Re: Fotone fermo?

From: Roberto Passante <passante_at_iaif.pa.cnr.it>
Date: Tue, 29 Jul 2003 18:33:52 +0200

Penso che quando della radiazione elettromagnetica si propaga in un mezzo
non possa piu' parlarsi di "un fotone", in quanto sono presenti continui
processi di assorbimento e successiva riemissione di fotoni da parte degli
atomi che costituiscono il mezzo. L'effetto complessivo di tutti questi
processi di emissione/assorbimento, inclusa l'interferenza tra i campi e.m.
connessi con questi fotoni, da' luogo alla propagazione rallentata della
luce nel mezzo.
E' possibile che in casi specifici (ad. esempio dielettrici) tutto questo
possa essere descritto macroscopicamente in termini di equazioni d'onda
simili a quelle delle onde elettromagnetiche nel vuoto, ma con una velocita'
di propagazione < c che dipende dalle proprieta' del mezzo, per esempio
dalla sua costante dielettrica. Se queste equazioni d'onda vengono
quantizzate, la descrizione avviene in termini di nuove entita', che
potremmo chiamare "fotoni nel mezzo", che si propagano con velocita' < c, e
la cui relazione di dispersione (relazione tra frequenza e vettore d'onda)
puo' essere diversa che per i fotoni nel vuoto. Queste nuove entita'/fotoni
non sono pero' oggetti elementari, ma un utile e comodo metodo di descrivere
macroscopicamente l'effetto risultante di tutti i processi di
emissione/assorbimento che avvengono quando la luce si propaga in un mezzo
materiale.
Se ci muovessimo con velocita' maggiore di quella della "luce rallentata" e
osservassimo i singoli fotoni "veri" tra un'emissione ed un assorbimento da
parte degli atomi, li vedremmo naturalmente propagarsi a velocita' c. Il
caso e' diverso se invece osserviamo la propagazione complessiva della
radiazione nel mezzo, che allora vedremmo ferma. Per fare considerazioni
sull'energia della radiazione, non dobbiamo pero' scordarci che la relazione
di dispersione tra vettore d'onda e frequenza nel mezzo puo' essere diversa
che nel vuoto.

Roberto
Received on Tue Jul 29 2003 - 18:33:52 CEST