El fotón es el cuanto del campo electromagnético.
En la teoría cuántica de campos, las “partículas” son excitaciones de un campo. Estas excitaciones pueden ser de corta duración cuando representan una interacción entre otras partículas mediadas por el campo; o pueden ser de larga duración cuando representan partículas “libres”.
En ambos casos, estrictamente hablando, el concepto de “partícula” es una pieza conveniente de ficción matemática; La realidad física es el campo y el hecho de que tiene estados distintos.
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La diferencia entre una partícula que media una interacción frente a una partícula libre es que se dice que esta última está “sobre una capa”: existe, como partícula libre, con una masa de reposo definida (que puede ser cero, como en el caso del fotón.) En contraste, cuando el campo media una interacción, sus excitaciones se describen por el concepto de partículas “virtuales”. Están “fuera de caparazón”, es decir, están representados por un formalismo matemático que no restringe su masa a un valor definido. Más bien, todos los valores posibles de la masa en reposo contribuyen a la totalidad de la interacción.
Pero fundamentalmente, tanto los fotones “reales” (que se propagan libremente) como los “virtuales” (que median) son lo mismo: excitaciones cuantificadas del campo electromagnético.
