¿Puede un fotón absorbido emitirse como dos fotones?

Estoy tomando una clase de introducción a la astronomía, y he tocado las líneas de absorción y emisión, etc., el profesor hizo esta pregunta en clase y me hizo pensar.

Me gustaría decir que no, porque un fotón debe permanecer como un fotón, no se puede crear masa.

¿Podría alguien confirmar si esto es cierto o falso, y por qué? o ¿qué condiciones deben cumplirse?

Piense en esto: una vez que se absorbe el fotón, hay cierta cantidad de energía almacenada en lo que sea que lo haya absorbido. ¿Puede este objeto liberar esa energía en forma de dos fotones?
Entonces, ¿estaría liberando los dos fotones con menor energía?

Respuestas (2)

Absolutamente puede - y sucede todo el tiempo. Si excita un átomo, puede pasar por varias "etapas" de descomposición hasta volver al estado fundamental, y cada gota de energía da como resultado una emisión de radiación.

Esto sucede durante la fotosíntesis: mira esta página de la que copio esta imagen:

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Como puede ver, hay múltiples caminos para que la energía se pierda por varias transiciones, algunas de las cuales involucran la emisión de luz.

Tenga en cuenta que en algunos sistemas de niveles múltiples, algunas de las transiciones no son radiativas, pero no hay ninguna razón por la que tengan que serlo.

Ya veo, ¿entonces esencialmente un átomo excitado puede decaer a diferentes velocidades, a través de las cuales irradia fotones, pero no necesariamente la misma energía que el fotón absorbido?
Siempre y cuando no emita más energía de la que absorbió, sí. A menudo, algo de energía se convierte en vibraciones (calor).

¡Si, absolutamente! Este es el fenómeno de la llamada dispersión de luz no lineal . Estos incluyen una absorción de un fotón y su remisión como varios fotones, o como un fotón de diferente frecuencia, o una combinación de un fotón y un fonón, etc. (Quizás desee consultar la dispersión de Raman y la dispersión de Mandelstam-Brillouin).

Tenga en cuenta también que la dispersión de Rayleigh de los fotones con la misma frecuencia en realidad no implica la absorción.

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