Czy fotony czymś się od siebie różnią?

Pytanie

Pyta Grzegorz

Czy foton np. promieniowania reliktowego różni się czymś od fotonu promieniowania światła widzialnego?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Fotony promieniowania reliktowego mają energie rzędu milielektronowolta i długości fali rzędu milimetra. Fotony światła widzialnego mają energie rzędu kilku elektronowoltów i długości fali rzędu kilkuset nanometrów. Poza tym nie ma różnicy między tymi fotonami. Energia $E$ i długość fali powiązane są wzorem $E = hc/\lambda$, gdzie $h$ jest stałą Plancka, a $c$ prędkością światła. Energia i długość fali fotonu zależą od układu odniesienia. Hipotetyczny obserwator w rakiecie poruszającej się względem galaktyk z taką prędkością, jak elektrony w akceleratorze LEP (tj. z prędkością bardzo bliską $c$) rejestrowałby niektóre fotony promieniowania reliktowego jako promieniowanie ultrafioletowe (od strony dzioba rakiety) lub jako światło widzialne (pod pewnym kątem od dzioba).