Существуют ли свободные фотоны

[arseniiv]

wrest в сообщении #1225777 писал(а):

Маленький вопросик, если позволите: в контексте обсуждаемой темы, поглощение и отражение от зеркала это одно и тоже?

Как я понимаю, в общем случае вообще нет смысла говорить «один и тот же фотон» или «разные фотоны», а только о состояниях электромагнитного поля. Изолированный фотон, на котором маркером написано «вот этот» сам по себе не бывает. Иногда мы можем ставить такие опыты, что как будто бывает — но иногда.

[pda]

rustot в сообщении #1225849 писал(а):

Почему? Откуда взялось это "должно"?

Эм... Ну, ладно. Позориться, так до конца. :)

Я говорил не просто о мысленном, а о реальном фотоне. Который считается частицей, квантом. У всех квантов есть собственное состояние, собственные часы. Но не у безмассовых. Почему? Потому что скорость света? Но это отличие, а не объяснение.

Если допустить, что у каждого безмассового кванта, включая фотон, есть два обязательных события, реальных в том плане, в каком их понимает квантовая механика, т.е. - взаиможействия, то всё становится более или менее понятным. Есть событие излучения, есть поглощения. Для внешнего наблюдателя они могут быть разнесены в пространстве и времени. Для самого фотона нулевой интервал стягивает их в единое одномоментное событие. Излучился и немедленно поглотился. Это объяснило бы почему его часы стоят.

А если он так никогда и не поглотится? Да, можно представить себе его траекторию и считать, что на всей её протяжённости фотон по прежнему имеет нулевой интервал между любыми двумя точками. Но это рассчёт в уме. С реальным фотоном никакого взаимодействия не происходит. А если второго события нет, то какая сила теперь будет удерживать его часы стоящими?

[rockclimber]

pda в сообщении #1225926 писал(а):

А если второго события нет, то какая сила теперь будет удерживать его часы стоящими?

Вам же сказали уже выше - у фотона нет часов, которые надо удерживать.

[Dmitriy40]

А если бы даже и были (чего быть не может), то какая им, часам, разница, конечное или бесконечное время стоять. Всё равно же стоят.

[pda]

rockclimber в сообщении #1225930 писал(а):

Вам же сказали уже выше - у фотона нет часов, которые надо удерживать.

Это я помню. Я не понимаю, почему их у него нет. У мюона есть, у $Z^0$ бозона есть, а у фотона нет.
И откуда известно, что именно нет. 100% изученных фотонов были пойманы каким-нибудь детектором.

[arseniiv]

pda в сообщении #1225926 писал(а):

Я говорил не просто о мысленном, а о реальном фотоне. Который считается частицей, квантом. У всех квантов есть собственное состояние, собственные часы.

А с чего это? Знаете, есть в науке такое предубеждение: не выдумывай заранее, не ознакомившись с фактами. Предотвращает потерю времени весьма сильно. Применительно к этой ситуации оно означает, что «квант (поля! а не просто какой-то не пойми чей)» — это на самом деле вряд ли то, что вы думали. Чтобы понять, что это, нужно дойти сначала до квантовой теории поля. К сожалению. Потому что только там они и появляются. А «к сожалению» — потому что сначала придётся ознакомиться хоть немного с нерелятивистской квантовой механикой, и это не так быстро. Потом, для конкретной КЭД нужно представлять её классический аналог — обычную классическую электродинамику.

О часах: это прибор. Встраивать его «в» (кавычки из-за того, что если частица не составная, смысла как-то не вкладывается вообще) частицы не обязательно. Собственное время на отрезке какой-то времениподобной (хорошо, времени-или-светоподобной) кривой можно определить вне зависимости от того, существует ли (классическая!) частица, которая на этом отрезке живёт и на его краях поглощается/рождается.

-- Пт июн 16, 2017 02:58:47 --

pda в сообщении #1225940 писал(а):

У мюона есть, у $Z^0$ бозона есть

анекдот писал(а):

Да нету меня, нету, спи уже!

Нету их там. Куда вы собираетесь засунуть часы в волновую функцию нерелятивистского электрона, например?

[bocharov]

arseniiv в сообщении #1225917 писал(а):

Как я понимаю, в общем случае вообще нет смысла говорить «один и тот же фотон» или «разные фотоны», а только о состояниях электромагнитного поля.

Логично.

arseniiv в сообщении #1225917 писал(а):

Иногда мы можем ставить такие опыты, что как будто бывает — но иногда.

Да всегда, просто другого варианта пока нет.

[Munin]

pda в сообщении #1225926 писал(а):

Я говорил не просто о мысленном, а о реальном фотоне. Который считается частицей, квантом. У всех квантов есть собственное состояние, собственные часы.

Нет. У них есть волновая функция (грубо говоря). И она описывается волновым уравнением в пространстве и во времени. Для массивных частиц (частицы "квантами" называть нехорошо, хотя можно "квантами поля", но только хорошо понимая, что это значит) это уравнение типа Клейна-Гордона ($\hbar=c=1$)

$$(\partial_t^2-\partial_x^2-\partial_y^2-\partial_z^2+m^2)\psi=0,$$

и решения в виде плоских волн идут во времениподобном направлении ($\omega^2=\kappa^2+m^2$), с волновым вектором можно связать систему отсчёта, и в нём воображать себе, что фаза волны - это "собственные часы" (хотя ни черта это не часы). А для безмассовых частиц $m=0,$ и уравнение становится типа Д'Аламбера

$$(\partial_t^2-\partial_x^2-\partial_y^2-\partial_z^2)\psi=0,$$

и решения в виде плоских волн идут в светоподобном (= изотропном) направлении ($\omega^2=\kappa^2$), и волновые фронты идут ровно по светоподобной плоскости. Никакой "собственной" системы отсчёта нет, и "часов" нет, а волны есть, гребни есть, и фронты есть. По ним можно разложить любое решение в области с источниками, заданными на границе. Ну и чего ещё надо квантам?

[rustot]

pda в сообщении #1225940 писал(а):

Это я помню. Я не понимаю, почему их у него нет.

Если уж совсем утрировано (и неправильно, просто как совсем отдаленная образная аналогия), фотон это не кусок желе который движется и одновременно меняет свои размеры с частотой $\nu$, и по этому изменению можно было бы отсчитывать его собственное время. Фотон это обломок шифера, летящий неизменным, а через $\nu$ выражено расстояние между его гребнями

[pda]

Munin в сообщении #1227780 писал(а):

можно "квантами поля", но только хорошо понимая, что это значит

Ну, поскольку специально этому не учился, то вряд ли хорошо, но тем не менее приведённых уравнений достаточно. Текст в конце был уже не обязателен. Спасибо, больше вопросов нет.

[Munin]

pda в сообщении #1227892 писал(а):

Ну, поскольку специально этому не учился, то вряд ли хорошо

Давайте так.
Словосочетание "квант поля" можно употреблять, если вы знаете, что такое процедура квантования, и хотя бы раз видели, в учебнике или ещё где, как квантуется поле.

И не вот так:


(Оффтоп)

В общем, в вузах этому посвящены курсы КЭД и КТП.