¿Los fotones dejan de existir después de que transfieren su energía a otras partículas (por ejemplo, electrones)?

La respuesta de Inna Vishik es acertada.

Otra cosa en la que pensar: desde un punto de vista relativista, el fotón, que siempre viaja a la velocidad de la luz, no puede experimentar cambios ya que está congelado en el tiempo. Desde la perspectiva del fotón, el universo entero se aplana en su dirección de viaje, lo que hace que su destino sea el mismo punto que su origen, y lo hace morir en el instante en que nace.

Antes de Kamiokande y SNO, pensábamos que los neutrinos podrían no tener masa. La prueba fue para ver si había una presencia significativa de los otros tipos de neutrinos, lo que demostraría que los neutrinos pueden cambiar y, por lo tanto, tienen una masa pequeña y no se congelan a tiempo.

Una cosa más en la que pensar: no pasamos mucho tiempo pensando en fotones, pero sí pasamos mucho tiempo pensando en el campo en el que viven. Este campo asigna un vector a cada punto del espacio-tiempo. Puedes pensar que cada punto en el espacio-tiempo participa en la existencia de cada fotón de todos los tiempos. Entonces, realmente, el universo ya está lleno.

Debemos recordar que el fotón no es una partícula, sino un campo, al menos en la teoría del campo cuántico. Esto significa que se extiende sobre una gran región del espacio (pero no “en cada punto” como dijo Jonathan Gardner), y tener un campo extendido colapsado repentinamente en un átomo plantea serias dudas sobre la no localidad. Esto es lo que dije en mi libro (ver Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos):
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El colapso de campo es el proceso en el que un cuanto de campo cambia repentinamente su estado, o incluso desaparece. Lo misterioso de este proceso no es que suceda, por sorprendente que sea, sino que no existe una ecuación o mecanismo para explicar o describir el proceso. QFT es una teoría hermosa hasta donde llega, pero se detiene en el colapso del campo.
Uno de los aspectos más preocupantes del colapso de campo es que es instantáneo y ocurre al mismo tiempo en puntos ampliamente separados. Los físicos llaman a esto no localidad … Einstein argumentó con vehemencia contra la idea de no localidad, alegando que violaba un resultado de su Principio de Relatividad: que nada se puede transmitir más rápido que la velocidad de la luz. Ahora, el postulado de Einstein (que debemos recordar fue solo una suposición) es realmente válido en relación con la evolución y propagación de campos como se describe en las ecuaciones de campo. Sin embargo, el colapso de campo no se describe en las ecuaciones de campo, por lo que no hay razón para esperar o insistir en que caiga en el dominio del postulado de Einstein.
La no localidad es un hecho; Ha sido documentado experimentalmente. Tampoco conduce a ninguna paradoja o inconsistencia. Incluso aquellos que creen en las partículas como la realidad última reconocen que algo sucede de manera no local. Tal como dijimos, “Entonces la tierra es redonda, no plana; eso es sorprendente, pero puedo vivir con eso “, por lo que podemos decir:” Los campos colapsan repentinamente. No es lo que esperaba, pero puedo vivir con eso ”. No hay contradicciones lógicas involucradas.

Creo que para responder a esta pregunta es más fácil pensar en los fotones como excitaciones. Una definición estándar de un fotón es una excitación en el campo electromagnético, por lo que una vez que la excitación se transfiere, por ejemplo, a un átomo, es una excitación diferente (electrón en un estado excitado en un átomo) y, por lo tanto, el fotón ya no existe. Si piensa formalmente sobre la mecánica cuántica, todos estos procesos, como Inna mencionó, se describen con creación constante ([matemática] a ^ {\ dagger} [/ matemática]) y aniquilación ([matemática] a [/ matemática]) de fotones (y todas las demás excitaciones). Por lo general, esto solo significa bajar o aumentar los niveles de energía (o estados cuánticos) en el sistema (obedeciendo la conservación de energía).

Probablemente no haya fotones que dejen de existir. Solo son detectables porque causan un efecto. Si ya no causan un efecto, son invisibles. Utilizo un modelo de un fotón que es muy simple, pero también muy productivo. Es un trozo de alambre de 4.8 × 10 ^ -11 metros de longitud. El cable se puede doblar en cualquier forma y sostenerlo si no se actúa sobre él. La forma introductoria de cambio se simplifica para permitir que el fotón adquiera una inclinación. Esa inclinación se adquiere cuando el fotón se libera perpendicularmente desde una partícula de carga acelerada. Se necesitan 1.602 × 10 ^ -19 segundos para que se libere el fotón. Durante ese tiempo, el extremo delantero se ve menos afectado por la masa de la partícula y comienza a reaccionar a las influencias combinadas de las otras masas alrededor de la partícula. El resultado es que el extremo anterior no se acelera hacia arriba como lo es el extremo posterior antes de que se libere por completo. Entonces el fotón adquiere un mosaico. Ese fotón inclinado forma la hipotenusa de un triángulo rectángulo. Los dos lados restantes son de dos longitudes diferentes. El más largo de los dos es la causa de la fuerza eléctrica. El lado más corto es la causa de la fuerza magnética. La relación entre los tres lados del triángulo se describe mediante el teorema de Pitágoras. La expresión matemática gamma de la teoría de la relatividad se deriva de una expresión del teorema de Pitágoras. Cortando esta respuesta no convencional: en respuesta a la pregunta. En el caso de que el fotón transfiera su ‘energía’ a otra partícula de materia, el fotón puede regresar temporalmente a su posición no inclinada, por lo que no puede causar un efecto que lo deje indetectable. Tan pronto como se activa con otra partícula de carga acelerada, puede recuperar una inclinación.

Su pregunta se acerca a los límites de la física con la filosofía, y el significado de la palabra ‘existir’. Para detener ‘existente’, algo debe haber tenido una extensión temporal previa, pero desde otra perspectiva (el fotón), el tiempo no existe (el fotón nunca ‘existió’ en primera instancia).

Piense en un fotón como una transacción de energía, más que como una cosa: ¿existe una transacción después de que ocurre?

Para una mayor iluminación de esta interpretación, eche un vistazo a la Interpretación transaccional de la mecánica cuántica:
La interpretación transaccional
Una visión general de la interpretación transaccional
Investigación en física teórica John G
¿Podemos resolver las paradojas cuánticas saliendo del espacio y el tiempo? [Mensaje de invitado]
– audio:
https: //rekastner.files.wordpres …

Buena pregunta. La respuesta corta es absolutamente sí.

Según MC Physics, en http://www.mono-charges.com , los fotones y toda la materia están formados por monocargas que poseen masa. Los fotones se forman cuando las monocargas del tipo de carga opuesta (de la fuerza de carga más pequeña que conocemos) se emiten desde la materia (piense en el bulbo o el sol, …) y se unen a medida que el fotón se acelera a c y gira a la frecuencia f- Es energía cinética.

Luego viaja una cierta distancia hasta que encuentra otra partícula / átomo / molécula / materia. Se puede desviar o absorber en función de los tipos de carga que se ven en el fotón y el átomo en el momento de la intersección.

Si se absorben, las cargas opuestas tanto en el fotón como en el átomo / materia los unen, pero las fuerzas de carga más fuertes del átomo / materia abruman la fuerza de unión del fotón y el fotón (como entidad específica) deja de existir cuando se une al átomo y entrega todo su KE al átomo, aumentando las vibraciones atómicas.

En esta teoría, las monocargas fotónicas comprenden la mayor parte de los gluones en todos los átomos / materia en el proceso de neutralización electrostática de toda la materia cargada.

En el efecto fotoeléctrico, a frecuencias suficientemente altas (es decir, KE alto), se produce suficiente vibración en el átomo para desalojar los electrones unidos libremente, que luego se emiten desde el átomo como corriente eléctrica.

Hay ~ 10 ^ 80 partículas en el universo y ~ 9 fotones por cada partícula, por lo que el número total de partículas es ~ 10 ^ 89.
QFT enseña que todo es onda, incluso “partículas”. No existe una naturaleza “dual” de la luz. El número 10 ^ 89 es una constante. Si bien no entendemos qué es realmente la energía, cuando percibes todo en el universo como olas, te das cuenta de que el universo es como un océano con un clima siempre ventoso y el océano nunca se detiene, solo redistribuye la energía a través de las olas. El fotón es solo una ola. Solo cuando lo observa, se convierte en una “partícula”. Cuando lo miras desde la perspectiva de una ola, te das cuenta de que es una corriente interminable de perturbación como en la superficie de un océano. Se desconoce el mecanismo real de esta perturbación. Muchos físicos piensan que habrá que idear una nueva teoría subyacente al QT y otras teorías para explicarla.

No es necesario conservar el número de fotones, solo la energía total en todo el sistema. Por lo tanto, cuando un fotón está involucrado en fotoemisión, fotoexcitación, ionización u otros procesos de dispersión similares (que involucran transferencia de energía), uno piensa en el fotón aniquilado en el proceso.

Si piensas en los fotones como campos electromagnéticos oscilantes, donde las oscilaciones del campo eléctrico generan el campo magnético, y viceversa, cuando el fotón se absorbe, la energía y el momento de esos campos oscilantes se transfieren a lo que sea que lo absorbió, por lo que el fotón deja de existir porque las oscilaciones se detienen. El punto importante es que la energía y el impulso deben ser conservados; las ondas simplemente las transfieren, y cuando cesa la transferencia, también lo hace la onda.

No podemos decidir si un fotón es una onda o una partícula, pero sabemos que un fotón es energía pura (h * f).

En QM aprendí: un fotón como Bosón es una excitación del campo electromagnético.

Sabemos que un fotón como parte de la luz tiene una dirección.

Sabemos que un fotón tiene energía cinética y no puede descansar.

Los fotones se pueden crear en un átomo si un electrón se mueve de un nivel de energía a uno más profundo y puede hacer que un electrón salte a un nivel superior al desaparecer.

Entonces un fotón puede aparecer y puede desaparecer. No se sabe más … como creo.

Si la energía en el fotón se absorbe por completo en la colisión (poco probable), el fotón dejará de existir. La mayoría de las interacciones fotón-partícula se diagraman mediante dos partículas hacia adentro, dos hacia afuera, y la energía total de la entrada es igual a la energía total de la salida. Por lo tanto, el fotón generalmente pierde energía y sale a una longitud de onda más larga.

Las respuestas de Inna Vishik son confiables y correctas, ya que están aquí.

Comenzaré mi comentario con una cita: “Debemos recordar que el fotón no es una partícula, sino un campo, al menos en la teoría del campo cuántico”. Rodney Brooks ha escrito en su respuesta a este tema.

Además, algunos físicos creen que “no hay partículas, solo hay campos”

En mi opinión, todo lo que se llama “partícula” en realidad está formado por campos, especialmente fotones. Entonces, con un nuevo enfoque de la estructura del fotón, se puede demostrar que un fotón está formado por dos campos eléctricos y magnéticos perpendiculares a cada uno (y nada más). Debido a que en la interacción entre la gravedad y el fotón (cambio de blues), la energía del fotón aumenta, de hecho, la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos está asociada al aumento del fotón. Entonces, cuando la energía del fotón se transfiere a otra partícula, no hay nada que se detenga o mueva. Para más detalles ver:

Generalización de la ecuación de Dirac y el mar

Me gusta la respuesta de Jonathan Gardner; Es muy importante poner el mundo subatómico en el marco correcto.

A eso añadiría que no debes pensar en la partícula de un fotón como una especie de “bola de energía” tangible. Creo que ayuda pensar en un fotón como una cadena de información que describe un contexto específico de energía subatómica. La interacción de esta información con otra información produce nueva información que se contextualiza de una manera diferente (preservación de la energía), pero las nociones como “existencia” no se aplican realmente.

Cuando llegas al nivel cuántico, el tiempo tal como lo percibimos en el mundo macro no se aplica.

Un fotón es una unidad de energía. Cuando se absorbe en algo, ese algo tiene esa cantidad adicional de energía. Esa unidad es la energía ya no está en forma de un fotón. Entonces creo que el fotón ya no existe. He redactado esto ligeramente diferente de otras respuestas y agradecería una corrección o una confirmación.

Quizás el fotón sea solo eso: una transferencia de energía entre dos partículas a una distancia muy cerrada en un universo relativista.

Describimos esta transferencia como una nueva partícula porque vemos que la energía desaparece y reaparece después de un cierto período de tiempo.
Pero podríamos llamarlo un intercambio de energía y toda la teoría parece ser la misma.

Esta es probablemente un área donde se encuentran la filosofía y la física. Si se dice que los fotones son energía pura, entonces transferir esta energía es una parte de la energía del electrón expulsado. El electrón puede eventualmente volver a un estado más basal en una molécula que emite un fotón. ¿Es la misma energía? Nace un nuevo fotón (pero no tiene sexo)
Su vista es tan buena como la mía, la energía se ha transferido una vez más.