Momento angular de espín de la luz
Una onda electromagnética, como lo es la luz, posee una polarización circular cuando los campos eléctrico y magnético rotan en torno al eje de propagación de la onda.
La polarización circular puede ser levógira, si el campo gira en el sentido contrario de las agujas del reloj, o dextrógira, si gira en el sentido de las agujas del reloj.
es la constante reducida de Planck y el signo
es positivo para las polarizaciones levógiras y negativo para las dextrógiras —es la convención más usada en la óptica—.
En la figura se puede apreciar como se componen los campos eléctrico y magnético, y muestra la dirección de propagación con una flecha verde.
Las expresiones matemáticas adjuntas en la figura determinan las tres componentes del campo eléctrico de una onda electromagnética polarizada de forma circular y que se propaga en la dirección de
Si se atiende a la expresión general del momento angular de espín, aplicando una aproximación paraxial:[1] donde
Esta expresión se obtiene aplicando a la expresión del momento angular total de un campo electromagnético el teorema de Noether.
En la mecánica cuántica del campo electromagnético, el momento angular de espín de la luz es un cuanto observable que responde al operador: donde
En este caso, para un solo fotón el momento angular de espín de la luz solo puede adoptar dos valores (autovalores): La correspondiente autofunción que describe los fotones con sus autovalores para ondas con polarización circular es:
