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¿Qué forma tiene un fotón?
Un estudio reciente dio un paso clave en la comprensión de la forma del fotón demostrando que este puede cambiar según el entorno en el que se propaga.
Partículas portadoras de luz
Los fotones son partículas elementales que componen la radiación electromagnética, es decir, son las portadoras de la luz.
No sólo de la luz visible (la que vemos) sino también de la luz de todo el espectro electromagnético.
Desde la luz ultravioleta o la luz infrarroja que forma parte de la luz que llega del sol.
Los fotones son partículas que no poseen masa, y su energía varía dependiendo del tipo de radiación de que se trate (luz visible, microondas, rayos gamma, entre otras).
Ahora bien, cuando se habla de luz, si bien son los fotones las partículas que la representan, el comportamiento de la luz no es algo simple.
La luz tiene propiedades tanto de partícula como de onda.
Esta dualidad de la luz es una de las bases de la física cuántica.
Vemos gracias a los fotones pero, ¿no podemos ver un fotón?
Todo lo que se observa es gracias a la luz.
Sin embargo, lo que se ve en realidad es el efecto de la luz sobre los objetos, pero no se ven los fotones de manera directa. Ah
ora, ¿por qué no se pueden ver?
A diferencia de lo que se puede captar con cámaras o microscopios, al fotón no se le puede “tomar una foto”.
Tampoco “observar” de manera directa.
Son varios los factores que impiden que se puedan ver los fotones.
Por ejemplo, no se puede “detener” a un fotón para observar porque siempre se mueve a la velocidad de la luz en el vacío.
Pero, incluso si hipotéticamente pudiera detenerse (algo que no ocurre) se sabe desde la mecánica cuántica que los fotones no tienen una posición definida.
No se puede saber de manera exacta dónde se encuentra un fotón.
Todo se reduce a la probabilidad que se tiene de poder encontrar un fotón en determinado lugar.
Descubriendo la forma del fotón
En la universidad inglesa de Birmingham se logró por primera vez construir un modelo que describe la forma del fotón.
Este estudio liderado por Ben Yuen y Angela Demetriadou, publicado en 2024 por la revista Physical Review Letters, tuvo un nuevo enfoque teórico y computacional que les permitió reconstruir la forma cuántica del fotón después de ser emitido por una fuente.
Hasta el momento, en estudios anteriores lo que se había visto es el efecto del fotón y no el fotón el sí.
Para realizar dicho estudio, los investigadores analizaron el comportamiento de los fotones agrupando las posibilidades que tiene la luz al propagarse por su entorno al ser emitida por una fuente.
Teniendo en cuenta que el entorno moldea al fotón a medida que se propaga, construyeron un modelo que describe las interacciones entre el entorno y el fotón, y cómo va variando mientras este continúa viajando.
Por lo tanto, lo que se obtuvo no fue una foto directa del fotón, sino una descripción que modela cómo un fotón puede comportarse en un entorno físico real, y no pensando que viaja por el vacío.
luego, estos resultados se plasmaron en una imagen: una especie de nube que muestra dónde es más probable que esté el fotón luego de ser emitido.
¿Por qué es importante?
Este estudio tiene gran importancia ya que explica de manera novedosa y con un nivel muy grande de detalles cómo los fotones se moldean según su entorno y a su vez, esto permite estudiar la luz en su estado más elemental.
Trabajar con los fotones es ver cómo funciona la luz a escalas diminutas, permitiendo entender mejor el fenómeno electromagnético.
Pero además, puede ser clave para el avance de computadoras cuánticas, sensores ultra sensibles, energía solar más eficiente, entre otros.
Referencias
