Un fotón es luz, y por definición de “la velocidad de la luz”, eso es lo que está viajando. La primera mitad de la pregunta es la semántica trivial.
El efecto fotoeléctrico es la expulsión de electrones de una superficie en respuesta a la luz incidente. Entendemos las condiciones bajo las cuales esto ocurre, hemos formado nuestras primeras nociones de fotones y cuantos a partir de él, tenemos ecuaciones con respecto al momento y la energía, etc. Pero todo lo que sabemos sobre cómo funciona es que las ecuaciones clásicas para cargas interactivas (electrones ) y no se aplican ondas electromagnéticas. Es un tipo de “medición” y, como tal, está envuelto en el misterio del “problema de medición” que está fuera del alcance de la Mecánica Cuántica o la Teoría del Campo Cuántico.
- Sabemos que los fotones se absorben en cuantos dentro de la estructura electrónica del átomo. El efecto fotoeléctrico es similar, pero el fotón tiene un exceso de energía, por lo que el electrón puede separarse por completo del átomo, llevando el exceso de energía y el impulso, y los niveles de energía del átomo no imponen cuantos en la transacción.
- Sin embargo, la energía aún puede ser absorbida por la luz incidente solo en cuantos de E = hf . O fotones. Sin embargo, no sabemos si los fotones tienen una existencia separada del campo electromagnético, ubicado específicamente en el espacio-tiempo, o si son solo una restricción abstracta al intercambio de energía. Ciertamente, hay muchos experimentos que sugieren que no tienen ubicaciones específicas (por ejemplo, experimentos de doble rendija).
Para calcular una velocidad, necesita una distancia y un intervalo de tiempo. Para obtener una distancia, generalmente necesita dos ubicaciones. Del mismo modo, para un intervalo de tiempo, necesita dos veces.
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Lo que tenemos es una ubicación (el sitio de expulsión) y una vez (el tiempo de expulsión). No sabemos cuándo o dónde comienza el proceso (por ejemplo, ni siquiera sabemos por qué ranura salió un fotón). Además, tenemos una teoría bien verificada que dice que ni siquiera podemos saber teóricamente esas cosas. Incluso ha habido especulaciones de procesos de tiempo inverso involucrados (lo que creo que es una tontería).
En pocas palabras, no podemos y, en teoría, no podremos comentar sobre la velocidad con respecto al efecto fotoeléctrico, ya que no podemos saber dónde está el fotón cuando comienza, o incluso cuando comienza.
Es una situación muy insatisfactoria, por lo que Einstein odiaba la mecánica cuántica con tanta pasión. Sin embargo, QM ha demostrado ser una teoría muy exitosa, y ninguno de los diversos intentos de convertirla en una teoría más tradicional (variables ocultas, etc.) ha tenido éxito.
PD: Esto es esencialmente lo mismo que preguntar sobre la velocidad a la que se resuelve el enredo, que tampoco puede medirse directamente. Si tiene dos partículas A y B que están enredadas, y mide A y B, los resultados están correlacionados. Pero no tiene que medir A y B al mismo tiempo. Debido a la relatividad y la distorsión del tiempo, su idea de cuál midió primero puede no estar de acuerdo con lo que concluye un observador en movimiento. Por lo tanto, ni siquiera podemos decir qué medición colapsa el enredo y cuál es el resultado, si están lo suficientemente cerca en el tiempo.
