Lo más importante para entender es que la luz no es simplemente una partícula o una onda, sino un mecanismo que tiene características de ambos. Los fotones no se miden de la misma manera que los átomos y las partículas subatómicas, en las que son singulares y puntiagudos, sino que se miden como frecuencias de onda que solo aceptan una cierta cantidad de energía directamente proporcional a la frecuencia del fotón, al igual que como solo puedes llenar una jarra de galón hasta cierto punto antes de que ya no pueda contener más volumen. Sin embargo, esta analogía es un poco dudosa, ya que la jarra de galón DEBE llenarse, y cuanto más grande sea la jarra, mayor será la frecuencia. Si el fotón no puede llenarse, entonces la energía simplemente se transfiere a frecuencias de fotones más pequeñas que pueden aceptar la energía.
Esto es exactamente como Einstein lo predijo. Estos fotones viajan constantemente a la velocidad de la luz, por lo tanto, nunca están en reposo. Por eso decimos que la luz no tiene "masa en reposo". La física no se centra mucho en el funcionamiento interno de la luz, sino que se centra más en las características reales que observamos en nuestro universo cotidiano, como la observación de la tunelización cuántica, el entrelazamiento, la superposición y experimentos famosos como el experimento de Stern-Gerlach, o el gato de Schröinger. Ninguno de estos explica POR QUÉ la luz se comporta de la manera en que lo hace, sino que simplemente describe cómo se comporta, y a partir de la observación de estos comportamientos, podemos derivar tasas de cambio en un sistema y descubrir qué está causando que el sistema se comporte de la manera en que lo hace (Sí, hay una gran cantidad de fotones aquí con fuertes propiedades electromagnéticas, ¿pero qué los está causando?), como derivar las ondas electromagnéticas de las ecuaciones de Maxwell. Básicamente son pruebas que dicen sí, esto es lo que está sucediendo en el sistema.
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No estoy seguro de poder explicar "de manera satisfactoria" a un experto qué es la luz.
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Estoy consciente de que esta pregunta, aunque parezca inocente, es realmente difícil.
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Sí y no; depende del lego. Por ejemplo, podrías intentar "la luz es una perturbación que se propaga en el campo electromagnético". El lego curioso podría preguntar "¿qué es un campo electromagnético?" o "¿qué es carga eléctrica?". Si, al satisfacer, te refieres a una respuesta última entonces no, no hay una explicación satisfactoria.
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Estoy sorprendido de que todos estén seguros de que no hay una buena explicación. Por supuesto, esa siempre es la forma fácil de responder. Pero siempre estoy feliz si las personas están interesadas en la física y pienso que es nuestra responsabilidad responder de la manera más satisfactoria. Esto no tiene que ser una respuesta definitiva, sino una explicación que desarrolle los aspectos más importantes. Y ponerlos juntos en una imagen coherente.
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Hay varias obstrucciones para presentar una imagen coherente: No tenemos una teoría cuántica de la relatividad general, por lo que no tenemos una imagen unificada de cómo se comportan las cosas en todas las escalas. Reconstruir el concepto clásico de la onda electromagnética desde el punto de vista cuántico de los fotones es altamente no trivial, y la cuantización de los campos de calibre en sí mismos tampoco es "intuitiva" o particularmente directa.
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Esta pregunta me recordó de inmediato la famosa advertencia de Einstein a "{... a un físico (y por supuesto lo mismo se aplica si no soy físico)", +1. Sin embargo, sugeriría agregar la etiqueta soft-question (mientras que quizás sería mejor eliminar la etiqueta que parece menos aplicable a "señalización").
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Realmente no veo mucho problema, en realidad. En el contexto de la relatividad especial, la luz es el nombre del campo electromagnético que surge de la ecuación de Maxwell y está completamente definido y consistente. Lo que sucede en la QFT, la GR, el modelo estándar y todo lo demás son otro tipo de preguntas.
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Como has indicado claramente en tu pregunta, la respuesta a "¿Qué es la luz?" depende de la teoría. La respuesta es una cosa en la teoría de la relatividad especial, otra cosa en la teoría cuántica de campos, etc. Por lo tanto, si alguien pregunta "¿Qué es la luz?", no puedes responder sin antes hacer una pregunta aclaratoria, es decir, "¿En qué teoría?"