¿Se puede dividir un fotón?

Me preguntaba si un fotón es divisible.

Si observa un fotón como una partícula, entonces puede dividirlo (en teoría).

¿Es posible y cómo se divide?

En realidad, hubo una vez una teoría con fotones compuestos, que acabo de descubrir hoy. En realidad, se suponía que cada fotón era un par neutrino-antineutrino. Aunque bastante intrigante, no funcionó muy bien, ya que no se podían reproducir las propiedades de polarización de la luz. Además, resulta que los neutrinos tienen masa, cosa que no tienen los fotones. Ver: en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_theory_of_light
Probablemente, verifique la investigación de Majorana Bosons .

Respuestas (6)

El fotón no se puede dividir como se puede dividir un núcleo. Como tiene masa cero, no puede descomponerse. Pero puede interactuar con otra partícula perdiendo parte de su energía y así cambiar de longitud de onda. Se puede transmutar.

Eche un vistazo a la entrada de dispersión de Compton en wikipedia.

Editar : Intrigado por las otras respuestas, busqué y descubrí que dentro de los cristales especiales pueden ocurrir "divisiones", si uno define como una división que pueden salir dos fotones cuya energía se suma a la energía original del fotón. Entonces, en una interacción colectiva de fotones de cristal existe tal probabilidad.

La división de fotones no puede ocurrir en el vacío, pero es una consecuencia no solo de la masa cero, sino de una combinación de la invariancia de Lorentz y la satisfacción de las identidades de QED Ward. Entonces se puede demostrar que todas las amplitudes posibles se anulan cinemáticamente.

La respuesta depende un poco de cómo defina "dividir" una partícula con una masa en reposo cero. Dado que nunca se puede detener, siempre hay energía cinética en un fotón que se puede convertir en otras partículas. Si esto cuenta como "división", entonces el fotón puede dividirse, por ejemplo, en más fotones en una conversión descendente paramétrica. o incluso en pares de partículas y antipartículas masivas si hay suficiente energía. Sin embargo, si tal conversión de exceso de energía en materia no cuenta como división, entonces la respuesta es no. En este sentido (más bien vago) se puede decir que un fotón es "pura energía".

Solo para agregar a este comentario, PDC es un fenómeno no resonante con restricciones que son la conservación de la energía y el impulso. El aspecto no resonante es experimentalmente crítico porque con los fenómenos resonantes tienes una absorción que reduce drásticamente la eficiencia del proceso de conversión.
¿No dijo Einstein que la masa y la energía son equivalentes? Así que creo que la respuesta es sí.

QED predice que un fotón puede dividirse en dos fotones de menor energía, en un fuerte campo magnético. Se cree que esto sucede en las magnetosferas de las estrellas de neutrones más magnetizadas, llamadas magnetares. Véase Baring 2008 y las referencias que contiene.

Gracias por la fuente.

El fotón es una partícula estable. Tiene masa cero, por lo que no hay una partícula elemental más ligera en la que decaer.

-1: no decaerá espontáneamente, pero si hay otro cuerpo que acepte el impulso, es posible dividir un fotón, ver, por ejemplo, conversión descendente paramétrica.
@Slaviks: no hay nada de malo en mi respuesta, todo depende de lo que Stephan quiso decir con "dividir". Soy consciente del hecho que has mencionado.
Tienes razón, lo siento. De hecho, depende de lo que signifique dividir, como traté de explicar en mi respuesta. A los moderadores: no puedo quitar mi voto -1, ¿o sí?
@Slaviks puedes, solo cambia el botón de voto negativo nuevamente.
@PPG 7desafortunadamente, sigo recibiendo el mensaje "Tu voto está bloqueado hasta que se edite la respuesta"

Yo, y la mayoría de los físicos informados, no creemos que el fotón se pueda dividir. Al ser una 'partícula' de masa cero, no puede, toda la teoría de la partícula de bosón es realmente un intento de decir que una onda se puede dividir en dos ondas de media energía (o menos). Tampoco hay nada que respalde el entrelazamiento, y el túnel cuántico fue solo un intento de explicar un proceso de fusión en el Sol, que creo que es una transmutación en lugar de una fusión. https://www.amazon.ca/Fusion-Transmutation-Friend-Nuclear-Discovery-ebook/dp/B015DMVZC6

hay un vértice gamma-> 3 gamma. Entonces el fotón puede convertirse en 3 ftones, con menor energía. Para que esto sea posible, todos tienen que ser colineales, o la cinemática lo prohibe.

Este vértice ya se tiene en cuenta mediante la renormalización: un solo fotón real es un estado propio perfecto de la evolución del tiempo y se descompone espontáneamente en partículas reales, como ya se mencionó en otras respuestas.