¿Cómo puedes saber que 2 fotones están ocupando el mismo lugar?

Alguien me dijo una vez que un fotón puede estar exactamente en la misma ubicación que otro fotón. Debido a que son bosones y tienen espín 1, puedes tener miles de millones de fotones ocupando la misma ubicación.

Me preguntaba si eso es cierto, ¿cómo puedes saber que estás tratando con dos o más fotones y no con un solo fotón? El nivel de energía de ese "grupo" de fotones no cambia en esa ubicación, ya que tener muchos fotones ocupando la misma ubicación no cambia sus longitudes de onda.

Y al tener fotones en el mismo lugar, se vuelve indistinguible para diferenciarlos. Entonces, ¿cómo podemos decir que hay muchos fotones en este lugar y no poder medir su cantidad?

Respuestas (1)

Un BEC es una cuestión de gas diluido de baja densidad llamado bosón enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto. Bajo tales condiciones, una gran fracción de los bosones ocupa el mismo estado cuántico, momento en el que los fenómenos cuánticos, como la interferencia de la función de onda, se hacen evidentes macroscópicamente.

https://en.wikipedia.org/wiki/Bose%E2%80%93Einstein_condensate

Teóricamente nada impide que los bosones ocupen el mismo lugar. El estado no está perfectamente localizado, porque su estado no es exactamente impulso cero. El HUP pone un límite inferior a su localización.

¿Qué impide que los bosones ocupen el mismo lugar?

Es posible crear un BEC de solo fotones, en este caso están usando una microcavidad óptica.

¿Puede un sistema enteramente de fotones ser un condensado de Bose-Einsten?

En consecuencia, esperamos una condensación de Bose-Einstein cuando los paquetes de ondas de fotones se superponen espacialmente a bajas temperaturas o altas densidades, es decir, la densidad del espacio de fase 2 nth excede un valor cercano a la unidad. Aquí n denota el número de densidad, fotones por área, yth  h/ 2mph kBT  1.58m (definido en analogía con, por ejemplo, un gas de átomos17) la longitud de onda de De Broglie asociada con el movimiento térmico en el plano del resonador.

Ahora estás preguntando sobre la cantidad de fotones en el condensado. En este caso, tenían 77000 fotones.

A temperatura ambiente (T = 300 K), llegamos a 77000 Nc.

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1007/1007.4088.pdf