Voy a estar en desacuerdo con las otras respuestas a esta pregunta y tomar una visión mucho más nietzscheana de la ciencia [1] y decir que el fotón es solo un modelo. ¡Es un modelo realmente muy bueno! La descripción clásica de los campos electromagnéticos funciona de manera brillante e incluso incorpora la teoría especial de la relatividad de Einstein. La descripción mecánica cuántica de los fotones funciona de manera brillante y podemos observar la naturaleza cuantificada de la luz. Podemos conciliar estas dos imágenes y formular la teoría de la electrodinámica del campo cuántico relativista (QED) que, de nuevo, funciona de manera brillante.
QED es probablemente la teoría mejor probada en física. Las pruebas de precisión incluyen momentos magnéticos anómalos de electrones y muones, el cambio de Lamb, división hiperfina en hidrógeno y muonio, tasas de descomposición, secciones transversales de dispersión e incluso experimentos de materia condensada. Los impresionantes cálculos teóricos hacen coincidir los experimentos con un número absurdo de decimales.
Esta hermosa teoría del fotón, que respeta todas las propiedades de la naturaleza que le pedimos y combina los experimentos con una precisión gloriosa, sigue siendo solo un modelo.
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Dejame explicar. Para hacer física identificamos los grados útiles de libertad en alguna escala. Por ejemplo, en la escala de [matemática] 1 [/ matemática] metro, habla sobre su escritorio o silla o lo que sea. En la escala de [math] 10 ^ {- 10} [/ math] metros, hablas de átomos y electrones, etc. Nunca necesitas pensar en los [math] 10 ^ {23} [/ math] átomos en tu taza para hacer tu café. Tienes un modelo para los grados de libertad en alguna escala.
Esto también es cierto para el fotón. No hay nada que garantice que sea una descripción útil a escalas cada vez más pequeñas. De hecho, alrededor de [matemáticas] 10 ^ {- 18} [/ matemáticas] metros, el fotón ya no es una buena descripción de la física. [2] Existe una noción precisa en la teoría del campo cuántico de cómo entender los grados de libertad en cada escala y cómo se relacionan entre sí, esto se llama grupo de renormalización. Pero ir a escalas cada vez más pequeñas no hay razón para seguir ingenuamente confiando en algún modelo que tenga.
[1] Nietzsche no creía que hubiera una verdad absoluta en la ciencia.
[2] Esta es la escala de longitud por encima de la cual se rompe la simetría de electroválvula, el fotón emerge como la combinación lineal del bosón W neutro y la hipercarga débil.