Beste svaret
Mange vet hva andre kvoraner har sagt om kvante. Mange tror at et foton er en partikkel.
Et elektron er en partikkel fordi når det samhandler elektromagnetisk, bevares energi, momentum og vinkelmoment (orbital og 1/2 spin vinkelmoment) bevares, men også elektrisk ladning er bevart. Ladningen kan ikke endres i normale elektromagnetiske kollisjoner, bare den svake kjernekraften kan koble elektron og proton til et nøytron eller reversert. Likevel blir elektroner i kvantemekanikk beskrevet som felt med kompleks potensialitet, og normen for hvilke komplekse tall beskriver sannsynlighetstettheten til partikkelen som interagerer der.
Et foton bærer energi og spinner 1, men ikke mye mer. Når et foton samhandler, blir det oftest fortært for aldri å dukke opp igjen. Er fotonet en partikkel, eller samvirker det elektromagnetiske feltet bare på en kvantisert måte som om det var partikkelignende fotoner uten at det faktisk var noe mellom to interaksjoner?
Vi sier at det elektromagnetiske feltet noen ganger virker som en bølge og noen ganger som en partikkel. Den fotoelektriske effekten sies å demonstrere entydig at fotoner fungerer som partikler noen ganger, og at Compton-spredning gjør det samme. Vel, er en ren bølgeteori om et foton fremdeles mulig i lyset av disse effektene?
Svar
Veldig enkelt, men la oss først glemme ordet «partikkel» fordi det er veldig misvisende. La oss bruke ordet «bølge» selv om det også er misvisende fordi ordet fremkaller i oss bildet av en bølge på vann og en bølge av energi har en veldig annen geometri. Men enda viktigere enn riktig geometri for å visualisere bølgefronten til EM-kvanta (eller massekvanta) er prinsippet om at en bølge må være en komplett syklus, en full topp og et trau. Vi kan ikke oppdage et stykke av en bølge; det er en alt eller ingenting proposisjon. Ikke en gang .9999999\% av en bølge er en bølge. Derfor kvantiseres bølger, når de isoleres som en enkelt bølge i et bølgefelt. Det er ikke det at det ikke er «der», det er at detektoren for en enkelt bølgenhet (kvante) er et EM-felt, og det kan bare registrere en endring av tilstanden fra en hel bølge, ikke et stykke av en bølge, som ikke er en bølge. Så hvis dette er forstått, så har du den grunnleggende forståelsen av hvorfor QM.
Nå, geometri og visualiseringer: