Не лез в матаппарат квантовой электродинамики, поэтому вполне допускаю, что координат в явном виде там не будет. Но ведь на практике фотоны всегда регистрируются как точечные частицы.
1. Я точно не знаю, чем отличается электродинамика от теории поля. В ландавшице 4-й том называется квантовой теорией поля.
2. Так ведь регистрируются не фотоны, а результаты взаимодействия вещества с полем. Лучшее, что мы можем увидеть - это изменение состояния атома. Мы можем говорить, что в роли вещества выступают атомы, раз мы их наблюдаем. А какова структура поля, да и есть ли хоть какая, из такого наблюдения не следует.
Кстати, на практике во многих случаях можно прекрасно обойтись без этого аппарата, просто вписав закон Кулона в уравнения и это будет работать.
Ну, дык, ясно дело. Этим занимается квантовая механика. Довольно простой и внятный раздел квантовой физики. Вообще, я читал, что первые попытки создать квантовую теорию были релятивистскими. Но когда увидели, насколько упрощается аппарат, да и вообще понимание теории, если пренебречь релятивизмом, тогда и родилась квантовая механика. Но такой подход к полю - это и преимущество и недостаток. Вместо энергии поля, будем считать потенциальную энергию заряженной частицы. Можно так делать, если нам особая точность не нужна. Для того и существуют
разные теории.
Тогда как Вы себе представляете фотоны и электроны?
Ну с электроном всё просто. Постулат КМ говорит, что она описывает частицы волновой функцией от координат x,y,z, и t, и это описание полное. Тут правда надо уточнить, что так могут описаваться только свободные частицы, а для системы частиц нужна их общая функция. А если в системе несколько одинаковых частиц (например 2 электрона в атоме гелия), так на мой взгляд, вообще, зачастую теряется смысл говорить об отдельном электроне, ибо они не различимы. Мы говорим просто об электронном облаке.
А вот с фотоном всё не так. К сожалению, приходится говорить по памяти, т.к. у меня уже второй раз утерялись все учебники. Но как я помню в роли частицы рассматривается всё поле целиком. При этом у него бесконечно большое число степеней свободы. Видимо это и означает, что поле - частица не точечная - я, вообще-то, надеялся, что Вы это мне сможете разъяснить. Потом переходим от координатного представления к Фурье. Потом, ссылаясь на линейность, рассматриваем каждую из составляющих спектра отдельно. Потом подбираем такие канонические координаты, что полученная формула представляет собой формулу гармонического осциллятора, а решение для него мы уже знаем. Его энергия принимает дискретные значения с равными промежутками. Собственные функции тоже известны. Далее мы эти значения энергии можем использовать, чтобы представлять в.ф. поля как массив чисел заполнения, т.е. уйти от координатного или импульсного представления. Это вроде бы и называется механизмом вторичного квантования. А вот дальше идёт загадочная фраза - что-то типа "таким образом можно придти к понятию фотона". Однако я так и не пришёл. Что понимать под фотонами? Считать, что числа заполнения - это и есть количество фотонов. Но ведь это же просто энергия, числа заполнения - это единицы измерения. Что мы должны считать, что поле состоящее из одного фотона, имеет энергию 1+1/2, и представляет собой двугорбое распределение поля по амплитуде? А 2 фотона - это означает, что энергия = 2 +1/2, а поле имеет трёхгорбый вид? Да и что значит трёхгорбый! Это ведь не по координате, это значит, что есть максимумы вероятности получить при измерении величину поля трёх разных значений (х, 0, и -х), а в промежутках между ними минимумы вероятности. Есть здесь что-то похожее на частицы? Я не вижу.
На мой взгляд говорить, что поле состоит из невзаиможействующих между собой частиц возможно только в том случае если его волновая функция есть просто произведение в.ф всех отдельных частиц.
Что самое печальное, что просмотрев весь учебник (даже два), я так и не нашёл где явно вводится понятие фотона. Вроде бы нигде.
Интересно, а с Вашей точки зрения электрон и протон будут точечными объектами? Ведь их координаты входят в уравнение Шредингера в явном видет.
1. См. выше.
2. Где вводится понятие точечной частицы, я тоже не нашёл - просто беда какая-то
