Mejor respuesta
Mucha gente sabe lo que han dicho los compañeros Quorans sobre los cuantos. Mucha gente piensa que un fotón es una partícula.
Un electrón es una partícula porque cuando interactúa electromagnéticamente se conserva la energía, el momento y el momento angular (momento orbital y momento angular de 1/2 espín) se conservan, pero también se conserva la carga eléctrica. La carga no se puede cambiar en las colisiones electromagnéticas normales, solo la fuerza nuclear débil puede unir el electrón y el protón en un neutrón o al revés. Sin embargo, los electrones en Mecánica Cuántica se describen como campos de potencialidad compleja, cuya norma los números complejos describen la densidad de probabilidad de la partícula que interactúa allí.
Un fotón transporta energía y espín 1, pero no mucho más. Cuando un fotón interactúa, la mayoría de las veces se consume para no volver a aparecer nunca. ¿Es el fotón una partícula, o el campo electromagnético simplemente interactúa de una manera cuantificada como si hubiera fotones en forma de partículas sin que realmente haya nada entre dos interacciones?
Decimos que el campo electromagnético a veces actúa como una onda y, a veces, como una partícula. Se dice que el efecto fotoeléctrico demuestra de manera concluyente que los fotones a veces actúan como partículas y que la dispersión de Compton hace lo mismo. Bueno, ¿es posible una teoría ondulatoria pura de un fotón a la luz [sic] de estos efectos?
Respuesta
Muy simple, pero primero olvidemos la palabra «partícula» porque es muy engañoso. Usemos la palabra «ola», aunque eso también es engañoso porque la palabra evoca en nosotros la imagen de una ola en el agua y una ola de energía tiene una geometría muy diferente. Pero más importante que la geometría correcta para visualizar el frente de onda de los cuantos EM (o cuantos de masa) es el principio de que una onda debe ser un ciclo completo, un pico completo y un valle. No podemos detectar un trozo de ola; es una propuesta de todo o nada. Ni siquiera el 0,99999999\% de una onda es una onda. Es por eso que las ondas, cuando se aíslan como una sola onda en un campo de ondas, se cuantifican. No es que no esté «allí», es que el detector de una sola unidad de onda (cuántica) es un campo EM y solo puede registrar un cambio de estado de una onda completa, no una parte de una onda, que no es una ola. Entonces, si se entiende eso, entonces tiene la comprensión básica de por qué QM.
Ahora, geometría y visualizaciones: