Valgusosakesed

Valgusosakesed ehk fotonid on valguse ja elektromagnetilise välja kvantaalsed osakesed. Nad on massita ning neil puudub elektriline laeng. Fotonidel on spinn 1 ja kaks polarisatsioonist olekut, mis vastavad helicity ±1. Nad on elektromagnetilise interaktsiooni vahendajad ja seetõttu olulised osa tänapäevasest arusaamast füüsikast.

Fotonid liiguvad vaakumis kiirusega c. Nende energia ja impulss on E = hν ja p = h/λ, mis tähendab, et neil puudub puhke mass ning nad järgivad relativistlikku energiaparameetrit E^2 = (pc)^2. Nad käituvad nii laine kui osake – nähtus, mida ilmestab interferents ja kvantlektsiooniline käitumine ning mille tõttu fotonid on tihti kasutatavad nii optiliste kui kvanttehnoloogiate alusena.

Fotonid sünnivad ja hävivad paljude protsesside käigus: aatomite energiavahelduste kaudu, musta keha kiirguses, lasereis ja keemilistes reaktsioonides. Nad võivad olla tekitanud spontaanselt või stimuleeritult ning neil on olulised mõjud nagu fotoelektriline efekt, Comptoni hajumine ja paaride tekkimine tugevates välistes—need on klassikalised nähtused, mis näitavad nende interaktsiooni loogikat.

Fotonid on elektromagnetilise interaktsiooni vahendajad ja nende uurimine on fundamentaalne osa füüsikast, tehnoloogiast ja astronoomiast. Nende omadused võimaldavad kiirside, pildi ja spektroskoopia rakendusi ning kvantinfo ning kvantkommunikatsiooni teadust. Valgusosakesed on seetõttu keskne mõiste nii teoreetilises kui rakenduslikus füüsikas.