¿Por qué un solo fotón no puede pasar a través de una rendija si está polarizado perpendicularmente (en relación con la rendija)?

"Realmente no entiendo esta explicación en el caso de un solo fotón, ya que es una partícula elemental y, aunque muestra propiedades de onda, no debe tener componentes (o constituyentes) paralelos o perpendiculares".

esto es falso Un solo fotón es una excitación del campo electromagnético, que ciertamente tiene componentes paralelos y perpendiculares. No es absolutamente una partícula puntual. Famosamente, los fotones tienen giro 1, lo que los convierte en una partícula vectorial que tiene orientación en el espacio.

Entonces, a priori, no hay ninguna razón por la que un experimento como este, que está diseñado para detectar la orientación espacial de un fotón, no funcione. Los fotones tienen orientación, ya sea uno o todo un haz de ellos. Están hechos de campo electromagnético, después de todo.

Aunque la imagen se dibuja como una hendidura, los subtítulos lo llaman más correctamente un "filtro". Los filtros polarizadores no son rendijas.

El hecho de que sea una partícula elemental no implica que no tenga componentes perpendiculares. En este caso hay un campo eléctrico asociado al fotón, y ese campo tiene una orientación.

Los filtros polarizadores interactúan preferentemente con los campos eléctricos en ciertas direcciones y no en otras. Por tanto, la orientación del campo eléctrico del fotón describe la probabilidad de que el filtro lo absorba.

Toda radiación EM comienza con la emisión de fotones. Sin la emisión, el campo EM está vacío.

Desde una fuente térmica se emiten fotones de forma impredecible. Lo único que observa es una transferencia de energía a otro cuerpo oa su instrumento de medición.

A partir de fotones, emitidos desde una antena, se polarizan. Todos los electrones sincrónicos se aceleran hacia adelante y hacia atrás y los fotones emitidos tienen un componente de campo eléctrico paralelo y también periódicamente orientado hacia arriba y hacia abajo. Y eres capaz de medir a través de estos grupos de fotones su campo magnético común. Se orienta perpendicular al campo eléctrico y periódicamente con y otra vez el reloj.

Dado que los fotones son los constituyentes del campo EM (ver el primer párrafo), la única explicación para los componentes del campo de la onda EM es que el fotón transporta estos componentes del campo.

" Entonces, básicamente, si un fotón es una partícula elemental y no tiene ningún componente o constituyente,... " no le da al fotón las propiedades que tiene. El fotón es una partícula elemental y contiene un componente de campo eléctrico y magnético que viaja con c desde la emisión hasta la absorción del fotón.

„ ¿ Por qué no puede pasar un solo fotón a través de una rendija si está polarizado perpendicularmente (en relación con la rendija)? “

El fotón tiene un radio de acción observable. Si la rendija es demasiado pequeña, ningún fotón de un contenido de energía dado puede pasar por la rendija. Si la rendija es una abertura, los fotones en el medio de la abertura pasan sin ninguna perturbación y solo en los bordes de la abertura tiene lugar la difracción de fotones.

La interacción se explica por los campos eléctricos como se señaló en otra respuesta. Entonces, un solo fotón no pasa a través de la rendija si su campo eléctrico está orientado de alguna manera, interactúa con las paredes de la rendija y se bloquea.

La explicación en la imagen usa una onda mecánica en una cuerda como una analogía fácil de entender, no como una descripción de una onda EM. Un fotón polarizado perpendicularmente a la rendija pasará fácilmente por allí. Es más probable que se atenúe si está polarizado a lo largo de la rendija (si la rendija es conductora), debido a las condiciones de interfaz que requieren la$\vec E$-campo a desaparecer a los lados de la rendija. Este efecto se utiliza en polarizadores de rejilla de alambre .

Todo el mundo habla de dualidad pero nunca consideran seriamente un fotón como una partícula. Tal vez en el impacto pero nunca durante la propagación. Si realmente consideras un solo fotón propagándose a través del espacio con una frecuencia, entonces puedes comenzar a imaginar lo que está sucediendo. Imagine la energía de los fotones oscilando a través de amplitudes máximas y mínimas, a una cierta frecuencia, a medida que se propaga. Ahora imagine esas amplitudes máximas expandiéndose a lo largo de una cierta polarización. Este modelo responderá a ambas preguntas sobre ser perpendicular a la rendija o transmitir a través de una malla. Con el horno de microondas, debe pensar de manera lineal, donde la amplitud máxima oscilante de un fotón, polarizado en cualquier dirección, se estira (longitud de onda más larga) para que siempre haga contacto con la Malla. Consulte “Certeza de un solo filo” en billalsept.com