La extensión espacial de un solo fotón puede ser cualquier cosa. Básicamente es solo el tamaño de la caja en la que vive el fotón. Si toma una cavidad (un par de espejos de alta reflectividad), hay modos de varias frecuencias que corresponden en la imagen más simple a números enteros de longitudes de onda “ajustadas” en el cavidad. Cada uno de esos modos se puede excitar con cero, uno, dos, etc. fotones. Y un solo fotón en ese modo se “extiende” sobre toda la longitud de la cavidad, esencialmente de la misma manera que un electrón en un átomo se extiende sobre una región aproximadamente del tamaño del radio de Bohr. Entonces, si puede preparar un solo fotón en una gran cavidad, puede tener un estado de fotón único de gran extensión espacial. En la práctica, generar estos estados puede no ser fácil, pero en principio no hay razón para que no se puedan hacer.
Otro ejemplo es el de un átomo en su estado excitado que se descompone y emite un fotón. Si el átomo se desintegra con una constante de tiempo de [math] \ tau [/ math] ~ 10ns, entonces es probable que el fotón se encuentre dentro de un caparazón cuyo grosor es aproximadamente [math] c \ tau ~ [\ math] 3m de espesor y cuyo radio crece a la velocidad de la luz.
La extensión espacial de un fotón a menudo es importante, por ejemplo, cuando intentas acoplarlo a una fibra óptica o hacer que interactúe con un átomo o molécula. Si se extiende sobre una región grande, generalmente es más difícil controlar el acoplamiento o la interacción.
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