¿Los fotones interactúan con la materia y, de ser así, cuáles son los efectos? ¿Como sucedió esto?

Cuando los fotones interactúan con la materia … qué sucede … los electrones saltan de la superficie de la materia (principalmente metales). Sí, se puede observar el efecto fotoeléctrico cuando los fotones interactúan con superficies metálicas.

Una imagen que muestra el efecto fotoeléctrico.

Fuente – wikipedia

Respuesta de la teoría cuántica de campos:

Los fotones son cuantos (o piezas) del campo electromagnético que oscilan a una frecuencia en el rango que llamamos luz . Cada cuanto tiene su propia identidad. Pueden ser creados (o emitidos) por átomos, como en el sol o en una lámpara, y pueden ser absorbidos por átomos, como en una tira de película o en el ojo humano. Desafortunadamente, QFT ni ninguna teoría describen cómo sucede esto. La absorción de un fotón es un ejemplo de colapso cuántico, como se describe en el Capítulo 10 de mi libro, que está disponible gratuitamente en Comprender la física a través de la teoría del campo cuántico (haga clic en el Capítulo 10 en la esquina superior izquierda):

Si bien el colapso cuántico es una parte esencial de QFT, no se describe en las ecuaciones de campo. Además de esta falta de teoría, hay varios aspectos que molestan a muchos físicos. Una es que el colapso es instantáneo y ocurre al mismo tiempo en puntos muy separados. [1] Esto es especialmente molesto en el caso de dos fotones enredados. Los físicos llaman a este proceso no local porque implica una comunicación más rápida que la velocidad de la luz. Ahora es cierto que las ecuaciones de campo incluyen un número c que limita la velocidad de propagación, pero estas ecuaciones no describen el colapso cuántico, por lo que no hay razón para que no pueda ocurrir. De hecho, el colapso cuántico es necesario para que los cuantos actúen como unidades indivisibles. Como no conduce a paradojas o inconsistencias, no hay razón para no aceptarlo. En cualquier caso, la no localidad ha sido documentada experimentalmente. Incluso aquellos que creen en las partículas como la realidad última reconocen que algo colapsa.

El otro problema es que, hasta donde sabemos, el colapso cuántico es aleatorio. QFT no explica cuándo o cómo sucede. Todo lo que sabemos es que la probabilidad de colapso está relacionada con la intensidad del campo en un punto dado. La idea de aleatoriedad era preocupante para Einstein:

Encuentro la idea bastante intolerable de que un electrón expuesto a la radiación elija, por su propia voluntad , no solo su momento de saltar, sino también su dirección. En ese caso, preferiría ser un zapatero, o incluso un empleado en una casa de juegos, que un físico. – A. Einstein (carta a Max Born, 1924)

Sin embargo, 25 años después, Einstein suavizó su postura. En un discurso de 1950 al Congreso Internacional de Cirujanos, después de describir la “evidencia abrumadora” para renunciar a la causalidad, concluyó diciendo:

¿Sobrevivirá este credo para siempre? Me parece que una sonrisa es la mejor respuesta. – A. Einstein (Physics Today, junio de 2005, p. 47-48)

Si bien QFT no resuelve el problema de la aleatoriedad, al menos se ha anclado a un evento específico. Ya no es un fenómeno vago relacionado con el papel del observador, como en QM; Es un evento físico que ocurre con o sin un observador. Tal vez algún día tengamos una teoría para describirlo, pero incluso si es verdaderamente aleatorio, no hay nada inherentemente contradictorio al respecto. Puede que no sea lo que esperábamos, pero, como Einstein, siempre podemos sonreír.

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[1] El lector avanzado, sabiendo que “al mismo tiempo” depende de su estado de movimiento, puede preguntar a qué marco de referencia se hace referencia. Aunque no hay evidencia experimental, sugeriría que el marco del átomo absorbente es apropiado, o al menos una buena posibilidad.

Los fotones interactúan con la materia todo el tiempo, entregando su masa y energía cinética a un átomo con su “último aliento moribundo”. ¡En realidad no, ya que los fotones no están vivos para empezar! Pero solo existen mientras viajan entre la materia (es decir, entre la emisión y la absorción por la materia).

Si te quemas con el sol, ese es el efecto de los fotones que golpean tu piel. Las plantas obtienen energía de los fotones. La luz del día proviene de ciertas frecuencias de luz, es fotones.

Más información sobre los fotones reales en: “MC Physics- Model of a Real Photon with Structure and Mass”, documento de la categoría viXra High Energy Particle Physics, http://vixra.org/pdf/1609.0359v1 …

Además del efecto fotoeléctrico, un fotón puede patear un electrón desde un orbital fuertemente unido alrededor del núcleo a un menos fuertemente unido. El fotón se absorbe en el proceso.

También puede expulsar un electrón del átomo, ionizándolo. El electrón se vuelve libre.

Cuanto mayor es la temperatura de radiación, más enérgicos son los fotones y mayores posibilidades de tener un plasma altamente ionizado.

1. Hola. Lamento tu trágica pérdida de tu vista. Supongo que recibirá esta respuesta porque no puede ver el mundo a través de los ojos y la radiación electromagnética. Para responder a su pregunta, pensemos lógicamente. La persona que está leyendo esta respuesta puede ver bien, por lo que los átomos en sus ojos están interactuando electromagnéticamente, a través de fotones. Entonces podemos suponer que los fotones (bosones de la fuerza electromagnética) o simplemente, la luz puede interactuar con la materia. La mayoría de las partículas en el universo interactúan electromagnéticamente. Si no lo hicieran, no estarías aquí haciendo esta pregunta.

Eso es todo lo que pueden hacer. Además, así se transmiten todas las interacciones electromagnéticas.

Sin embargo, no voy a poder darle una explicación rápida de cómo funciona. Para obtener una lista de lectura, Google “electrodinámica cuántica”.

Por supuesto reflexión, refracción, arcoiris. Toda interacción con la materia.

Los fotones interactúan con la materia como parte del electromagnetismo.

Los efectos son básicamente todo lo que ves y experimentas a medida que avanzas en tu ronda diaria.

(Con la excepción de la gravedad).