¿Puede un solo fotón tener polarización circular o la polarización circular solo es posible para un haz de luz?

Sí, absolutamente puede, ¡y de hecho casi siempre lo hace! Un fotón es una partícula spin-1, lo que significa que tiene un momento angular intrínseco de [math] \ pm \ hbar [/ math] (la mayoría de las otras partículas de spin-1 también pueden tener un momento angular 0, pero los fotones no pueden porque son sin masa *). Estos estados de momento angular son estados de polarización circular. Un fotón también puede polarizarse lineal o elipsoidalmente si está en una superposición de estados de momento angular, pero la descripción más “natural” es en términos de polarización circular.

* El momento angular 0 a lo largo de un eje (digamos el eje z) significa que el estado de la partícula es simétrico con respecto a las rotaciones sobre los ejes perpendiculares a ese eje (es decir, x e y). Sin embargo, podemos establecer el eje z a lo largo de la trayectoria de vuelo del fotón; Esto significa que en cualquier marco de referencia, hay un momento lineal distinto de cero a lo largo del eje z, ya que un fotón viaja en c en cualquier marco de referencia. El momento se cambiaría bajo una rotación alrededor del eje x o y, por lo que la simetría se rompe y el momento angular no es 0. Esto contrasta con todas las partículas masivas: para cualquier partícula masiva, hay un marco de referencia en que la partícula está en reposo (no tiene impulso), por lo que se permite girar 0

¿Puede un solo fotón tener polarización circular o la polarización circular solo es posible para un haz de luz?

Los fotones individuales pueden polarizarse circularmente. De hecho, si el fotón tiene un giro definido, entonces debe estar polarizado circularmente. Puedes pensar en el fotón girando alrededor, lo que le da el momento angular que llamamos spin.

Son estadisticas. La probabilidad de que un fotón no sea detectado por otra cosa solo depende de la cantidad de esa otra cosa que tenga. Es un abuso de la semántica afirmar que tiene un fotón sin detectar en un aparato, no es diferente a afirmar que tiene 0.9 de un fotón. Sin embargo, ciertamente puede reclamar un fotón después de la detección. La luz se puede polarizar y llevar el momento angular. Los fotones transportan cuantos de momento angular.

Puede escribir el estado de polarización de un fotón como una superposición de cualquier estado de polarización base que desee. En general, sin embargo, es más conveniente en QED tratarlos en términos de estados de polarización circular.

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