Acabas de clavar la rareza de la mecánica cuántica en la cabeza. De hecho, cuando se emite un solo fotón, se extiende sobre un ángulo y la intensidad disminuye por la ley cuadrática de la distancia, lo que cumple con la conservación de la energía. Por otro lado, cuando se detecta un fotón, toda la energía se encuentra en un punto. La energía aún se conserva, pero ¿qué pasó con la ola? En realidad, nadie tiene una respuesta convincente e intuitiva. La vieja “interpretación” formal es que una vez que se detecta el fotón, toda la onda “colapsa” al instante. No hay forma de observar este colapso y, por lo tanto, esta interpretación predice todos los resultados posibles de la prueba, por lo que es tan correcta como cualquier explicación más complicada y presumiblemente mejor, como “enredos con el medio ambiente”. Extraño pero ese es uno de los aspectos interesantes de la mecánica cuántica.
¿Cómo pueden las ondas electromagnéticas tener un rango infinito cuando se cuantifica la energía?
Teóricamente no hay energía mínima para un solo fotón.
Tampoco existe una fuente monocromática de fotones.
La idea misma de una fuente monocromática de fotones es en sí misma, solo una idealización teórica.
Además, el número de fotones no es una cantidad conservada en la teoría cuántica de campos, y el operador de números no está bien definido. Hay divergencias infrarrojas que deben manejarse, ya que el fotón no tiene masa, y la eficiencia y la forma del detector de fotones tendrán que entrar en ese cálculo.
Pero, la amplitud de probabilidad pronosticada, el flujo de fotones, para todo el campo electromagnético, que existe en una esfera de un radio muy grande dado a la vez [matemática] t \ sim R / c [/ matemática] alrededor de una fuente puntual de Sin embargo, la radiación electromagnética en el centro, una fuente puntual que solo actúa por un corto tiempo, caerá con una ley del cuadrado inverso dependiendo del radio [matemático] R [/ matemático] de esa esfera, a distancias muy grandes.
La evolución de esta probabilidad, así como la distribución de las energías de fotones emitidas dependerá del comportamiento real en el tiempo y de la naturaleza de la fuente del campo electromagnético.
Entonces no hay contradicción aquí.
Después de un tiempo, cuando el movimiento de la fuente que causa la radiación se ha detenido, la probabilidad de encontrar fotones en cualquier esfera de cualquier radio fijo caerá a cero.
La radiación pasará hasta el infinito si no es interceptada y la probabilidad de detectar algo de esa radiación en un detector de tamaño fijo también disminuirá con una ley de cuadrado inverso.
Creo que podría estar mezclando dos cosas aquí: a saber, energía con intensidad.
Tiempo para un experimento mental: supongamos que hay una fuente puntual de su radiación, que emite una cantidad específica de energía por unidad de tiempo.
Ahora, si dibujo una esfera a su alrededor, puedo capturar toda la energía emitida, donde puedo definir una intensidad como la cantidad de energía por unidad de tiempo (es decir, potencia) integrada sobre la superficie.
Ahora, si me alejo más y dibujo una esfera mucho más grande alrededor de la fuente puntual, veré que la intensidad disminuye con una ley de cuadrado inverso, simplemente porque la superficie sobre la que integro escala con el radio al cuadrado.
Sin embargo, ¿se perdió alguna energía en alguna parte? ¡Absolutamente no! Cada fotón que emites, siempre que se libere al vacío, retendrá su energía. La potencia emitida de su fuente puntual permanece constante. Lo único que cambia como potencia de distancia es el área de superficie sobre la que integra esta potencia emitida, que aumenta con el cuadrado del radio.
Para responder a su pregunta: creo que interpretó mal la ley del cuadrado inverso ligeramente. No se pierde energía en ningún lado.
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