¿Es el fotón realmente un fotón solo en el vacío?

Tu intuición es correcta. Un fotón es realmente un fotón solo en el vacío.

Las cuasipartículas que caracterizan la luz en un medio no son fotones “verdaderos”. Para hacer esta distinción claramente, la mayoría de los físicos que trabajan con materiales utilizan el concepto de ‘polaritones’. Un fotón es realmente un polaritón en un medio corporal.

Las ondas electromagnéticas se unen con excitaciones en el medio para formar ‘polaritones’. Técnicamente hablando, una onda de luz en un medio debe ser referida como un ‘fotón-polaritón’ en lugar de solo un ‘fotón’.

Un fotón-polaritón en un material dieléctrico transporta energía con una velocidad, v, menor que c. La relación de la velocidad de un fotón, c, y la velocidad del fotón-polaritón, v, es el índice de refracción, n, del medio. La expresión matemática es,

nv = c.

El concepto de polaritón es utilizado bastante por los físicos de estado sólido. Hay muchos tipos de polaritones. Varían según la excitación que se acopla a la onda electromagnética.

Un fotón es un fotón es un fotón.

Un fotón es la partícula que se acopla a la corriente electromagnética. Las propiedades de una partícula cambian según el medio (y estas propiedades siempre cambian), pero sigue siendo un fotón.

Además, un fotón que tiene una velocidad diferente todavía es exactamente sin masa. Hay medios donde los fotones adquieren una masa. Uno de estos se llama superconductores. Los plasmas también hacen que el fotón adquiera una masa.

Tener una velocidad diferente es solo cambiar el índice de refracción, que no es tan importante.

El fotón es una partícula virtual. Es lo que imaginamos lleva la energía de un lugar a otro. Qué y dónde está realmente mientras se desconoce “en tránsito”.

La disminución de la velocidad de la luz a medida que pasa a través de algún medio que no sea el vacío es más fácil de explicar, ya que la cantidad de energía que es absorbida por algo, generalmente un electrón, toma un pequeño momento para “sentir” los niveles de energía disponibles. Si sucede que hay un ajuste viable, la energía simplemente permanece allí. Pero, con mayor frecuencia, la energía simplemente no encaja, por lo que se vuelve a emitir con exactamente las mismas propiedades que tenía el bit de energía entrante, incluso en la misma dirección. La única diferencia es que pasó un poquito de tiempo ya que la energía estaba “sintiendo” el ajuste del lugar actual. En el nivel macro, vemos esto como una velocidad de luz más lenta. Pero la energía viajaba exactamente a la velocidad de la luz entre cada sesión de “sentimiento”, donde no se movía en absoluto.

Esto es una forma muy plausible de visualizar lo que está sucediendo. Es posible que nunca descubramos lo que está sucediendo “realmente”. Tal vez el fotón está realmente en alguna dimensión superior y solo arrastra un dedo del pie en nuestra realidad. O ???

No. La velocidad de la luz es la velocidad de la luz, independientemente del medio. Sí, esa velocidad es más lenta en un medio denso, pero esa sigue siendo la velocidad de la luz.

Estás confundiendo la velocidad de la luz con la velocidad de la luz en el vacío. Esta es una distinción muy importante.

Pero incluso si la luz se ralentiza en un medio, ninguna partícula masiva podrá superar esta velocidad en ese medio.

Y no, el fotón no gana masa. Su velocidad de propagación es una propiedad del medio (ya sea vacío o cualquier otra cosa), y no del fotón.

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