Tenía una pregunta simple: ¿cuántos valores diferentes puede presentar un fotón para el momento angular de giro, dado que su giro es 1?
Y aunque inmediatamente pensé "3, ya que j = 2s + 1" (siendo j el número cuántico para el momento angular), vi que la pregunta tenía una pista:
"recuerda que los fotones tienen masa cero".
Así que busqué un poco en Google y descubrí que los fotones solo pueden tener giros +1 o -1, y también que la helicidad era su "propiedad útil" opuesta al giro.
Luego, después de investigar "preguntas similares", encontré esto:
El giro 1 solo significa que el giro en cualquier dirección puede asumir valores de {-1,0,1}. El 0 solo es posible para partículas masivas, por lo que el fotón puede tener spin -1 o +1. (...) Por StackUser: tonydo
Entonces, aparentemente, no tener masa afecta el comportamiento del momento angular de una partícula. ¿Supongo que tiene que ver con Helity?How does that make photons not have null values for angular momentum?
Porque desde el punto de vista clásico, esperaría un momento angular cero, al igual que uno esperaría un momento lineal cero en un primer análisis de cuerpos sin masa. Pero soy consciente de p = h/lambda. ¿Es la helicidad algo así?
En primer lugar, debe especificar el momento angular de giro . La luz también puede tener un momento angular orbital, dado por la forma del frente de onda.
No estoy seguro de si la helicidad se puede usar para probarlo per se. Pero la helicidad solo se define para partículas sin masa, que es mucho más importante para explicar por qué los fotones solo tienen 2 grados de libertad.
El electromagnetismo es una teoría de campo de calibre de giro 1, por lo que está trabajando con un cuatro vector . Al tener 4 entradas, comienza con 4 grados de libertad, es decir, tiene que inventar 4 números para determinar completamente .
Puedes reducir el número de grados de libertad encontrando ecuaciones que los relacionen entre sí.
La primera es la condición de calibre. Entonces, puedes deshacerte de un grado más de libertad porque el campo no tiene masa. Algunas matemáticas pueden hacer que el producto debe ser proporcional a la masa . Teniendo implica que tienes otra ecuación que relaciona las entradas de entre ellos.
Entonces, para una teoría de campo de calibre sin masa de giro 1, solo tiene 2 grados de libertad.
Lo que significa que solo tienes dos proyecciones de giro. Lo que también tiene sentido en el contexto de la luz en el espacio libre, ya que sabemos que puede describirse como polarizaciones L y R, o H y V.
5Sueños despiertos
SuperCiocia