Фото́н (от др.-греч. φῶς, фос — свет) — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Это безмассовая частица, способная существовать, лишь двигаясь со скоростью света.
Электрический заряд фотона равен нулю. Современная наука рассматривает фотон как фундаментальную элементарную частицу, не обладающую строением и размерами. С точки зрения классической квантовой механики фотону, как квантовой частице, свойственен корпускулярно-волновой дуализм: он проявляет одновременно свойства частицы и волны. Термин «фотон» был введен физикохимиком Гилбертом Льюисом.
Величайшей, даже главнейшей загадкой физики является эксперимент Томаса Юнга по интерференции (двухщелевой эксперимент). Невозможно объяснить его, допуская корпускулярность фотона. Но и признание у фотона волновых свойств так же не позволяет непротиворечиво объяснить интерференционную картину.
С одной стороны, фотон всегда оставляет на фотопластинке точку, что несовместимо с волновой природой фотона. С другой стороны, фотон фактически одновременно проходит через обе щели, что несовместимо с его корпускулярной природой. Казалось бы, описание явления интерференции с волновой точки зрения ни в коей мере не противоречит ни логике, ни здравому смыслу.
Однако фотон, вообще-то, считается квантовой частицей. Если он и проявляет волновые свойства, то, тем не менее, должен оставаться самим собой – фотоном. Иначе, при одном всего лишь волновом рассмотрении явления мы фактически уничтожаем фотон как элемент физической реальности. При таком рассмотрении получается, что фотона как такового... не существует!
Фотон не просто проявляет волновые свойства – здесь он и есть волна, в которой нет ничего от частицы. Иначе в момент раздвоения волны мы должны признать, что через каждую из щелей проходит полчастицы фотона или полфотона. Но тогда должны быть возможны эксперименты, способные «поймать» эти полфотона. Однако никому и никогда еще не удавалось зарегистрировать эти самые полфотона.
Итак, волновая трактовка явления интерференции исключает саму мысль о том, что фотон – частица. Следовательно, рассматривать в этом случае фотон как частицу – абсурдно, нелогично, несовместимо со здравым смыслом. По логике вещей нам следовало бы предположить, что из точки А фотон вылетает как частица. На подлёте к препятствию он вдруг превращается в волну! Проходит через щели как волна, разделившись на два потока. Иначе нам нужно поверить в то, что одна целая частица одновременно проходит через две щели, поскольку допустить разделение её на две частицы (половинные) мы не имеем права.
Далее две полуволны вновь соединяются в целую частицу. При этом не существует никакой возможности подавить одну из полуволн. Вроде бы есть две полуволны, но уничтожить одну из них никому не удалось. Каждый раз каждая из этих полуволн при регистрации оказывается целым фотоном. Часть всегда, без всяких исключений, оказывается целым.
То есть, представление о фотоне как о волне должно допускать возможность «поймать» каждую из полуволн именно как половину фотона. Но этого не происходит. Через каждую из щелей проходит половина фотона, но регистрируется только целый фотон. Половина равна целому? Не намного логичнее и здравомысляще выглядит и трактовка одновременного присутствия фотона-частицы в двух местах сразу. Таким образом, эта физическая проблема пока продолжает ждать своего решения.
Литература: Кухлинг X. Справочник по физике. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982.
