Si un fotón no viaja necesariamente en línea recta, ¿no desafía la ley de los contras? de impulso?

Acabo de terminar de leer las conferencias de Richard Feynman sobre electrodinámica cuántica (QED: The Strange Theory of Light and Matter ) y me fascinó. Sin embargo, hay una pregunta sin respuesta que tengo al leerlo.

Si, como argumenta Feynman, "la luz realmente no viaja solo en línea recta; 'huele' los caminos vecinos a su alrededor y usa un pequeño núcleo de espacio cercano" (aunque es abrumadoramente probable que parezca estar viajando en un línea recta en largas distancias), ¿cómo no desafía esto la ley de conservación de la cantidad de movimiento? Tengo entendido que esta ley también se aplica a la luz, con un momento definido por p = E/c. Si es así, la curvatura de luz claramente lo desafiaría, ¿no es así?

Una integral de trayectoria es un objeto matemático que simplemente describe la física de un campo electromagnético correctamente. No le da una interpretación autoconsistente de la mecánica cuántica en términos de la mecánica clásica de partículas puntuales que viajan en caminos bien definidos. El mismo Feynman advierte contra tomar la imagen de las integrales de trayectoria más allá de su rango de aplicabilidad.
Árbitro. a "curvatura de luz": cuando hablamos de "onda", ¿se detecta el impulso "en ambos lados del haz"? Como el fotón no tiene masa, ¿se está detectando y ubicando el momento en el máximo de las amplitudes que se "desvían" del "medio del camino"? ¿El impulso se localiza en absoluto? ¿O está localizado por su impacto en la masa (que, por cierto, puede no ser un electrón libre, según la respuesta a la pregunta relacionada). Las amplitudes que ves en un gráfico de onda, simplemente expresan un cambio periódico de campo, que no es el momento.

Respuestas (1)

Dado que solo ha leído QED, esta es una pregunta muy astuta.

Las leyes de conservación en el mundo cuántico funcionan un poco diferente de la conservación clásica basada en el teorema de Noether (hay una especie de analogía cuántica en la identidad Ward-Takahashi).

Si una entidad cuántica tiene estado | ψ ⟩ , entonces las cantidades conservadas son medios de medición definidos por ⟨ ψ | pag ^ | ψ ⟩ , dónde pag ^ es cualquier observable que no varía en el tiempo y que conmuta con el hamiltoniano cuántico. El momento observable es uno de esos observables. Esto se resume muy bien en el teorema de Ehrenfest d t ⟨ ψ | pag ^ | ψ ⟩ = ⟨ ψ | [ H ^ , pag ^ ] | ψ ⟩ .

En consecuencia, cuando el fotón "olfatea caminos vecinos", que es la explicación simple de Feynman cuando el fotón se encuentra en una superposición de diferentes estados propios de impulso (yendo en muchas direcciones a la vez), solo se conserva la media de la medida del impulso. Ninguna violación de la conservación sucede simplemente a fuerza de que haya "muchos caminos diferentes"; es sólo la medida media que necesitamos mirar.

Si un fotón no viaja necesariamente en línea recta, ¿no desafía la ley de los contras? de impulso?
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