¿Existen realmente los fotones amarillos, o son una perversa combinación de fotones rojos y verdes [RGB(ff,ff,00)], los que a su vez son un maléfico ensemble de... bueno, pa' que seguir, no?

O le que es parecido: ¿A los fotones de un láser se los puede estudiar con un desarrollo de Fourier?

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Malambo

uf!
vaya preguntita!!!
en principipo... un foton de una energia dada es solo foton y como tiene una energia dada, pues tiene una frequencia dada (E=hf) y por tanto un color dado, por ejemplo amarillo.
La cuestion es.... en mecanica cuantica sabemos que si hacemos pasar ese foton por una placa semirefejante el foton se separa en dos... entonces... que energia tiene cada uno de ellos? No lo podemos saber ya que si medimos en cualquiera de los dos lados.... el foton "colapsa" y solo esta en uno de los dos lados (que se lo pregunten al gato cuantico sino) y por tanto tiene la misma energia que el que teniamos al principio...
asi que... yo diria que si que hay fotones amarillos y no los podemos estudiar con un desarrollo de Fourier....
o si?
Por que por otro lado, la teoria de campos....... pero aunque en mi examen de doc. me preguntaron sobre QED (electrodinamica cuantica) no me acuerdo mu bien que digamos de como era el tema....
asi que alguien siga con la respuesta...

Intentaré dar una solución clásica a un problema cuántico.

La respuesta es: sí, existen los fotones amarillos.

Una onda electromagnética de longitud (en el vacío) de unos 580nm es amarilla, como se puede ver en la siguiente imagen:



Es decir, que si a nuestro ojo llega un chorro de fotones de frecuencia c/580nm vemos una bonita luz amarilla. Se trata de un "tono puro" y no hay descomposición de Fourier que valga. Ahora bien, si a nuestro ojo llega un chorro de fotones rojos (650nm, pongamos) y verdes (550nm) convenientemente mezclados... ¡también vemos una bonita luz amarilla!

¿Por qué? Porque nuestro ojo no es un "analizador de espectros" que detecta la frecuencia de la luz. Simplemente tiene 3 tipos de receptores sensibles a los colores (conos), que responden más o menos a las frecuencias indicadas en la siguiente figura:


Una luz pura amarilla (580nm) generará una cierta respuesta en los conos representados por la curva roja ("L") y otra en los conos "M" (y nada apreciable en los conos "S"). Es posible combinar luces de varios colores (por ejemplo, verde y roja) para producir el mismo estímulo en el ojo (y que lo veamos igual). Dicho de otra forma: para un único color (sensación visual) hay muchas formas de producirlo (combinaciones de frecuencias).

De hecho, esta forma del sistema visual humano hace que podamos representar cualquier color como la suma de tres colores cualesquiera, que son los que llamamos primarios. Y ese es el fundamento de la televisión en color:-)

NOTA 1. En teoría, se podrían tomar tres colores cualesquiera como primarios y combinarlos. El problema es que para representar algunos colores harían (hacen) falta intensidades negativas de los primarios correspondientes. Como eso no es fácil de conseguir (es más bien imposible) se eligen 3 primarios que puedan dar lugar a un buen rango de colores visibles combinando sólo cantidades positivas de los mismos. En concreto, centrados en las frecuencias de máxima respuesta de los conos: rojo, verde y azul (RGB).

NOTA 2. No estoy muy seguro de que los valores de longitud de onda de la primera imagen sean muy exactos. Tomar con cuidado.

NOTA 3. El sistema visual humano es bastante más complejo que lo que cuento aquí. Con los estímulos recibidos en los conos se hace un procesado bastante divertido (detección de contrastes, movimientos, mezclas...) difícil de contar aquí (y que sólo controlo "a medias").

NOTA 4. No tengo ni idea de si la terminología de "conos L", "conos M" y "conos S" es correcta. La gráfica no es mía...

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Emilio
@emiliocanod

"La verdadera ciencia enseña, sobre todo, a dudar y a ser ignorante" Miguel de Unamuno

Gracias por la dedicación Hairanakh!! Una magnífica e ilustrada respuesta has dado. Pero como dices: mi consulta iba orientada al aspecto cuántico. Y el problema es que, según la física cuántica, un fotón en un estado cualquiera siempre puede representarse en una base de otros estados. Por ejemplo, para nuestro fotón amarillo:

|A> = p |R> + q |V> + (otros términos)

donde R y V son los autoestados rojo y verde, respectivamente y p y q son constantes de normalización.

Una idea muy querida por mi era que la luz blanca no es blanca en realidad sino una superposición de muchos fotones de diferentes frecuencias y que, a la par, la luz amarilla (por seguir con ese color) sí es amarilla. Sin embargo, últimamente no veo claramente por qué sostengo la segunda parte de mi creencia.

¿No es que acaso la luz amarilla, la roja, la violeta, cualquiera, una superposición de todas? ¿No es eso lo que la física cuántica dice? Si es que lo dice, ¿quién soy yo para modificar ese hecho en base al prejuicio clásico de que la luz tiene que tener un color*?

El problema, modificado, sería: ¿No hay escapatoria al hecho de que el estado de un fotón con una sola frecuencia sea equivalente a la superposición de una distribución de "infinitas" frecuencias?

*Esta referencia a la palabra 'color' es más bien poética. De hecho, todo el mundo sabe que el color de las cosas no es una propiedad básica de las cosas mismas sino del sistema luz-cosaqueemite-cosaquerecibe. Me refiero, mejor, a la frecuencia de la luz.

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Malambo

Malambo

Un fotón amarillo es una partícula. Un fotón verde es OTRA partícula distinta.

Un partícula tiene distintos estados "base" o independientes, y la combinación de todos ellos es lo que da el estado final. Eso es la superposición. Con un electrón tienes dos estados "base": spin arriba, o spin abajo, y el estado de su spin (mientras lo no observes) es una superposición de ambos. Cuando lo observas (=detectas, mides) sólo ves uno de estos estados.

En el caso de un fotón, sus estados creo recordar que sería la polarización (horizontal-vertical) (y aquí es donde dejo que otro más versado en óptica cuántica siga...)

Quiero decir, que la luz blanca no es un fotón blanco que se descompone en fotones de otros colores. La luz blanca es un conjunto de fotones de distinta frecuencia (colores), y cada fotón tiene su "color" bien definido. Son otras propiedades distintas a esa las que tienen estados superpuestos.

Es cierto Julio, hay un lio ahí: confundir composición del ensemble con la composición cuántica de la partícula. Admitido y gracias.

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Malambo

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Malambo