Ένα φωτόνιο είναι ένα σωματίδιο φωτός. Δεν έχει μάζα, δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο και ταξιδεύει πάντα με την ταχύτητα του φωτός στο κενό. Τα φωτόνια μεταφέρουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και η ποσότητα ενέργειας εξαρτάται από τη συχνότητά τους. Ένα φωτόνιο υψηλής συχνότητας, όπως μια ακτίνα γάμμα, μεταφέρει περισσότερη ενέργεια από ένα φωτόνιο χαμηλής συχνότητας, όπως ένα ραδιοκύμα. Τα φωτόνια είναι οι φορείς δύναμης του ηλεκτρομαγνητισμού. Όταν δύο φορτισμένα σωματίδια αλληλεπιδρούν, ανταλλάσσουν φωτόνια. Αυτή η ανταλλαγή είναι αυτό που ονομάζουμε ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

Τα φωτόνια συμπεριφέρονται τόσο ως σωματίδια όσο και ως κύματα. Σε ορισμένα πειράματα, αλληλεπιδρούν με τον εαυτό τους όπως τα κύματα. Σε άλλα, χτυπούν τους ανιχνευτές όπως τα σωματίδια. Αυτή η δυαδικότητα είναι ένα από τα κεντρικά μυστήρια της κβαντομηχανικής. Η έννοια του φωτονίου εισήχθη από τον Αϊνστάιν το 1905, στην εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Πρότεινε ότι το φως έρχεται σε διακριτά πακέτα ενέργειας, τα οποία τώρα ονομάζουμε φωτόνια. Αυτή η εργασία του χάρισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1921. Τα φωτόνια χρησιμοποιούνται σε λέιζερ, ηλιακά κύτταρα και κβαντικούς υπολογιστές. Είναι επίσης οι αγγελιοφόροι του σύμπαντος, μεταφέροντας πληροφορίες από μακρινά αστέρια στα τηλεσκόπιά μας.

Γεγονότα για τα φωτόνια

• Ορισμός. Σωματίδιο φωτός.
• Mass. Μηδέν.
• Speed. Πάντα c στο κενό.
• Ενέργεια. E = hf, όπου h είναι η σταθερά του Planck.
• Φορέας δύναμης. Μεσολαβεί στον ηλεκτρομαγνητισμό.

Ένα φωτόνιο δεν είναι το ίδιο με ένα ηλεκτρόνιο. Ένα ηλεκτρόνιο έχει μάζα και φορτίο. Ένα φωτόνιο δεν έχει κανένα από τα δύο.