Photon

Sa pisika, ang isang photon ay isang elementaryong partikulo, ang quantum ng liwanag at lahat ng iba pang mga anyo ng elektromagnetikong radiasyon at ang tagadalang pwersa para sa pwersang elektromagnetiko. Ang mga epekto ng pwersang ito ay madaling mapagmamasdan sa parehong skalang mikroskopiko at skalang makroskopiko dahil ang photon ay walang masang pagpapahinga. Ito ay pumapayag para sa mga pundamental na interaksiyon sa mga malayong distansiya. Tulad ng lahat ng mga elementaryong partikulo, ang mga photon ay kasalukuyang mahusay na ipinapaliwanag ng mekanikang quantum at nagpapamalas ng dualidad na alon-partikulo na nagpapakita ng parehong mga katangian ng mga alon at partikulo. Halimbawa, ang isang photon ay maaaring ma-reprakto ng isang lente o magpamalas ng interperensiya ng alon sa sarili nito ngunit maaari ring umasal bilang isang partikulo na nagbibigay ng isang tiyak na resulta kapag ang posisyon nito ay sinukat. Ang modernong konsepto ng photon ay dahan dahang binuo ni Albert Einstein upang ipaliwanag ang mga eksperimental na obserbasyon na hindi umaayon sa umaangkop sa klasikong modelo ng alon ng liwanag. Sa partikular, ang modelong photon ay nagpapaliwanag sa pagbatay sa prekwensiya ng enerhiya ng liwanag at nagpapaliwanag ng kakayahan ng materya at elektromagnetikong radiasyon na tumungo sa thermal na ekwilibrium. Ito ay nagpapaliwanag rin sa anomalosong mga obserbasyon kabilang ang mga katangian ng radiasyong itim na katawan na ang mga ibang pisiko gaya ni Max Planck ay naghangad na ipaliwanag gamit ang mga semiklasikong modelo kung saan ang liwanag is inilalarawan pa rin ng Mga ekwasyon ni Maxwell ngunit ang mga obhektong materyal na naglalabas at sumisipsip ng liwanag ay nagsasagawa nito sa mga halaga ng enerhiya na quantisado (i.e ang mga ito ay nagbabago lamang ng enerhiya sa ilang partikular na mga diskretong halaga at hindi maaaring magbago ng enerhiya sa anumang arbitraryong paraan). Bagaman ang mga semiklasikong modelong ito ay nag-ambag sa pagkakabuo ng mekanikang quantum, maraming mga karagdagang eksperimento na nasgimula sa pagkakalat na Compton ng mga isang photon ng mga elektron na unang napagmasdan noong 1923 ay nagpatunay ng hipotesis ni Einstein na ang mismong liwanag ay quantisado(quantized). Noong 1926, inimbento ng kemikong si Gilbert N. Lewis ang pangalang photon para sa mga partikulong ito at pagkatapos ng 1927 nang si Arthur H. Compton ay nanalo ng Gantimpalang Nobel para sa kanyang mga pag-aaral ng pagkakalat, ang karamihan sa mga siyentipiko ay tumanggap sa pagiging totoo na ang quanta ng liwanag ay may independiyenteng eksistensiya at ang termino ni Lewis ng photon para sa quanta ng liwanag ay tinanggap. Sa Pamantayang Modelo ng Partikulong pisika, ang mga photon ay inilalarawan bilang isang mahalagang konsekwensiya ng mga batas pisikal na mayroon isang symmetriya sa bawat punto ng espasyo-panahon. Ang likas ng mga katangian ng photon gaya ng elektrikong karga, inbariantong masa at ikot ay tinutukoy ng mga katangian ng symmetriyang gauge na ito. Ang konseptong photon ay tumungo sa isang mahalagang mga pagsulong sa eksperimental at teoretikal na pisika gaya ng mga laser, kondensasyong Bose-Einstein, teoriyang quantum field at probabilistikong interpretasyon ng mekanikang quantum. Ito ay nilapat sa photokemika, mataas na resolusyong mikroskopiya at mga sukat ng molekular na distansiya. Kamakailan lamang, ang mga photon ay pinag-aralan bilang mga elemento ng kompyuter na quantum at para sa mga sopistikadong aplikasyon sa komunikasyong optikal gaya ng kriptograpiyang quantum.