Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: funzione d' onda del fotone

Nel leggere la pagina intitolata "Ma quanto sono strani i fotoni!" al sito
di Elio Fabri 
http://astr17pi.difi.unipi.it/~elio/divulgazione
 mi sono
venuti dei dubbi...
Rifelettevo sul fatto che quando studiavo Istituzioni (Istituzioni di fisica
teorica) non ho mai sentito parlare di "funzione d' onda del fotone", ma
solo di stati del fotone; penso che non abbia senso scrivere l' equazione di
Schroendinger per la particella-fotone così come è intesa nell' ambito di
una teoria quantistica ma non relativistica.
Infatti mi ricordo da meccanica statistica che gli stati dei fotoni derivano
dalla quantizzazione del campo elettromagnetico...
Elio Fabri scrive:
<<...Dalla massa nulla seguono altre stranezze: non si può definire in modo
chiaro la posizione di un fotone. E non facciamo confusione: non si tratta
della solita questione connessa col principio d'indeterminazione; qui c'è
una difficoltà più profonda e particolare. È proprio l'osservabile
"posizione" che per un fotone non può essere definita (niente filosofia,
per favore: si tratta di una questione squisitamente tecnica). Invece non
c'è nessuna difficoltà con l'impulso. ...>>
Mi viene in mente, per chiarirmi l' affermazione, il paragone con l'
osservabile posizione per un elettrone libero (non in una scatola);
per quest' ultimo si può risolvere l' equazione di Schroendinger e si
trovano i suoi stati che sono quelli dell' onda piana: essi, non essendo
localizzati spazialmente, fanno in modo che il valore di aspettazione dell'
operatore posizione sia non definito.
Questo credo che sia la pura manifestazione del principio di
indeterminazione.
Proprio in base a questo paragone mi chiedo se l' impossibilità di definire
l'osservabile "posizione" per un fotone derivi dall' impossibilità di
definire la sua funzione d' onda..
Può darsi anche che affermi una cosa inesatta e che la funzione d' onda
di un fotone abbia senso anche in meccanica quantistica non relativistica:
onda piana come per l' elettrone libero... Ma si parte dall' Hamiltoniana
H=hw=pc?  ..e poi si scrive in rappresentazione di Heisenberg?? Compare c,
come si interpreta??
Ringrazio chi mi vuole chiarire questi aspetti.
Claudio
E-mail: 
rofa...@tin.it

dalla quantizzazione del campo elettromagnetico...
Non ho ancora letto la pagina di Elio Fabri che tu hai citato... lo faro'
prestissimo,
pero' vorrei porre una questione che credo sia a priori.
Se vuoi scrivere l'equazione d'onda per un fotone, ne devi avere uno e
basta, intendo,
devi essere poi in grado di verificare sperimentalmente che sia giusta e per
farlo devi
in qualche modo *isolare* un fotone, che per sua natura e' molto *socievole*
e si porta
appresso un sacco di suoi simili. In pratica la soglia di rilevazione dei
vari apparati e' ben al
di sopra dell'energia minima di un fotone (quale e'?).
Credo che questa sia una difficolta' di fondo per trattare il singolo fotone
come si fa col singolo, ad
esempio, elettrone .

 di sopra dell'energia minima di un fotone (quale e'?).
Non vedo la difficolta'. Se spulci un catalogo di strumentazione 
da laboratorio trovi un sacco di "Photon counting devices": 
fotodiodi a valanga, o i vecchi fotomoltiplicatori.
Un buon CCD da astronomia e' vicino al limite di conteggio dei singoli
fotoni (non ricordo se ce la fa), al punto che il rumore statistico
(il fatto che se ti arrivano in media N fotoni, in ogni misura
la deviazione da N e' circa sqrt(N) ) e' di solito il rumore dominante.
Se poi osservi raggi X o gamma, le immagini che ottieni mostrano 
chiaramente i singoli fotoni ricevuti. Basta una scintigrafia 
da ospedale, non serve neppure scomodare gli astronomi.
La proprieta' di "socievolezza" dei fotoni e' stata misurata 
sperimentalmente proprio contandoli uno ad uno, e verificando che 
tendono ad arrivare in gruppo. 
Ciao
-- 
Gianni Comoretto      			Osservatorio Astrofisico di Arcetri 
gcomo...@arcetri.astro.it
		Largo E. Fermi 5 
http://www.arcetri.astro.it/~comore
	50125 Firenze - ITALY