Nähtav valgus on elektromagnetiline (EM) kiirgus, mis hõlmab suhteliselt kitsast spektraalvahemikku infrapuna- ja ultraviolettkiirguse vahel. Samas on võimalik kiirgust muuta nähtavaks valguseks ka teistes EM-spektri osades näiteks Doppleri efekti abil. Seda võime näha näiteks astronoomiast tuntud punane spektraalnihke puhul. Seega on mõistlikum mitte piirduda nähtava valgusega, vaid vaadata EM-kiirguse tekkimise võimalusi üldisemalt.

Maxwelli võrrandid kirjeldavad seda, kuidas on elektri- ja magnetväljad omavahel seotud ja kuidas tekib nende tõttu EM-kiirgus. Elektriliselt laetud osakeste liikumine ja kiirendus põhjustavad muutusi elektri- ja magnetväljas, tekitades EM-laineid. Igapäevaelust on keeruline leida näidet, kus sellised protsessid toimuksid ilma elektronide osaluseta. 

Samas on looduses olemas ka teisi piisavalt stabiilseid laetuid osakesi, mis võivad osaleda EM-kiirguse genereerimisel. Positiivse laenguga osakesteks on näiteks prootonid ja positronid ning negatiivne laeng on lisaks elektronidele müoonidel. Nende eluaeg on kusjuures vaid umbes 2,2 mikrosekundit. 

Laia spektriga sünkrotronkiirguse genereerimiseks kasutatakse tihti elektronide kiirendeid. Samas näiteks CERN-is kiirendatakse hoopis prootoneid. Selle tulemusel tekib kiirgus ka nähtavas spektraalosas. Põhimõtteliselt saaksid EM-kiirguse tekitamises osaleda ka sellised laetud elementaarosakesed nagu pioonid ja kaoonid, kuigi nende eluiga on palju lühem ehk mõõdetav vaid nanosekundites.

Prootonitest ja neutronitest koosnevates aatomite tuumades on võimalikud üleminekud erinevate energeetiliste seisundite vahel. Samuti võivad rasked ebastabiilsed tuumad spontaanselt laguneda kaheks või enamaks väiksemaks tuumaks. 

Mõlemal juhul kaasneb üleminekuga tihti ka EM-kiirgus, mis on tavaliselt väga kõrgesageduslik. Seda nimetatakse gamma-kiirguseks. Mõnel harval juhul võivad aga tekkida ka madalama energiaga footonid ehk valguse kvantid, sealhulgas nähtav valgus. Elektronid sellistes protsessides ilmselt olulist rolli ei mängi.

Kvantefektid ja nähtav valgus

Teoreetiliselt on tuntud ka mõned kvantefektid, mis võimaldavad genereerida footoneid vaakumväljast.

Üks selline efekt on Hawkingi kiirgus, mis tekib mustade aukude sündmuste horisondi lähedal spontaanselt kvantvaakumist tekkivate osake-antiosake virtuaalpaaride annihileerumisel. Seejuures ei pea need tingimata olema elektron-positron paarid. 

Hawkingi kiirgus on laia spektriga EM-soojuskiirgus, mille temperatuur on pöördvõrdeline musta augu massiga. Selle tulemusel peaksid väikesed mustad augud küllalt kiiresti n-ö ära aurustuma.

Teine kvantefekt on dünaamiline Casimiri efekt. See peaks võimaldama footonite genereerimiseks kasutada kvantvälja kõikumisi ehk fluktuatsioone. Kui kaks peeglit liiguvad vaakumis teineteise suhtes väga kiirest, võivad need kvantvälja kõikumised muutuda reaalseteks footoniteks.

Mulle tundub, et nendest näidetest peaks piisama, et vastata küsimusele eitavalt: nähtav valgus ei teki üksnes elektronide kaudu, selleks on ka teisi võimalusi.