Fotones: Partículas sin Masa ni Tiempo

Fotones, los misteriosos transportadores de la fuerza electromagnética – son más complejos de lo que parecen a simple vista.

 Voy a embarcarme en un viaje hacia el mundo subatómico, el mundo cuántico, donde las cosas son mucho más extrañas que la vida aquí en la Tierra…

Un fotón es un bosón de gauge estable, sin carga, responsable de la fuerza electromagnética y de toda la luz observable en el Universo. 

Al igual que otras partículas cuánticas, los fotones pueden también ser considerados como ondas, aunque por ahora las consideraremos únicamente como partículas. Los fotones son unas de las pocas partículas sin masa, lo que significa mucho más que ser las partículas más delgadas del grupo cuántico.

 Básicamente, los fotones se crean cuando algunos leptones (partículas con masa como el electrón) y otras partículas con carga eléctrica, tienen un exceso de energía y ésta es liberada. 

Si estuvieras de alguna forma montado sobre un fotón, comenzarías a existir súbitamente como resultado de la reducción de energía de un electrón, un proceso llamado emisión espontánea. 

Esto no debe ser interpretado como que al momento de la emisión, el fotón existe dentro de la estructura de partícula de punto del electrón, solo existe al momento de la emisión, no es creado o almacenado dentro del electrón.

Como probablemente sabes, los fotones viajan a la velocidad de la luz (299.792.458 m/s en el vacío). 

La primera pregunta que deberíamos hacernos es ¿por qué un fotón viaja a la velocidad de la luz? Para ser honestos, odio esa pregunta.

 Debería ser replanteada de este modo ¿por qué un fotón TIENE que viajar a la velocidad de la luz? 

En términos simples, el fotón no tiene masa, lo que significa que solo puede viajar a la velocidad de la luz. 

Esto se expresa matemáticamente así: E2= (pc)2 + (m0c2)2, donde la masa en reposo m0 de una partícula (fotón) es cero, la ecuación se simplifica aE=pc , relacionando la energía del fotón (E) con su momento (p) por la velocidad de la luz (c).

Esto significa que el fotón comienza a existir a la velocidad de la luz y durante el transcurso de su “vida” viajará a la velocidad de la luz.

 Esto es muy divertido, hasta que comienzas a pensar en lo que realmente significa. Verás, a medida que te aproximas a la velocidad de la luz, el tiempo comienza a ralentizarse. 

Este efecto recibe el nombre de Dilatación del Tiempo. 

Si estuvieras (por ejemplo) montado a un electrón que se encontrara viajando a una velocidad muy cercana a la velocidad de la luz, experimentarías el tiempo como lo haces normalmente. 

Sin embargo, un observador externo te vería (si pudiera) envejecer eternamente lento… porque el tiempo se ha ralentizado hasta casi detenerse, según su marco de referencia. 

A la velocidad de la luz, que es la velocidad que el fotón debe seguir, el tiempo se encuentra completamente detenido.

 No envejecerías, tus procesos metabólicos se detendrían y se ha debatido si sería posible estar consciente a esa velocidad. 

A medida que recorres el espacio, el fotón no experimentará tampoco distancia. 

Los humanos definimos la distancia como tiempo por velocidad; si no experimentas tiempo, perderías un componente clave para definir la distancia.

 Como fotón, solo experimentarías tu existencia inicial (emisión), luego tu existencia final (absorción) y nada en el medio. 

Conclusión:

La vida es mucho más simple para un fotón: no tienes que preocuparte por el decaimiento radiactivo o la carga electromagnética – solo atraviesas el espacio a la velocidad de la luz, absorbiendo y emitiendo a través de los átomos a voluntad.

 ¿La distancia? ¡Quién la necesita! Los fotones no tienen tiempo para eso.