¿Puede un fotón ser multicolor?

Hay un estado cuántico estacionario de un fotón llamado ‘estado Fock’. La función de onda del estado de Fock designa el número de fotones con un vector de onda particular y polarización. La operación del operador numérico en un estado Fock genera el número de fotones en ese vector de onda particular y polarización.

Uno puede tener un estado Fock con un solo fotón que designa la distribución de probabilidad de encontrar ese fotón en un vector de onda particular y polarización. Tal fotón podría llamarse un ‘fotón multicolor’.

Alternativamente, podemos tener un estado Fock con un solo fotón que designe la probabilidad de encontrar ese fotón en un punto particular con su giro orientado en una posición particular. Tal fotón podría considerarse un ‘fotón multicoordinado’.

Pensaste que la mecánica cuántica de partículas individuales era anti-intuitiva. Esa fue solo la primera cuantización. Espera hasta que te encuentres con la electrodinámica cuántica, la segunda cuantización

! -)

Tomo esta pregunta como: ¿Puede un fotón poseer diferentes longitudes de onda al mismo tiempo?

Sí, un fotón puede estar en una superposición de diferentes longitudes de onda. Esto funciona igual que con cualquier partícula cuántica. Cada posible energía fotónica [matemática] E [/ matemática] coincide con una longitud de onda diferente [matemática] \ lambda = \ frac {\ hbar c} {E} [/ matemática], por lo que una simple superposición de estados propios de energía ya es un “multicolor “Fotón”. Una posible fuente para tales fotones sería un átomo en una superposición de dos estados excitados (con diferentes energías) que caiga nuevamente al estado fundamental emitiendo un fotón en una superposición de exactamente estas dos energías.

El único problema: siempre que mida la longitud de onda de un fotón, encontrará que tiene una longitud de onda. Entonces, un fotón nunca puede ser “percibido” como multicolor. La única forma de descubrir la “multicoloresidad” de un fotón sería de alguna manera dejar que sus dos longitudes de onda interfieran mecánicamente cuánticamente.

Si tiene alguna pregunta sobre algún término que utilicé, simplemente deje un comentario.

Saludos, Silas

Supongo que esta pregunta es lo mismo que preguntar si una onda electromagnética puede abarcar simultáneamente múltiples frecuencias, es decir, estar compuesta de sub-ondas colaterales.

Desde un punto de vista, supongo que sí, y una onda podría descomponerse en Fourier en un conjunto de ondas sinusoidales. Lo que no puedo visualizar es por qué un conjunto de oscilaciones independientes se uniría en el espacio, o más bien se propagaría en lugar de extenderse de forma independiente. Y eso me lleva a preguntarme por qué las señales de RF o cualquier otra radiación E / M no ‘divergen’ si no es una señal de onda sinusoidal.

No veo ninguna razón por la cual un fotón tiene que ser de frecuencia única; ¿no podría estar formado por la suma de subarmónicos? Pero eso implica que tendría múltiples energías. Espero que un físico mejor que yo pueda intervenir y comentar.

Los fotones no tienen color, longitud de onda, frecuencia o energía como una propiedad inherente. Entonces “No.”

La razón es que cada observador que se mueve de forma diferente verá la luz como un color diferente, ya que el color es una función del proceso de emisión y la relación entre la fuente y el “ojo”.

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