3D-Polarisation möglich oder immer 2D: Horizontal, Vertikal?

Für Photonen werden Sie niemals eine solche Polarisation haben können:

Wo$H$,$V$, Und$D$sind linear unabhängig. Denn das Photon ist ein Spin-1 masseloses Eichfeld$A^\mu$, es ist$4$Freiheitsgrade reduziert werden$2$wegen Eichfixierung und Masselosigkeit. Masselose Spin-1-Felder haben 2 Freiheitsgrade und können daher nur haben$2$unabhängige Polarisationen, die normalerweise als lineare/vertikale oder rechts/links zirkulare Polarisation angesehen werden.

Licht kann in Wellenleitern und in Material immer noch eine "Längspolarisation" haben, und damit meint man meist eine Komponente des elektrischen Feldes$E_z$entlang der Ausbreitungsrichtung$\hat{\mathbf{k}}$. Im freien Raum gibt Ihnen die Maxwell-Gleichung$\mathbf{E}\times\mathbf{B} \propto \hat{\mathbf{k}}$So$\mathbf{E} \perp \hat{\mathbf{k}}$. Aber Sie haben immer noch nur zwei linear unabhängige Freiheitsgrade.

Andererseits, Spin-$1$ Massive Felder können drei linear unabhängige Polarisationen oder Spinorientierungen haben. Zum Beispiel,$W^\pm$Und$Z^0$Bosonen.

Ja, die dritte Polarisation heißt Längspolarisation. Hier ist ein Artikel, der den experimentellen Aufbau von Quer- und Längspolarisation beschreibt.

https://cds.cern.ch/record/183186/files/SCAN-0008023.pdf

Wie Sie bereits erwähnt haben, ist dies nicht für Licht.