¿Qué mecanismo físico hace que el volumen de la función de onda del fotón crezca a medida que viaja por el espacio?

El término “función de onda” generalmente se refiere a una distribución de probabilidad fermiónica, como la distribución de probabilidad de un electrón o protón. Cuando se refiere a un fotón, generalmente se le llama “volumen de modo”. De cualquier manera, lo que creo que estás preguntando es por qué la luz se propaga hacia afuera a medida que se propaga a través del espacio libre.

Si estás sentado en una canoa en medio de un estanque con agua perfectamente quieta y luego sumerges tu mano en el agua, verás ondas que se propagan hacia afuera. Estas ondas son ondas que obedecen la ecuación de onda. De hecho, TODOS los tipos de ondas (ondas en el agua, vibraciones en una cuerda, ondas electromagnéticas, etc.) obedecen la ecuación de onda. La razón por la que un fotón (que es una sola unidad de onda electromagnética) se propaga a medida que se propaga es la misma razón por la que una onda de agua se propaga a medida que se propaga.