Foton

Foton
V koherentnem laserskem žarku izsevani fotoni
Sestava:	osnovni delec
Statistika:	bozonska
Skupina:	umeritveni bozon
Interakcija:	elektromagnetna
Simbol(i):	${\displaystyle \gamma \ }$, ${\displaystyle \ h\nu }$ ali ħω
Predpostavil:	Albert Einstein (1905–17)
Masa:	0 [1] < 1×102998820000000000000♠−18 eV
Razpadni čas:	stabilen[2]
Električni naboj:	0 < 1×102998650000000000000♠−35 e0
Spin:	1 [3]
Parnost:	-1[4]
G-parnost:
C-parnost:	-1[4]
R-parnost:
Kondenzirano:	I(JPC) = 0,1(1--)[4]

Fotón je v fiziki osnovni delec, energijski kvant kvantiziranega elektromagnetnega polja. Navadno se ga označuje s simbolom γ (grška črka gama); v fiziki visokih energij je navadno ta oznaka za fotone visokih energij (žarke gama), ki nastajajo npr. pri jedrskih razpadih, v jedrih atomov. Fotone, ki nastanejo v elektronskem oblaku ali v okolici jedra atoma (rentgenski žarki), pa se označuje s črko X.

Čeprav fotone pogosto povezujejo s svetlobo, velja ta povezava le za ozek pas vidnega dela spektra elektromagnetnega valovanja. Celo v tem delu pa se svetlobo pogosto sreča v kvantnih stanjih, ki niso čista, ampak superpozicije različnih kvantnih stanj. Superpozicije so lahko koherentne – pri tem gre za t. i. koherentno stanje, kot je denimo idealizirana laserska svetloba, ki jo seva idealni laser – ali pa kaotične – termično stanje, ki opisuje svetlobo v toplotnem ravnovesju – sevanje črnega telesa. Za sevanje fotonov v čistih stanjih so potrebni posebni aparati, imenovani mikromaserji. Ustrezna kvantna stanja se opiše s Fokovim stanjem in označi z |n>, kar pomeni n fotonov v danem stanju elektromagnetnega polja. Če je polje multimodalno, se lahko njegovo kvantno stanje opiše kot tenzorski produkt posameznih fotonskih stanj, npr.

${\displaystyle |n_{k_{0}}\rangle \otimes |n_{k_{1}}\rangle \otimes \dots \otimes |n_{k_{n}}\rangle \dots \!\,,}$

pri čemer so k_i posamezni momenti stanja, n_ki pa število fotonov v tem stanju.

1. ↑ Masa fotona naj bi bila točno nič glede na ekpserimentalne in teoretične premisleke, ki jih opisuje članek. Nekateri viri opozarjajo na pojem relativistične mase, ki je le energija izražena z enotami mase. Za foton z valovno dolžino λ ali energijo E je to h/λ c ali E/c². Ta raba izraza »masa« v znanstveni literaturi ni več tako običajna.
2. ↑ »Official particle table for gauge and Higgs bosons« (PDF) (v angleščini). Pridobljeno 19. oktobra 2008.
3. ↑ Bransden, B. H.; Joachain, C. J. (2000). Quantum Mechanics (2e izd.). Harlow, Anglija: Prentice Hall. str. 545. ISBN 0-582-35691-1. OCLC 42753109.
4. ↑ ^{4,0 4,1 4,2} Amsler; idr. (2008 +2009).