¿Cómo surge el campo eléctrico de los fotones?

Question

Esta pregunta no tiene nada en común con la pregunta que se propone duplicar, por ejemplo, sobre los fotones virtuales. La pregunta se refiere a un campo de radiación real en el que se sabe que no existen fotones virtuales.

El campo eléctrico E se mueve hacia arriba y hacia abajo (en su valor) como una onda sinusoidal, que ha sido mostrado regularmente en los libros de EM debería mover un electrón sonda arriba y abajo (en el espacio). ¿Cómo una imagen de un fotón hace este patrón, ya que el fotón se está moviendo hacia adelante (no arriba y abajo) su momento es perpendicular a E? Por supuesto que también existe el momento magnético, pero es demasiado débil. Si uno usa los diagramas de Feynman (como se propone en la respuesta de Lubos en la pregunta duplicada propuesta) para la dispersión electrón-fotón el momento del electrón también debería estar en la dirección del fotón y no perpendicular como sugiere la imagen EM.

Answer 1

Un fotón no es una partícula en el sentido clásico de la palabra.

Un fotón es un cuanto del campo de radiación.

Supongamos que tienes tu campo eléctrico sinusoidal, Supongamos que al fijar la energía digamos, hv, entonces la fase es máxima desconocida.(Mecánica Cuántica)

En cierto modo, un fotón se parece mucho más a un campo que a una partícula.

La aparición del campo eléctrico clásico a partir de fotones puede entenderse en la representación de "estado coherente" del espacio de Hilbert (la cuestión es que el campo se vuelve clásico en el límite en el que el número medio de fotones de un modo favorecido llega a infinito y el campo se vuelve similar a una onda sinusoidal clásica en el modo favorecido).

Answer 2

En la física convencional, los fotones son entidades mecánicas cuánticas que, en gran número, forman la radiación electromagnética clásica, que es lo que usted describe con los campos cambiantes.

Esta imagen para polarización circular luz da una intuición de cómo se construye la onda clásica a partir de un sustrato mecánico cuántico de fotones.

Se necesitan las matemáticas de la mecánica cuántica para entenderlo realmente.

También este experimento de la doble rendija puede dar una intuición de cómo los fotones, al ser detectados uno a uno dejan la huella de una partícula en la pantalla,

Figura 1. Grabación con cámara monofotónica de fotones procedentes de una doble rendija iluminada por luz láser muy débil. De izquierda a derecha: fotograma único, superposición de 200, 1.000 y 500.000 fotogramas.

pero en una gran acumulación aparece a la derecha el patrón de interferencia clásico de la naturaleza ondulatoria, relacionado con la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica.

Hay que estudiar mecánica cuántica para dominarlo.