¿Por qué no es posible que la luz sea simplemente partículas que se mueven en forma de onda, en lugar de decir que son ondas y partículas?

Es una descripción cruda describir la luz y las ondas electromagnéticas en general como luz y ondas. Es más exacto decir que las ondas electromagnéticas tienen propiedades de ondas y partículas. La dualidad onda-partícula es un paradigma que permite a los físicos explicar el comportamiento de las partículas y las ondas a audiencias que están familiarizadas con los conceptos clásicos cuando el comportamiento cuántico es claramente evidente. En mi humilde opinión, es un paradigma que confunde incluso a algunos científicos capacitados y ha dejado de ser útil.

En el caso del campo electromagnético, los fotones son sus componentes cuantificados de Fourier. Cada cuanto del campo EM lleva una energía distinta de cero, una frecuencia única y una sola longitud de onda. A una frecuencia dada [y longitud de onda], el sistema puede emitir un fotón, dos fotones o 5178 fotones. Sin embargo, no puede emitir ni absorber 0,4 fotones, 0,78 fotones ni ninguna otra cantidad fraccional de fotones.

La energía de cada fotón es [matemática] E = hf [/ matemática], valor bien definido que es directamente proporcional a su frecuencia. El momento de un fotón es [matemáticas] p = E / c [/ matemáticas], que también está bien definido. El Principio de incertidumbre de Heisenberg nos dice que no podemos conocer el valor de cada uno en un par de variables conjugadas con una precisión perfecta. Si el impulso está perfectamente definido, entonces la posición debe estar completamente indefinida. Un fotón, por lo tanto, está completamente deslocalizado. Si la energía se define con una precisión perfecta, entonces el tiempo debe estar completamente indefinido. Entre emisión y absorción, un fotón debe existir necesariamente en todo momento.

Esto es consistente con la Relatividad Especial. Si una sonda persigue el fotón, entonces es un hecho que la sonda no puede atrapar el fotón. Independientemente de la velocidad de la sonda, el fotón se aleja con la velocidad [matemática] c [/ matemática]. Sin embargo, a medida que la velocidad de la sonda se aproxima a [matemática] c [/ matemática], la longitud de la trayectoria de la sonda se contrae a [matemática] 0 [/ matemática] y el tiempo de vuelo de la sonda se dilata a [matemática] 0 [/ matemática].

Para el fotón, el Universo colapsa en un plano perpendicular a su velocidad, que existe en un solo instante. De vuelta en el laboratorio, el científico que posee la sonda debe concluir que el fotón debe existir en todo momento en todo el camino.

Estos no son los comportamientos de las partículas.

Si observa la luz en el extremo de la onda de radio del espectro, mide continuamente las intensidades de campo eléctrico y magnético oscilantes. No se miden paquetes cuánticos de energía como se puede medir en el extremo visible del espectro.

Lo siento, la luz no es para nada así. En lugar de tratar de dar sentido a la dualidad onda / partícula (ninguna descripción es muy satisfactoria o incluso precisa), le recomiendo que lea sobre la desconcertante evidencia que ha llevado a las personas a hacer declaraciones tan extrañas sobre la luz: experimento de doble rendija – Wikipedia