Почему никто не видел, как летит фотон? Видели только, как он излучается, и как поглощается,

Question

а как летит, не видел никто?

Кто сможет опровергнуть?

Answer 1

Это действительно интересный вопрос, который затрагивает саму природу квантовой механики и фотонов.
 
Почему никто не видел, как летит фотон?
Квантовая природа света
Фотон — это не частица в классическом смысле, а возбуждение электромагнитного поля, которое описывается волновой функцией. Его нельзя локализовать в промежуточном состоянии между источником и поглотителем без разрушения самого явления.
 
Отсутствие промежуточного наблюдения
Чтобы увидеть фотон в полёте, нужно как-то с ним взаимодействовать. Но любое измерение изменит его состояние (эффект наблюдателя в квантовой механике) . Если мы, например, попытаемся зафиксировать его положение на пути, он либо поглотится измеряющим устройством, либо изменит свою траекторию, и мы уже не будем уверены, что это тот же самый фотон.
 
Квантовая механика запрещает классическое представление
В квантовой механике фотон не «летит» как шарик, он существует в виде суперпозиции возможных состояний до момента поглощения. Это связано с принципом неопределённости Гейзенберга: невозможно одновременно точно измерить и его энергию (частоту) , и его положение.
 
Экспериментальные подтверждения
В экспериментах с квантовой телепортацией, квантовой запутанностью и двухщелевым экспериментом видно, что фотон проявляет как волновые, так и корпускулярные свойства. Но наблюдать его «в полёте» невозможно без разрушения его волновой функции.
 
Можно ли это опровергнуть?
Чтобы опровергнуть это утверждение, нужно придумать эксперимент, который зафиксирует фотон в процессе его движения, но при этом не разрушит его состояние. Пока таких экспериментов нет.
 
Если у вас есть идеи, как можно увидеть фотон в полёте, это было бы революцией в физике! ?