Was, wenn man Photonen einen Drehimpuls gibt?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich frage mich, was passiert, wenn man Photonen einen Drehimpuls gibt. Folgendermaßen stelle ich mir das vor:

Es gibt bekanntermaßen Medien, in denen man Licht stark verlangsamen kann. Wenn sich dieses Medium nun extrem schnell dreht während sich ein Lichtphoton da durchschleicht, dann dreht sich das Photon ja mit. Sobald es das Medium verlässt - und das ist die Frage - behält es dann den vorgegebenen Drehimpuls bei?

Photonen haben zwar keine Masse, aber das heisst ja nicht zwingend, dass man einem Photon nicht noch zusätzliche Eigenschaften mit auf den Weg geben kann. Die Geschwindigkeit wäre eine, die Farbe (sprich Länge) ist eine andere und ich wundere mich, ob man so einem Ding nicht auf einen Drehimpuls verpassen kann.

Danke schonmal für die Antworten, Gruss!

#2

Ihnen wird schwindlig.

#3

Das Problem ist: Photonen verhalten sich in solchen Medien anders, als ein Apfel der in Honig getaucht ist.
Das Photon klebt nicht fest, sondern bewegt sich eigentlich weiter mit Lichtgeschwindigkeit. Die Verlangsamung resultiert daraus, daß das Photon ständig an anderen Partikeln (Atomen etc) hängen bleibt, und seine Richtung ändern muss. Oder es wird absorbiert, und kurz danach wieder abgegeben. Auch hier entsteht ein Richtungswechsel. Daraus folgt ein chaotischer Zickzackkurs, der damit einfach deutlich länger dauert, als ein Direktflug durch das Medium.
Da das Photon nicht festklebt, sondern im Medium hin und her fliegt, ist Ihm eine Rotation des Mediums auch egal. So kriegst Du also ein Photon nicht ins Rotieren.

#4

Danke für die Antwort.

Ich dachte bislang, man hat Materialien gefunden, in denen das verlustfrei geht. Vor allem bei diesen Niedrigtemperaturgasen, in denen das Licht sich sogar anhalten lässt. Das heisst dann aber, dass diese Materialien keine „Bremsen“ sind, sondern lediglich Filter, bei denen man x reinleuchtet und am Ende kommt irgendwann y wieder raus, oder?

Oder entsteht kein Verlust bzw. keine Umwandlung von Photonen, wenn das Medium ausreichend kalt ist und sich die Elektronen nicht mehr bewegen und es daher nicht mehr zu Wechselwirkungen kommt?

#5

Wie ist denn der Drehimpuls definiert von etwas, was keine Masse hat?

Hä?

#6

Man müsste sich ansehen, welche zusätzliche Energie es abgibt, wenn das Photon auf eine Fläche auftritt. Hat es einen Drehimpuls, dann müsste die Energie höher sein, als wenn es nur geradeaus fliegt.

Lichtwellen bestehen aus Photonen und die Länge der Welle kann einer bestimmten Farbe zugewiesen werden, die wir sehen.

#7

Eine Wellenlänge hat genau nichts mit der Länge einer Welle zu tun.

Die Energie eines Photons entspricht genau seiner Wellenlänge multipliziert mit dem Planckschen Wirkungsquantum. Wenn sich die Energie also ändert, ändert sich automatisch die Wellenlänge. Tut sie das?

Eine im Drehimpuls gespeicherte Energie ist proportional zur Masse. Also wie groß genau bei einer Masse von Null?