Fotón

En física moderna el fotón (del griego φως phōs 'luz') es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. El fotón tiene masa invariable igual a cero, y se mueve en el vacío a la velocidad constante c. En presencia de materia la partícula puede ser absorbida, transfiriendo energía y momento proporcional a su frecuencia.

Como todos los cuantos, el fotón se comporta como onda y como partícula, fenómeno que se ha dado en llamar dualidad onda-partícula.

El concepto moderno de fotón fue desarrollado gradualmente entre 1905 y 1917 por Albert Einstein1]2]3]4] para explicar observaciones que no encajaban en el modelo clásico del modelo electromagnético de la luz. En particular el modelo de fotón en relación a la energía lumínica que depende de la frecuencia, y la explicación respecto a la propiedad de la materia y la radiación electromagnética para permanecer en equilibrio térmico.

Otros físicos trataron de explicar las observaciones anómalas mediante "modelos semiclásicos", en los que la luz es todavía descrita mediante las ecuaciones de Maxwell, aunque la materia que emite y absorbe luz es cuantizable.

Si bien estos modelos contribuyeron al desarrollo de la mecánica cuántica, experimentos posteriores probaron la hipótesis de Einstein de que la misma luz es la cuantizada: los cuantos de luz son los fotones.

El concepto de fotón llevó a avances inmediatos en física teórica y experimental, tales como la teoría cuántica de campos, el condensado de Bose-Einstein, la amplitud de probabilidad de la mecánica cuántica e inventos como el láser.

De acuerdo al modelo estándar de física de partículas los fotones son los responsable de producir todos los campos eléctricos y magnéticos, y a su vez son el resultado de que las leyes físicas tienen cierta simetría en todos los puntos del espacio-tiempo. Las propiedades intrínsecas de los fotones ( carga eléctrica, masa invariable y espín ) estan determinadas por las propiedades de la simetría de Gauge.

Los fotones tienen muchas aplicaciones tecnológicas, incluyendo fotoquímica, microscopios fotónicos y medición de distancias moleculares. Incluso se los ha estudiado como componentes de computadoras cuánticas y en aplicaciones sofisticadas de comunicación óptica como por ejemplo criptografía cuántica.