Dos preguntas simples, que no he visto nunca que ningún científico conteste. ¿Cual es el tamaño de un foton?. ¿Cual es su espectro en frecuencia?
Desde que estudie en 1977 la física de entonces, con Feynman, y luego he seguido lo que ha venido,,,,,,,,,,
Nunca, nadie, he visto que responda a estas 2 simples preguntas.
Si, ya se que se debe hablar en términos probabilistas, si , ya se que el foton, boson, debe expresarse como excitación del campo cuántico electromagnético (QFT) ,,,,,,,,
Pero ¿Cual es, aunque sea solo estadisticamente, su tamaño?.
¿Tiene una sola frecuencia, no tiene nada, nada, de ancho de banda?.
Si no tuviera nada, nada de ancho de banda, si fuera una frecuencia pura, ,,,,,, la cosa pinta mal.
La transformada en el tiempo desde el dominio de la frecuencia, de una frecuencia pura,,,,,,,,,, es una senoide eterna.
¿Puede un foton , en un punto del espacio, tener duración infinita?,,,,,,, no lo creo.
En realidad, esta otra pregunta, incluye cierta picaresca. Hablar de su ancho de banda, es hablar de su duración en el tiempo, cuando se observa en un punto dado del espacio.
Bueno, jamas, jamas, en ningún sitio de ciencia, desde 1977, he visto una sola respuesta, ni siquiera inicio de respuesta, a esta pregunta.
Lo que he visto es frases tipo flash de campaña publicitaria:
1º El foton de frecuencia ‘f’, lleva una energía = h·f
2º Cuando un foton llega al experimento de la doble rendija, pasa por un lado, o por el otro (No lo dicen, pero supongo que quieren decir que su tamaño es pequeño frente a la separación entre las dos rendijas, aunque nadie, nadie, lo ha presentado, que yo sepa, jamas)
etc, etc.
Frases hechas, muy bonitas ,,,,, pero ,,,,,,,,,,,,,,,,
Dos preguntas, mas de 40 años, cero respuestas (que yo sepa).
Bueno, ahi lo dejo.
Preguntas simples, llevadas por la curiosidad, ,,, siempre han sido una molestia,,,,
Publicado el 22 de marzo de 2023 en Uncategorized. Añade a favoritos el enlace permanente. 14 comentarios.
cienciaytiempo 
Su espectro en frecuencia? Todo el EM, pero podrían decir que el espectro del absoluto de Planck, de los femtohertz a los petahertz, en luz es más difícil que en temperatura hasta los zettakelvin o en energía hasta los yotajoules, para todo lo demás están los bytes.
Mis saludos.
Los campos, la mejor explicación que ví hasta ahora
Y una explicación somera de la dualidad
Gracias Watchovsky
El tema del tamaño del foton, lo he dejado, intencionadamente, escueto.
Tiene bastante enjundia, sobre la base de la teoría de la información, y sobre la base del principio de indeterminación.
Pero no lo he querido detallar, para que los que lean esto (muy poquitos), se lancen con sus ideas.
Antes, he barrido la red a ver que piensan por ahi los físicos (Que no tienen la visión de dominio del tiempo, y dominio de la frecuencia, de los ingenieros).
Y me he encontrado, cosas que no parecen ser muy sensatas:
«,, del tamaño de su longitud de onda,,,»
«,,, son puntuales, sin tamaño,,,»
«,,, Son todo presentes, en todo el espacio,,,»
Watchovsky, estas respuestas es lo que me he encontrado.
No voy a dar mi visión, bastante, creo, mas centrada, con mas perspectiva.
Dejo la pregunta ahí.
Me gustan las preguntas ‘simples y estúpidas’,,,,,,,, son como pivotes que hacen descarrilar las locomotoras de la racionalidad, y abren el camino al conocimiento.
Pero me callo.
Un saludo Watchovsky.
(He quitado el control sobre los comentarios, lo puse por gente mala , pero lo he quitado ahora mismo).
pues no me publica comentarios ahora
va de nuevo, quizá no tolera mi sorna puesto que Francisco Villatoro no contesta a mis planteos y me sobreextendí, someramente:
Pregunta Francis y a propósito del enigma del interior de un agujero negro: la transformada de Fourier en su conversión de energía a tiempo que es métrica espacial y viceversa, tan utilizada para señales en física clásica, acaso se piensa o aplica en algo de naturaleza relativista o cuántica, en teoría conforme de campos y etc? Gracias (20 de febrero de 2023, nada me dice)
La energía se conserva como noetheriano en el tiempo, el espaciotiempo se conserva en la energía… sí es mucho pedir: una entrada Francis que lo explique en interacción compleja y sobre todo en profundidad, la Transformada de Fourier aplica en todo ello? (11 de marzo)
Solo por insistencia, Francisco a propósito del interior de un agujero negro: la transformada de Fourier en su conversión de energía a tiempo que es métrica espacial y viceversa, tan utilizada para señales en física clásica, acaso se piensa o aplica en algo de naturaleza relativista o cuántica, en teoría conforme de campos y etc? Gracias (el mismo 20 de febrero, castiga mi insolencia constante desde el Olimpo con desdén, no habrá respuestas sostiene, Asimov y Sagan estaban menos ocupados que él supongo, y no tiene las complejidades, conexiones causales, profundidad e instantaneidad de YHWH)
y encontré algo interesante: la aniquilación de un par positrón-electrón o 2 partículas desintegrativas beta equivalen a 1 gamma fotónica, 1 solo fotón gamma suma de las desapariciones de 2 leptones, puede ello si midiéramos los campos no con un micrómetro de taller sino con un femtómetro en la punta de un nanómetro arrojarnos el tamaño de un fotón? es mi proposición ahora
La idea central de este tema, Watchosky, es un pulso breve, con duración limitada, de onda.
Como un breve ‘pulso’ sonoro.
Como un breve pulso de un radar.
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Matemáticamente, cuando una señal tiene una duración en el dominio del tiempo, limitada, su espectro en el dominio de la frecuencia, es ilimitado.
Si, cada vez a mas alta frecuencia, suele caer la energía de ese ‘pulso en el dominio del tiempo’, pero es ilimitada.
Y viceversa, si tienes una señal, en el dominio de la frecuencia, en zona limitada, esa señal, en el dominio del tiempo, es de duración ilimitada.
El ejemplo mas simple es una senoide eterna en el dominio del tiempo.
En el dominio de la frecuencia, es una delta de Dirac, una linea de energía en una sola frecuencia de todo el dominio de la frecuencia.
Viceversa, un pulso brevisimo en el tiempo (Una delta de Dirac en el tiempo), tiene un espectro infinito en el dominio de la frecuencia.
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Estos conceptos matemáticos son bases de todo análisis, se de ondas de sonido, de ondas electromagnéticas, o otro tipo de bosones.
Dominio del tiempo, y dominio de la frecuencia.
Vienen desde la transformada de Laplace.
Luego, si nos dicen que un foton, tiene frecuencia ‘f’, y solo ‘f’,,,,, entonces, en el dominio del tiempo,,,,, es ilimitado.
Seria una senoide pura eterna.
¿Lo aceptamos?, creo que no deberíamos aceptarlo, pero no lo se.
Por otro lado, si lo imaginamos como un pulso enviado por una antena de radar, es decir, un momento de inicio, una rampa de subida de amplitud, un tiempo de amplitud fija, y una rampa final de caída hasta cortar toda emisión (En general, una señal senoidal multiplicada por una envolvente de una duración, digamos, entre 10 y 100 veces el periodo de la frecuencia emitida, por ejemplo), entonces las cosas empiezan a parecer mas ,,,,, normales.
Si es que la realidad del universo es ‘normal’, que eso es otro cantar.
Viendo al foton de esa forma, como un pulso de radar (en banda óptica), tenemos dos consecuencias:
1º Si esa duración en el tiempo es finita, por fuerza de la transformada matemática, su espectro en frecuencia no es una sola linea de frecuencia ‘f’, sino una cierta banda alrededor de la frecuencia ‘f’, ademas, no limitada en frecuencia (Aunque la energía fuera de esa banda , sea minúscula).
2º Si la banda de energías en el dominio de la frecuencia, es limitado (Pongamos que alrededor de’f’, una envolvente de +/- 10% de f, por ejemplo), entonces, en el dominio del tiempo,,,,,,,,, el foton tendrá su máxima energía en cierto intervalo del tiempo,,,, pero su duración es eterna, si, cada ve con menos energía, minúscula, despreciable,,,,,,,, pero eterna.
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Watchovsky, todo esto sale de la transformada de Laplace, base matemática aplicable si consideramos el dominio del tiempo, continuo.
Por eso te dije que sospecho que el principio de indeterminación, tiene algo que decir en esto.
Por eso, considero que nadie se mete en este problema, pues tiene fuertes implicaciones en nuestro propio concepto de espacio, tiempo, y frecuencia.
Recuerda que la ecuacion de Planck, E = h · v
Es la clave base de toda la mecanica cuantica.
Incluso, la moderna QFT, ‘explica’ como se genera un foton, por ejemplo, en un LED.
O en la pantalla que estas ahora leyendo.
Espero que me hayas comprendido, a veces puedo equivocarme, o no saber explicar.
Gracias por leer.
Cuál es la diferencia entre la transformada de Laplace y la transformada de Fourier? y cuál es la diferencia entre el demonio de Laplace y el demonio de Maxwell? porque supongo debería haber un demonio de ajuste más fino o demonio de Planck. Pero sobre todo no entiendo bien ambas transformadas, limitado como técnico electrónico que soy a 10 mil parsecs de un matemático (los ingenieros están más cerca). Saludos.
Buenos dias Wachovsky, desde España.
Si tienes una funcion periodica, que se repite, sea como sea, en el dominio que sea (el tiempo, el eje x, el eje z,,,,,), puedes expresar esa funcion periodica, como suma infinita de senoides con amplitudes y fases variadas, pero de frecuencias iguales a la de la señal periodica original (Llamemosla Fo), doble (2·Fo), triple (3·Fo),,,,, asi ad-infinitum.
Cada senoide, tendra su propia amplitud, y su propia fase, para ‘encajar’ la suma total de senoides, con la señal periodica (frecuencia Fo) original.
Esos valores de las amplitudes y fases de las infinitas senoides (de frecuencias Fo, 2·Fo, 3·Fo,,,,,,,), es lo que se llama ‘transformada de fourrier’, de la señal periodica original, de frecuencia Fo.
Si lo que tienes no es una señal periodica, sino no-periodica, limitada o ilimitada (por ejemplo un pulso transitorio que se va extinguiendo hasta el infinito) ,,,,,, puedes expresar esa señal no-periodica, como suma no de senoides discretas (de frecuencias Fo, 2·Fo, 3·Fo,,,,,,,), sino como suma de un continuo de senoides, desde frecuencia 0, hasta frecuencia infinita, cada una con su amplitud y su fase.
Ese ‘continuo’ de senoides, cada una con su amplitud y su fase, cuya suma da, precisamente, la señal no-periodica original, es lo que se llama TRANSFORMADA DE LAPLACE de la señal no-periodica original.
Historicamente, creo que Fourrier fue alumno de Laplace.
Se basan, como puedes ver, en que el la funcion original (Sea periodica, transformada de fourrier, o no-periodica, transformada de Laplace), sea definida en un eje ‘x'(Tiempo, espacio, energia, lo que sea da igual), continuo.
Por eso este tema de ‘el tamaño del foton’, veo que tiene directa implicacion en la contunuidad o no de nuestro espacio-tiempo.
Un foton de una sola frecuencia, con un espacio continuo, obliga a un foton en el espacio, ilimitado.
Si en vez de dominios continuos, tenemos dominios discretos (Por ejemplo, el tiempo solo puede ir en valores de ‘saltitos’ discretos, por ejemplo, 1 picosegundo), entonces le debemos a Hilbert su regalo.
La transformada de Hilbert.
Pero eso , amigo Wachovsky, es otro cantar.
Espero haberte aclarado lo que son las trasnformadas de fourrier y laplace.
Nada de esto lo he visto en la red ante este tema, y es muy simple, los ingenieros que diseñan radares, saben perfectamente esto, el pulso que sale de la antena, es limitado en el tiempo, ello implica que los amplificadores que lo manejan, deben tener un ancho de banda minimo para emitirlo y recibirlo bien.
Es algo conocido hace siglos.
¿Porque no nos dicen nada, salvo E = h·v ?
¿Que es exactamente un foton?.
Pues muchas gracias, de la delta de Dirac algo recuerdo de mis años de secundario pero no sabía de las transformadas de ambos. Quiero suponer que Feynman mínimamente describió un fotón como cuanto de los paquetes de energía, un fotón es luz y es microonda para los paquetes de bits que viajan en su portadora, entiendo que es un múltiplo de ese gran descubrimiento de los discretos por el maestro Max Planck, tenemos que entender los campos y sus partes como granularidad, el espacio y el tiempo en la escala absoluta del maestro como granulado
pero no me pidas que defina lichtquantum porque no sé, sé que es apasionante crear algo así si no se hizo solo y luego te pasaré mí loa al creador de las constantes universales que nos escriben, dime tu nombre para intercambiar, el mío es Otelo desde Buenos Aires. Esto continuará, pues hay que pensar en la carga eléctrica como spin y ahí tenemos el origen de la materia como quimiocomposición que no de la masa que está en el mecanismo de Higgs y en la aglutinacuón de la energía de quarks y gluones, la fuerza fuerte, el misterio de los 8 sabores gluónicos con los que lidia Witten.
Ahora entiendo porque Francis no contestaba, no quería hablarme de lo que no entiendo, eso mismo que es la Transformada de Hilbert. Lo disculpo.
Watchosky, en los que preguntan, hay una actitud de querer aprender, y otra de querer fastidiar.
Tu no eres de la 2ª.
Y en los preguntados, hay una actitud de enseñar, y otra de lucirse en su púlpito.
La verdad, es que ya estoy muy cansado, viejo amigo.
La transformada de Hilbert, la di en la universidad, al comenzar a estudiar el procesado digital de señales, allá por 1992.
Ahora, esta en todos sitios.
Es lógico, las señales ahora no van continuas (Como en los viejos sistemas analógicos), sino muestreadas, discretas.
Por ejemplo, los teléfonos fijos, al llegar a la central telefónica el cable de cobre desde tu casa, tu voz se lleva a un conversor analógico/digital, que entrega 8.000 muestras por segundo.
Es decir, no tenemos una señal continua en el tiempo, tenemos una secuencia de valores, separados por (1/8000) segundos.
Y ahi viene el bueno de David Hilbert (que en su vida sufrió mucho, mucho) con su gran regalo, H(z).
Los filtros digitales de proceso digital de señales, se definen por la funcion de transferencia, H(z), no como las señales continuas, por ejemplo , los filtros L-C, que tienen la función de transferencia H(w).
Ambas, son funciones complejas, asi recogen no solo las ganancias, sino las fases introducidas por los filtros.
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Francis es un miembro del sistema, y el sistema no paga a heterodoxos.
Es muy triste, Wtchosky, porque en el lado ‘conspiranoico’, hay gilipolleces innumerables.
Pero en el lado ‘oficial’, hay mucha prostitución intelectual.
Mucha auto-censura para que no peligre su culo en su puesto de universidad.
Y genios, como Jean Luc Montaigner, como Brian Josephson, como Julian Seymour Schwinger, que defendió la posibilidad de la fusión fria, envió 8 publicaciones a la revista americana de física, siendo premio nobel, creador con Feynamn de la primera base de la QFT (La electrodinámica cuántica), vio como le rechazaban todos los 8 envios.
Se indigno tanto, que se desapunto de esa revista, la mas prestigiosa de USA,,, y unos años después, ,,, como Jean Luc Montaigner, como Benveniste,,,,,,, murió.
El sistema no paga a quienes no le aplauden.
Y de las tumbas de Galileo, de Newton, de Laplace, de Leibniz, de Euler,,,,
No salen los 1500 millones de euros que gasta al año el CERN.
Watchovsky, disculpa este tono cansado,,,,,,
La verdad, es una rara flor que solo en altas montañas que requieren mucho esfuerzo, mucha libertad para elegir el camino de ascenso,,,,,,,,,, florece y es encontrada.
Yo no se muchas cosas, es verdad, pero no dependo de nadie.
Saludos.
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