fotón

Un fotón es el quantum de excitación del campo electromagnético y la partícula asociada a la luz en la mecánica cuántica. Es un bosón de espín 1 y no posee masa en reposo; se desplaza a la velocidad de la luz en el vacío y transporta energía y momento.

Su energía está determinada por la frecuencia de la radiación: E = hf, y su momento por p = h/λ, donde λ es la longitud de onda. Para fotones sin masa, E^2 = (pc)^2 y, por tanto, E = pc. La relación entre longitud de onda y frecuencia es λ = c/f.

Los fotones se generan y destruyen en procesos cuánticos, como la emisión y absorción durante transiciones atómicas o moleculares. Pueden producirse de forma espontánea o estimulada, y su detección se realiza mediante fotodetectores y otros dispositivos que convierten la energía lumínica en señal eléctrica.

En la teoría cuántica de campos, el fotón es el mediador cuántico de la interacción electromagnética, la partícula asociada a la cuantización del campo electromagnético. El fotón describe fenómenos de interferencia y polarización y puede presentarse en diferentes estados de helicidad.

Además de su importancia teórica, los fotones tienen numerosas aplicaciones: comunicaciones ópticas, láseres, imagenología y espectroscopía, sensores y metrología, así como en informática cuántica y criptografía cuántica. No poseen carga eléctrica y pueden interactuar débilmente con la materia, lo que facilita su transmisión a largas distancias.