Paras vastaus
Monet ihmiset tietävät, mitä muut kvoranit ovat sanoneet kvanteista. Monet ihmiset ajattelevat, että fotoni on hiukkanen.
Elektroni on hiukkanen, koska sähkömagneettisen vuorovaikutuksen aikana energia säilyy, impulssi ja kulmamomentti (kiertorata ja 1/2 pyörivän kulman impulssi) ovat konservoituneet, mutta myös sähkövaraus on säilynyt. Varausta ei voida muuttaa normaaleissa sähkömagneettisissa törmäyksissä, vain heikko ydinvoima voi liittyä elektroniin ja protoniin neutroniksi tai päinvastoin. Siitä huolimatta kvanttimekaniikan elektronit kuvataan monimutkaisen potentiaalin kenteiksi, joiden kompleksiluvut kuvaavat siellä vuorovaikutuksessa olevan hiukkasen todennäköisyystiheyttä.
Fotoni kuljettaa energiaa ja spin 1: ää, mutta ei paljon muuta. Kun fotoni on vuorovaikutuksessa, se useimmiten kulutetaan , ettei se koskaan ilmesty uudelleen. Onko fotoni hiukkanen vai onko sähkömagneettinen kenttä vain vuorovaikutuksessa kvantisoidulla tavalla kuin ikään kuin hiukkasten kaltaisia fotoneja olisi olemassa kahden vuorovaikutuksen välillä?
Sanomme, että sähkömagneettinen kenttä toisinaan toimii aalto ja joskus kuin hiukkanen. Valosähköisen vaikutuksen sanotaan osoittavan vakuuttavasti, että fotonit toimivat joskus hiukkasten tavoin ja että Comptonin sironta tekee saman. No, onko puhdas aaltoteoria fotonista vielä mahdollista näiden vaikutusten valossa?
Vastaus
Hyvin yksinkertainen, mutta unohdetaan ensin sana ”hiukkanen”, koska se on hyvin harhaanjohtavaa. Käytetään sanaa ”aalto”, vaikka se on myös harhaanjohtava, koska sana herättää meissä kuvan aallosta vedessä ja energian aallolla on hyvin erilainen geometria. Mutta tärkeämpää kuin oikea geometria EM-kvanttien (tai massakvanttien) aaltorintaman visualisoimiseksi on periaate, että aallon on oltava yksi kokonainen sykli, täydellinen huippu ja kaukalo. Emme voi havaita palan aaltoa; se on kaikki tai ei mitään -ehdotus. Edes 0,9999999\% aallosta ei ole aalto. Siksi aallot kvantisoidaan, kun ne eristetään yhtenä aallona aaltokentässä. Se ei ole, että se ei ole ”siellä”, vaan se, että yhden aaltoyksikön (kvantin) ilmaisin on EM-kenttä ja se voi rekisteröidä vain tilanmuutoksen yhdestä koko aallosta, ei palan aallosta, joka ei ole Aalto. Joten jos se ymmärretään, sinulla on perustiedot siitä, miksi QM.
Nyt, geometria ja visualisoinnit: