Bästa svaret
Många vet vad andra quoraner har sagt om kvanta. Många tror att en foton är en partikel.
En elektron är en partikel eftersom när den samverkar elektromagnetiskt bevaras energi, momentum och vinkelmoment (orbital och 1/2 spin vinkelmoment) bevaras, men också elektrisk laddning sparas. Laddningen kan inte ändras vid normala elektromagnetiska kollisioner, bara den svaga kärnkraften kan ansluta elektron och proton till en neutron eller omvänd. Icke desto mindre beskrivs elektroner i kvantmekanik som fält av komplex potential, vars norm komplexa tal beskriver sannolikhetsdensiteten hos partikeln som interagerar där.
En foton bär energi och snurrar 1, men inte mycket mer. När en foton interagerar är den oftast konsumerad för att aldrig dyka upp igen. Är foton en partikel, eller interagerar det elektromagnetiska fältet bara på ett kvantiserat sätt som om det fanns partikelliknande fotoner utan att det faktiskt finns något mellan två interaktioner?
Vi säger att det elektromagnetiska fältet ibland fungerar som en våg och ibland som en partikel. Den fotoelektriska effekten sägs på ett avgörande sätt visa att fotoner ibland fungerar som partiklar och att Compton-spridning gör detsamma. Tja, är en ren vågteori om en foton fortfarande möjlig mot bakgrund av dessa effekter?
Svar
Mycket enkelt men låt oss först glömma ordet ”partikel” eftersom det är mycket vilseledande. Låt oss använda ordet ”våg” även om det också är vilseledande eftersom ordet framkallar i oss bilden av en våg på vatten och en våg av energi har en helt annan geometri. Men ännu viktigare än korrekt geometri för att visualisera vågfronten av EM-kvantan (eller masskvantan) är principen att en våg måste vara en hel cykel, en full topp och ett tråg. Vi kan inte upptäcka en bit av en våg; det är ett allt eller inget förslag. Inte ens .9999999\% av en våg är en våg. Därför kvantiseras vågor, när de isoleras som en enda våg i ett fält av vågor. Det är inte så att det inte är ”där” utan detektorn för en envågsenhet (kvant) är ett EM-fält och den kan bara registrera en tillståndsförändring från en hel våg, inte en del av en våg, vilket inte är en våg. Så, om det förstårs, har du den grundläggande förståelsen för varför QM.
Nu, geometri och visualiseringar: