¿Está probado experimentalmente que los fotones viajan a una velocidad ccc en el vacío?

¿Existen experimentos que muestren que los fotones individuales (no las ondas electromagnéticas clásicas) viajan exactamente a C en el vacío? ¿Cuál es la barra de error en ese caso? La pregunta se plantea debido a que la gravedad cuántica de bucles predice variaciones en la velocidad de la luz.

Si te refieres a los fotones como partículas en la teoría corpuscular de la luz, entonces viajarían en c en el vacío. Si desea hacer mecánica cuántica, entonces la única interpretación autoconsistente de los fotones es como cuantos medibles localmente de un campo cuántico. La barra de error en cualquier caso es 0 porque c es una definición últimamente y nunca se ha detectado dispersión de luz en el vacío, ni siquiera más allá de la escala de energía de Planck: en.wikipedia.org/wiki/… . Esto probablemente pone a prueba incluso las predicciones de LQG en sentido contrario.
Eliminé tu segunda pregunta porque debería haber una pregunta por publicación, pero te animo a publicar la otra pregunta por separado. Además: ¿puedes dar más detalles sobre la diferencia entre los fotones que viajan a C y ondas electromagnéticas clásicas que viajan a C ? Porque son la misma cosa. ¿Está buscando específicamente experimentos en los que el recuento de fotones fue lo suficientemente bajo como para que el comportamiento de las partículas del campo de fotones entrara en juego, en los que también se midió la velocidad y se encontró que era consistente con C ?
@DavidZ mencioné los fotones porque pensé que probablemente la luz clásica tendría dificultades para detectar la dispersión del vacío y asumí que lo mismo podría ser más fácil trabajando con fotones individuales. Resulta que es al revés, como se señaló en un comentario anterior. Gracias
@BruceLee si no le interesan los fotones (a diferencia de las ondas), sugeriría cambiar su pregunta para preguntar sobre la luz, en general, no sobre los fotones específicamente. Creo que mejoraría mucho la pregunta .
@DavidZ: No puedo dar una respuesta definitiva con respecto a LQG... eso tiene que hacerlo un teórico.

Respuestas (1)

Este enlace resume las medidas de la velocidad de la luz.

La primera medida de c que no hizo uso de los cielos fue realizada por Armand Fizeau en 1849. Usó un haz de luz reflejado en un espejo a 8 km de distancia. El rayo estaba dirigido a los dientes de una rueda que giraba rápidamente. La velocidad de la rueda se incrementó hasta que su movimiento fue tal que el paso de dos vías de la luz coincidió con un movimiento de la circunferencia de la rueda en un diente. Esto dio un valor para c de 315 000 km/s. Leon Foucault mejoró este resultado un año después usando espejos giratorios, que dieron un valor mucho más preciso de 298.000 km/s. Su técnica fue lo suficientemente buena para confirmar que la luz viaja más lentamente en el agua que en el aire.

Después de que Maxwell publicara su teoría del electromagnetismo, se hizo posible calcular la velocidad de la luz indirectamente midiendo la permeabilidad magnética y la permitividad eléctrica del espacio libre. Esto fue hecho por primera vez por Weber y Kohlrausch en 1857. En 1907 Rosa y Dorsey obtuvieron 299.788 km/s de esta forma. Era el valor más exacto en ese momento.

Posteriormente se emplearon muchos otros métodos para mejorar aún más la precisión de la medición de c, por lo que pronto se hizo necesario corregir el índice de refracción del aire, ya que c es la velocidad de la luz en el vacío.

Entonces, se accede a la velocidad en el vacío a través de las correcciones del índice de refracción para el aire.

Los rayos electromagnéticos clásicos emergen de una confluencia de fotones y la velocidad medida es la velocidad de grupo de la luz.

Eche un vistazo a esta respuesta y sus enlaces que analizan el experimento en el que se mide la velocidad relativa de dos fotones para retener la velocidad de grupo lento de un camino óptico a través de un medio.

No sé si se han intentado experimentos de un solo fotón y si encontrar una velocidad constante c en los experimentos terrestres diría algo sobre la gravedad cuántica del bucle (afaik, también tiene problemas de invariancia de Lorenz).

Adición posterior sobre la exclusión de modelos gravitacionales:

En esta entrada de la wiki se estudia la velocidad de la luz y la estructura de los fotones usando estallidos de rayos gamma del cosmos. Por dispersión al vacío

Especialmente, el grupo Fermi-LAT pudo demostrar que no se produce dependencia energética y, por lo tanto, no se produce una violación de Lorentz observable en el sector de fotones, incluso más allá de la energía de Planck, lo que excluye una gran clase de modelos de gravedad cuántica que violan Lorentz.

La violación de Lorenz y la constancia de la velocidad de la luz en el vacío están correlacionadas.

También los estudios de birrefringencia al vacío mostrarían violaciones de Lorenz.

Los límites muy estrictos de las mediciones se utilizan para excluir modelos gravitacionales alternativos, aunque no se miden fotones individuales.

¿Está probado experimentalmente que los fotones viajan a una velocidad ccc en el vacío?
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