¿Cuál es la estructura de un fotón?

Weeeeell … podrías hacer esa pregunta si estás obsesionado con la idea de que los fotones son pequeñas balas de luz. Esa es una interpretación común, pero siempre termina terminando en paradojas que terminan en las malezas porque tienen impulso (energía) pero no tienen masa. ¿Cómo puede existir una cosa sin masa?

La visión de la teoría del campo cuántico de las partículas no es así. Las teorías QFT se basan en modelos matemáticos de campos de energía que existen en superposición en todo el universo. En la electrodinámica cuántica (QED) solo hay un campo de electrones y un campo de fotones. En la cromodinámica cuántica (QCD) hay un campo para cada tipo de quark, etc.

QFT trata cada una de las partículas del modelo estándar como estados excitados (es decir, comportamientos ondulantes) de un campo físico subyacente y todas las interacciones mecánicas cuánticas entre partículas se describen mediante términos de interacción entre los campos subyacentes correspondientes. Estos son similares en espíritu a aquellos entre campos eléctricos y magnéticos en las ecuaciones de Maxwell.

Teniendo en cuenta el principio de incertidumbre en el sentido habitual de la mecánica cuántica, un detector físico real puede medir (encontrar) un fotón en un lugar particular con cierta probabilidad. Sin embargo, es discutible si los fotones tienen alguna existencia física fuera de la interacción real entre las ondas (de luz) en el campo EM y las ondas en los campos que forman las partículas del detector. QFT no requiere que lo hagan y renunciar a la idea de que los fotones son “pequeñas balas de luz” elimina las paradojas como la dualidad onda-partícula. Entonces, para “estructura”, iría con una función de onda.

Una vista alternativa; Todo el espacio, fuera de la partícula de materia 3D básica, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. El fotón es la partícula de materia 3D más básica. Tiene un núcleo de materia 3D en forma de disco que gira alrededor de uno de sus diámetros. Una región distorsionada (bolsa de inercia) en el medio universal circundante que hace girar el núcleo de materia 3D envuelve el núcleo de materia 3D. Debido a su movimiento de rotación, el bolsillo inercial tiene la mayoría de las propiedades de la onda EM en cada plano de su existencia. El núcleo de materia 3D y el bolsillo inercial circundante forman juntos un fotón. El núcleo de materia 3D proporciona naturaleza de partículas y el bolsillo inercial proporciona naturaleza de onda.
La bolsa inercial mueve el núcleo de materia 3D a la velocidad lineal más alta posible (por lo tanto constante) a través del medio universal, mientras lo hace girar a una frecuencia proporcional a su contenido de materia 3D. ver: viXra.org e-Print archive, viXra: 1312.0130, Nature Of Light y ‘MATTER (Re-examined)’.

Los bosones (p. Ej., Fotones, higgs y gluones), como los quarks (que forman protones y neutrones) y los leptones (p. Ej., Electrones y neutrinos) son partículas fundamentales similares a puntos. No tienen estructura ni espacio de extensión.

Como dicen las otras respuestas, la respuesta tentativa es que ninguna partícula elemental tiene una estructura interna. Pero eso podría estar mal, lo hemos dicho temporalmente, porque no podemos explorar a través de tamaños tan pequeños.

Hace 200 años, nadie discutiría sobre la estructura interna de un protón porque en esos momentos, no podíamos explorar los tamaños de esos protones, porque no podíamos poseer energías tan altas.

De todos modos, llegando al fotón, si quieres saber cómo se ve un fotón, consiste en campos eléctricos y magnéticos oscilantes. Eso es practicamente todo.

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