Un fotón viaja entre el punto A y el punto C y pasa a través del punto medio B. Cuando llega a C, ¿su onda sigue ondeando en B? Si no, ¿cuándo deja de saludar?

Desafortunadamente, puede estar confundido por el hecho de que un fotón se representa con frecuencia como una onda plana. Los físicos hacen esto como una simplificación para hacer que las matemáticas sean más manejables. En realidad, un fotón está mejor representado por un paquete de ondas. Por ejemplo:

psi = N * exp (-r ^ 2 / sigma ^ 2)

donde N es la constante de normalización, sigma está relacionado con el principio de incertidumbre, y

r ^ 2 = (x-ct) ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2

Tal paquete de ondas representa un fotón que se mueve hacia la derecha a lo largo del eje x. Tal paquete tiene una extensión espacial limitada para todos los fines prácticos. (En principio, el gaussiano también se extiende hasta el infinito, esto es nuevamente solo un truco para facilitar las matemáticas.) Un paquete de ondas como este puede descomponerse en una suma de soluciones de ondas planas porque la energía del fotón no es exacta. Incluso un solo fotón debe contener un espectro de energías debido al principio de incertidumbre.

Una forma más general de pensar acerca de los paquetes de ondas es considerar la transformación de Fourier:
Paquete de onda

La onda es solo un modelo a veces útil, el fotón real es otra cosa, algo bastante inescrutable. Cada vez que se mide, se ve como una partícula.

Si pregunta dónde se ha convertido el fotón en una partícula (es decir, dónde colapsó su función de onda), lo hace en cada punto de su trayectoria. Porque cuando especifica una posición de un fotón, su función de onda colapsa. Entonces, donde sea que midas el fotón, la función de onda colapsa allí.

Una función de onda de fotones es una función de onda de probabilidad y no debe confundirse con ondas electromagnéticas.

Un fotón está en todos los lugares a la vez hasta que ‘golpea algo’, en cuyo punto su función de onda colapsa y está ‘en’ el punto donde golpea.

Vea la teoría de la dualidad onda-partícula (también conocido como el experimento de la doble rendija) o los relojes de Feynman para comprenderlo mejor (nunca tiene sentido).

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