Es una muy mala idea tratar de pensar en los fotones como pequeñas balas de luz. En la teoría del campo cuántico, las entidades fundamentales son campos cuánticos y sus cuantos son meramente excitaciones (ondas si lo prefiere) que pasan por el campo. Hay un campo para cada partícula en el modelo estándar de física de partículas.
En este caso (para todo lo relacionado con la luz) el campo subyacente es el campo electromagnético y el fotón es su cuanto. La energía representada por un solo fotón es hf donde h es la constante de Planck yf es la frecuencia de la onda. Esa frecuencia varía a través del espectro electromagnético. Desde baja frecuencia (ondas de radio) hasta luz visible y hasta rayos X y rayos gamma de muy alta frecuencia / alta energía.
En algunas circunstancias habrá intercambios unitarios de energía entre dos o más campos cuánticos. Las interacciones de mecánica cuántica entre partículas se describen mediante términos de interacción entre sus campos cuánticos correspondientes. Esas interacciones pueden o no ser percibidas como intercambios de partículas dependiendo de los estados relativos del observador y el sistema que se está observando. Se pueden visualizar con diagramas de Feynman.
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Entonces, ¿qué hay de la fuente de luz? Cuando se emite luz, el mecanismo más común es un intercambio de energía del campo de electrones al campo electromagnético. Si lo piensas como un electrón que dona energía de un fotón al campo EM, estás bastante seguro. Es la contabilidad energética entre campos. La suma de la energía en el campo EM aumenta en uno y la suma de la energía en el campo de electrones disminuye en uno.
Eso no lo lleva por el camino del jardín de preocuparse por cuándo se creó la bala de luz o dónde está en un momento dado. Precisamente, nada de eso se puede saber de todos modos, a menos que o hasta que un paquete de ondas EM interactúe con un detector de algún tipo.
Esa interacción entre “un fotón” y algún detector hace que el valor de energía de un fotón sea donado desde el campo EM a cualquier campo de materia con el que interactúe. La energía en el campo EM disminuye en la misma cantidad. Es discutible si los fotones individuales existen realmente, pero tienen efectos en el mundo real que pueden contarse como energía y / o impulso desde el punto de vista de la contabilidad.
Así que piense en un fotón como un pequeño paquete de energía dentro del campo EM, no como una bala de luz individual. Su creación es solo un intercambio de energía entre campos. ¿Se intercambia esa energía instantáneamente? Eso no se sabe realmente, pero los experimentos establecen límites superiores del orden de los picosegundos (billonésimas de segundo), por lo que también puede suponer que es instantánea y unitaria, a pesar de que una onda clásica tiene un comienzo, un medio y un final.
