Si quisiera comprar un receptor que midiera la energía de los fotones entrantes, ¿cuál es, no teóricamente, hoy en día la menor energía que se puede medir (en julios)?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Depende de lo que se entienda por "un receptor que mide la energía de los fotones entrantes"
En el mundo óptico, la forma habitual de hacerlo es (más o menos) construir un filtro externo sintonizable, delante de un detector que pueda recibir una amplia gama de energías de fotones. O fabricar un dispositivo que envíe fotones de diferente energía a diferentes elementos de un conjunto de detectores (que no son en sí mismos selectivos en cuanto a la energía). Dependiendo de los detalles de su construcción, podría llamarse espectrómetro , a espectrofotómetro o un analizador de espectro óptico .
Pero, de nuevo, el detector real no es altamente selectivo de las energías de los fotones que detecta, ni es capaz de medir la energía de los fotones que recibe. Normalmente, los detectores fotónicos (como los fotodiodos en sus diversas formas, o los fototubos) tienen una energía mínima de fotones que pueden detectar (debido a la efecto fotoeléctrico ) y, de forma muy aproximada, producir una señal de salida proporcional al número de fotones recibidos para cualquier energía de fotón por encima de ese umbral. El límite superior de la energía de los fotones recibidos dependerá normalmente de los detalles de ingeniería, de la óptica que recoge la luz en el detector, etc.
Según tengo entendido, los detectores fotónicos capaces de detectar las energías más bajas de los fotones son detectores de cascada cuántica , alias detectores inter-subbanda . Utilizan una pila de pozos cuánticos en una heteroestructura de semiconductores para permitir la detección de fotones IR de energía bastante baja. Según este resumen En 2009, los detectores intersubbanda eran capaces de detectar longitudes de onda tan largas como $87\ \rm\mu m$ correspondiente a una energía de fotones de aproximadamente 0,015 eV.
Dispositivos más esotéricos que implican superconductores y capacitancia cuántica pueden, a partir de 2017, detectar frecuencias tan bajas como 1 THz, correspondiente a ~0,0006 eV (consejo para el sombrero a S. McGrew por encontrar esta referencia).
Pero, por supuesto, las antenas de radio también detectan en cierto sentido los fotones de radio, que tienen energías mucho más bajas que el IR largo detectable por los detectores intersubbanda. Sin embargo, sólo son útiles para detectar las ondas de radio que contienen un gran número de fotones. He asumido que estás buscando un dispositivo que pueda detectar un número razonablemente contable de fotones (10 o 1000 por medición) en lugar de los billones o más que podrían estar involucrados en la detección de una onda de radio, así que no voy a calcular cuál es la mayor longitud de onda de radio detectable con la tecnología actual.
