¿Son los fotones blancos una idea reconocida?

No estoy seguro de qué quiere decir con “todo el espectro contenido en cada onda de fotones”. Si el pulso de 20 nm fuera una onda de probabilidad en forma de bloque, entonces, mediante la transformación de Fourier, contendría una amplitud mayor de senos de 20 nm, que es simplemente radiación ultravioleta, y amplitudes más bajas de frecuencias más altas, hacia la radiación de rayos X;

longitudes de onda;

Esto simplemente significaría que hay una probabilidad muy alta (ya que la probabilidad es siempre el cuadrado del tamaño absoluto de la amplitud compleja) para encontrar fotones UV, y mucha menos probabilidad de encontrar fotones de rayos X de mayor energía.

EDITAR: Las amplitudes de las ondas de probabilidad pueden sumarse temporalmente si los picos se alinean, pero las frecuencias siempre serán distintas. La forma del pulso, ya sea en forma cuadrada, como mi ejemplo, o más sinusoidal, siempre contendrá información más que suficiente sobre las frecuencias a partir de las cuales se creó, incluso si el pulso no es un ciclo completo, ya que todavía está muy lejos del tamaño / tiempo de Planck. Sin embargo, el “blip” no puede contener frecuencias más bajas de lo que permite su tamaño …

Dado que el análisis de Fourier también es viable en estos pulsos extremadamente cortos, significa que estos pulsos [matemáticos] <10 ^ {- 16} s [/ matemáticos] tienen un espectro extendido (el artículo menciona [matemáticos] 60-140 eV [/ matemáticos ], efectivamente alrededor de [matemática] 60eV [/ matemática] ancho de banda de 3 dB).

Por lo general, asociamos fotones con una longitud de onda específica, pero eso es una idealización. Cada fuente de fotones tiene su ancho de línea espectral que depende de muchos factores, y ese ancho espectral determina qué tan “largo” es un fotón, es decir, su longitud de coherencia. Puede observar un electrón en transición de un nivel cuantificado [matemático] E_2 [/ matemático] a otro nivel [matemático] E_1 [/ matemático]. Esta transición no es inmediata, se necesitan varios ciclos de electrones para que esta transición suceda. El electrón cuántico “oscila” entre estos dos estados según el principio de incertidumbre de Heisenberg (para la relación energía-tiempo, determina el tiempo de transición [matemática] E_2 \ a E_1 [/ matemática], luego [matemática] E_1 \ a E_2 [/ matemática] – sin embargo, esta es una vista simplificada) que proporciona la frecuencia conocida [matemática] E_2 – E_1 = hf [/ matemática] de un fotón saliente. Para ayudarlo a visualizar este proceso, el electrón que “orbita” sus núcleos toma varias rondas para moverse a otro nivel de energía, mientras que el fotón saliente se desenrolla como un tren de ondas alejado del electrón. Nuevamente, el fotón es una perturbación saliente del campo electromagnético de ese electrón, que muestra cómo cambia su campo (junto con el campo del núcleo, todo el átomo retrocede en la dirección opuesta).

¿Por qué mencionar esto? Describe en parte (en palabras más o menos simples) cómo se crea un fotón común y por qué generalmente suponemos que un fotón tiene una frecuencia específica solamente (no, es idealización). Por otro lado, el mismo mecanismo está detrás de la absorción del fotón, por lo que estos pulsos rápidos y poco comunes probablemente no estimularán lo suficiente ningún receptor “normal”. Los investigadores han hecho un gran esfuerzo para exprimir el pulso de luz (extendiendo así su espectro, utilizando técnicas para ralentizar su frente, etc.), pero también para registrarlo más tarde.

¡Muy interesante! Creo que debes tener razón, aunque para responder a tu pregunta no la he visto mencionada en ningún lado.

Un fotón en forma de Gauss tiene un espectro de frecuencia en forma de Gauss, debido a un teorema con respecto a la transformada continua de Fourier. Además, cuando un gaussiano se estira, el otro se estrecha. Por lo tanto, acortar la longitud de un fotón en su dirección de viaje debe tener el efecto de ampliar su espectro. Si no, entonces nuestro concepto del fotón (o mi comprensión de él) es defectuoso.

EDITAR: Jess ha planteado una pregunta interesante. Puede ser imposible observar el espectro de un solo fotón. Aunque un fotón puede tomar múltiples rutas simultáneas, siempre se resuelve en una sola ruta tras la detección.

Cada fotón tiene una distribución de frecuencia aproximadamente gaussiana. Un fotón más corto difiere solo en la propagación de las frecuencias. Todavía es gaussiano, todavía tiene una frecuencia dominante. Supongo que su color percibido no cambiará. Y supongo que la ampliación de su espectro es algo que podría no ser observable y, por lo tanto, puede seguir siendo solo una deducción que se basa en la longitud del pulso utilizando el análisis de Fourier.

“Blanco” significa “una mezcla de todas las longitudes de onda visibles”; Por lo general, se considera que un fotón dado tiene una sola longitud de onda, por lo que la respuesta obvia sería “No”.

Sin embargo … las personas que hacen espectroscopía láser ultrarrápida logran construir pulsos de fotones tan cortos que su longitud de onda está mal determinada; si fueran tan cortos que solo hubiera un “blip” (ni siquiera un ciclo completo), entonces el “color” de ese fotón también estaría mal determinado; De hecho, sería una superposición de muchos colores. Si la distribución de colores envolvía todo el espectro visible, entonces, en principio, uno podría referirse a él como un ” fotón blanco “.

Sin embargo, [matemáticas] ^ 2 [/ matemáticas] … la luz blanca que golpea un prisma o una rejilla de difracción se ” dispersa ” en sus diversos colores; además, puede eliminar algunos de los colores (usando pigmentos que absorben esos colores) y dejar que solo reflejen los otros colores. No estoy seguro de si estos efectos serían duplicados por un haz de “fotones blancos”; si algunos se absorbieran, los otros seguirían siendo blancos. Esto se debe a que no puede eliminar parte de un fotón; se absorbe por completo o no lo es. En cuanto a los prismas y las rejillas de difracción, tengo aún menos confianza en mis predicciones, por lo que no haré ninguna. Pero mi sospecha es que los ” fotones blancosno son realmente blancos en ningún sentido práctico.

El blanco es nuestra percepción de una mezcla de colores, con un pico de intensidad de alrededor de 550 nm más o menos. ¿Supongo que podrías hacer una onda con la combinación adecuada de intensidades de luz y tratar de tener fotones en un estado de superposición? No estoy seguro de cómo detectarías tal cosa.

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