ejemplo, mediante experimentos del Efecto Compton) y, de hecho, algunos diseños de naves espaciales utilizan “velas” empujadas por un láser. Pero, además de energía y momento, un fotón representa cierto orden - dos fotones de frecuencias (”colores”) diferentes no tienen la misma energía ni el mismo momento, de modo que puedes tener una cantidad de energía (o momento) determinada con pocos fotones de gran frecuencia, o con muchos fotones de poca frecuencia.
Los fotones viajan siempre, en el vacío, a la velocidad de la luz (¡de ahí el nombre de la velocidad!). El Universo para los fotones es muy, muy raro... No experimentan el tiempo! literalmente. Es decir, el tiempo subjetivo que experimentan desde que son emitidos por un átomo hasta que son absorbidos por otro, sería igual a cero.
Un fotón no experimenta ningún cambio desde que es emitido por lo tanto es como decir que para el fotón, el universo no es algo que pueda experimentar. Nosotros si lo viéramos desde afuera, sería como verlo congelado durante toda su existencia.
Por hoy dejaremos esta entrada hasta aquí, en la proxima, seguiremos hablando del Fotón y de algunos de sus efectos.
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