Теория фотона (немного о дуализме).

На модерации Отложенный

Привет, просвещённая публика.
Мне неизвестно существует ли теория фотона и лень проверять, но я хочу её исправить. Исправить на будущее, чтобы впредь неповадно было.
 
Начну издалека.
Нам авторитетно заявляют что фотон это волна и фотон это частица, но давайте посмотрим как он выглядит в реальности, чтобы уже рассеять все сомнения и перейти от беспредметных философствований к точным определениям.
Увидеть фотон нельзя, но изучен он достаточно хорошо и описать его можно.
 
Начну с того, что у фотона есть длина. Как справедливо заметил Николай Зуб в одном из обсуждений, фотон это один период электромагнитной волны. Поскольку волна это частота и скорость, делим скорость на частоту, вот нам и длина. Не новость – все длины всех волн давно сосчитаны, внесены в таблицы, утверждены свыше и записаны в анналы, так что существуют и откреститься от этого никому уже не удастся (это к тому, что некоторые пытаются заявлять что и фотона-то не существует, то что имеет длину существует).
Но это и последняя хорошая новость. 
 
Чтобы называться частицей одной длины мало, частица, как мы это понимаем (а хоть бы и порция, если брать английский вариант эвфемизма "элементарная частица", или корпускула, если брать старую международную версию ещё от алхимиков) должна иметь ещё объём, массу и, наверное, поверхность... С массой у фотона совсем плохо, нет её, а вот с объёмом сейчас посмотрим...
Длину фотона мы нашли, а ширина его вроде образуется из электрического и магнитного полей, которые в свою очередь формируются по правилам векторного умножения, но само это умножение даёт двухмерные и одномерные решения (квадраты и первую степень) и описывает таким образом в лучшем случае двухмерный мир, а не трёхмерный, да к тому же результаты этого умножения зачастую характеризуются приставкой "псевдо-", что не добавляет им солидности. Максимум что мы можем наскрести с этой картины (учитывая что один период электромагнитной волны состоит из комбинации одного периода напряжений электрического поля и одного – магнитного) это конструкция из пересечения двух плоскостей и угла между ними (угол между ними прямой, но это можно было и не говорить, углы бывают только прямые, всё остальное мираж и фикция), но две плоскости это не объём, это только две плоскости, их не хватает даже на приличную трёхмерную Декартову систему координат, да если бы и хватило, не факт что того что хватит на систему координат, хватит на объём. (Непонятно, достаточно ли трёх двухмерных миров чтобы образовать трёхмерный, это проблема, но мы избавлены от этой проблемы, поскольку трёх плоскостей у нас нет, у нас только две.)
 
Итак, что мы имеем от корпускулы. Мало. У нас длина, две плоскости и угол между ними. Угол это важно, угол вообще показывает в реальном мире изменение качества, но хотя здесь и не один угол, их всё же недостаточно чтобы показать объём, а про массу даже говорить не приходится.
 
Таким образом фотон хоть и является довольно сложным образованием (пусть даже бесконечно сложным, я не против), не имеет всех качеств, необходимых для частицы. Качеств не имеет, но частицей называется.
Это неправильно. Его следовало бы называть иначе, но поскольку в нашей речи таких слов нет, я бы назвал его псевдочастицей.
 
Рассмотрим второй образ фотона – волну. Слово волна здесь уже следовало бы писать в кавычках, но пока так.
С волной есть проблема. Если электромагнитная волна синфазна (электрическая и магнитная компоненты в одной фазе), возникают претензии от закона сохранения энергии (от его имени выступил АХ, и справедливо), поскольку ясно что увеличение потенциала электрического и магнитного полей требует энергии, в официальной парадигме эти поля индуцируют друг-друга, но откуда они берут энергию одновременно?
– нет, понятно, эта задача была решена ещё в незапамятные времена, как сейчас помню, бароном Мюнхгаузеном, он сам вытащил себя за волосы из болота, но это не наш метод и нам придётся искать дальше. Сдвиг фазы на 90° кое-что даёт, но мало, баланс не сойдётся (даже проверять не буду, поскольку известно когда этот баланс сойдётся, он сойдётся при сложении квадратов, для нас это слишком вычурно, квадраты трудно считать).
 
Таким образом надо искать дальше...
Подсказку дал FM. Он предложил искать энергию для этой волны в её происхождении, в заряде, но механизм не раскрыл. Ну, это уже просто. Дальнодействие мы не можем принимать во внимание, нас не поймут, значит рассмотрим начало. И действительно, образование фотона (электромагнитной волны) требует энергии и энергия исправно поступает при её (волны) образовании и довольно значительная, будь этот источник зарядом или радиопередатчиком, а дальше – всё, поступления энергии больше нет, а расход вроде бы тот же и запросы те же...
 
Это не тупик. Здесь надо вспомнить в чём распространяется электромагнитная волна. А распространяется она в электромагнитном поле, которое в свою очередь и создаётся этой волной и существует только в виде этой волны. Вот они-то точно движутся синфазно (или синхронно, или одновременно, как вам удобнее, хотя говорить о времени внутри электромагнитной волны я бы не стал) и никакой индукции, никаких изменений энергии, при этом не происходит, выглядит это как медленно ползущая через пространство (посмотрите например как она летит от Земли к Марсу) конструкция из двух загуголин (загуголина правильное слово, но можно сказать S-образные), строго ориентированные и строго неподвижные.
Именно так это и выглядит – электромагнитная волна абсолютно неподвижна относительно среды в которой перемещается, поскольку она и есть эта среда и никаких изменений с ней при этом не происходит и никакой энергии для этого не требуется. Вся энергия, что требуется, действительно поступает от источника этой волны в момент её образования и больше ничего не надо.
 
Электромагнитная волна неподвижна относительно электромагнитного поля.
 
Очень удобно. С одним маленьким уточнением – это больше не волна. В момент образования, да, волна, но только в момент образования, а дальше это абсолютно стабильная конструкция, которая не имеет частоты и амплитуды, а только размеры – длину, может быть ширину, углы между ними (углы это важно, и что прямые это важно), может быть ещё потенциальную энергию, но это не волна.
Это хорошее изображение волны. Очень хорошее. Лучше настоящего. Но это не волна.
 
Назовём её пока псевдоволной, может это и не совсем правильно, но для равновесия с псевдочастицей пойдёт.
 
Пожалуй всё. То что фотон имеет свойства частиц известно из фотоэффекта, а то что имеет свойства волны из дифракции, ну а как это выглядит я немного показал. Насколько другие элементарные частицы являются сами собой, а насколько не являются, я не знаю, я к ним ещё не присматривался, наверное это надо выяснить. Но выяснять много чего ещё надо – и что такое масса, и что такое пространство, и что такое поле, да и что такое волна и частица в конце концов, но пока так. Ещё раз повторю: фотон не то чтобы не-волна и не-частица, кое-какие свойства у него есть, но не все. Так что это больше изображение – псевдоволна и псевдочастица.