Para la física cuántica, un fotón es una partícula elemental.
Un fotón es un partícula elemental que, de acuerdo a los principios de la física cuántica, compone la luz. Como todas las partículas elementales, los fotones carecen de estructura interna conocida y no están formados por otras partículas menores.
Los fotones son las partículas portadoras de la luz visible, la luz ultravioleta, la luz infrarroja, los rayos X, los rayos gamma y el resto de las formas de radiación electromagnética. Viajan en el vacío a velocidad constante y presentan una masa invariante cero (carecen de masa). Los fotones, por otra parte, no tienen carga eléctrica.
Actualmente se considera que los fotones son los responsables de la generación de la totalidad de los campos magnéticos y eléctricos. Numerosos procesos naturales provocan la emisión de fotones: si una partícula con carga eléctrica es acelerada, por ejemplo, se emiten estas partículas elementales.
TemasEl estudio del fotón
A la ciencia dedicada al estudio de la producción y el control de fotones se la conoce como fotónica. Una de las aplicaciones más importantes de los fotones es el láser, que tiene múltiples usos. Los fotones también se aplican en microscopios y en comunicaciones ópticas.
Si leemos los documentos acerca de la composición de la luz que fueron escritos a lo largo de la historia, veremos que hasta el siglo XVIII casi todas las teorías hablaban de la presencia de partículas. La razón por la cual tomó tanto tiempo llegar a una aceptación formal de estas ideas se debió a que los científicos de esa época no sabían cómo explicar ciertos fenómenos (como ser la birrefrigencia, la refracción o la difracción de la luz) basándose en el modelo de las partículas.
La luz visible se compone de fotones.
La visión de los científicos a lo largo de la historia
A lo largo del siglo XVII, los científicos René Descartes, Robert Hooke y Christian Huygens intentaron solventar dicha imposibilidad de asociar las partículas a los fenómenos de la luz con la propuesta de las teorías ondulatorias, según las cuales la luz se propaga por medio de ondas mecánicas que emite un foco luminoso. A pesar de sus esfuerzos, se mantuvieron vigentes las teorías que apuntaban a las partículas (que hoy en día conocemos como fotones), en gran parte gracias al trabajo de Isaac Newton.
Sin embargo, a comienzos del siglo XIX los modelos ondulatorios cobraron gran importancia cuando August Fresnel y Thomas Young demostraron que con estas teorías era perfectamente posible explicar la difracción y la interferencia. Más tarde, Heinrich Hertz confirmó las ideas de James Clerk Maxwell acerca de que la luz era una onda electromagnética y esto puso en peligro la permanencia del modelo de fotones.
Pero la teoría ondulatoria no era suficiente para explicar la luz en su totalidad: aseguraba que la ésta dependía exclusivamente de su intensidad, mientras que varios experimentos demostraron que, al contrario, dependía solamente de su frecuencia. Albert Einstein jugó un papel fundamental en la fusión de las teorías ondulatorias y la de los fotones ya que señaló que las anomalías advertidas en muchas pruebas se podían explicar con la presencia de puntos cuánticos en la onda de luz con independencia para moverse aunque la difusión de la onda fuera continua en el espacio.
Foton, nombre de una empresa y término del lenguaje coloquial
Foton Motor, por otra parte, es el nombre con el cual se conoce a un fabricante chino de maquinaria agrícola, camiones, camionetas y otros vehículos. La empresa fue fundada en 1996 y actualmente cuenta con cerca de treinta mil empleados. La pickup Foton Tunland es uno de sus modelos más famosos a nivel mundial.
En el lenguaje coloquial de Argentina, por último, se conoce como fotón a una fotografía de gran calidad o importancia: «La revista publicó un fotón del presidente mirando de reojo a la ministra de Educación», «La imagen sería un fotón si no fuera por ese pájaro que justo se atravesó».
