A fényre a hullámhossz vagy a frekvencia jellemző?

Esetleg itt még érthetően el lehet olvasni a jelenség hátterét:

[link]

"Az, hogy a fény, mint elektromágneses hullám, más-más sebességgel terjed más-más közegekben, míg a fotonok, mint részecskék mindig fénysebességgel mennek, ugyanezen kettősségre mutatnak rá..."

A dolog ennél azért bonyolultabb. Kissé pongyola az a naiv elképzelés, hogy a fény kis fotonnak elnevezett golyócskákból áll, amelyek vákuumban a szokásos fénysebességgel terjednek, és anyagi közegben csak azért látszanak lelassulni, mert a fény, mint elektromágneses hullám kölcsönhat az anyag atomjaival, de két atom között a fotonok ugyanúgy a vákuumbeli fénysebességgel terjednek.

Kvantumoptikai kísérletekben minden további nélkül lehet arról beszélni, hogy egy adott foton áthalad egy prizmán, és ami a túloldalon kijött, az ugyanaz a foton, mint amelyik ideát bement. Lehetne azon szőrözni, hogy mi is történt valójában a prizma anyagán belül, hogy ez már nem is ugyanaz a foton, hanem egy másik ugyanolyan fizikai paraméterekkel, csak épp nincs értelme. A fotonok, mint minden más elemi részecske, megkülönböztethetlenek egymástól, és ha minden fizikai paraméterük ugyanaz, akkor nincs értelme arról beszélni, hogy egyik vagy másik foton.

A foton fogalma egyénként is összetettebb annál, minthogy csupán a fény részecskéje volna. Merthogy nincs neki helye, amely az időben változva leírható lenne egy hely-idő függvénnyel. Bizonyos esetekben ez a leírás mégis jól használható, de más esetekben nem. A fotonnak mint a kvantált elektromágneses tér elemi gerjesztésének részecsketulajdonságai az elektromágneses hullámot jellemző egyes fizikai mennyiségek kvantáltságában mutatkoznak meg és jellemző rá még az is, hogy megőrzi a hullámszemléletből átvett fizikai mennyiségeket is, azaz pl. a helicitást, polarizációt és frekvenciát. Tehát van értelme arról beszélni, hogy egy fotonnak mekkora a frekvenciája, hullámhossza és milyen a fázisa vagy polarizációja. Annak ellenére, hogy nem hullámzik benne semmi. Továbbá egészen más két külön folyamatban keletkezett foton, mint egy közös folyamatban keletkezett ún. kétfoton, amely továbbra is egy kvantumrendszert alkot (lásd kvantumradír-kísérletek). A 1967-es Pfleegor-Mandel-kísérlet meg arra világít rá, hogy még annak sem feltétlenül van értelme, hogy egy foton keletkezési helyéről beszéljünk.

Mindez arra utal, hogy a fotonokról csak azokban a pillanatokban van értelme beszélni, amikor detektáljuk őket, és az ilyen furcsa kvantummechanikai paradoxonok éppen amiatt keletkeznek, mert a részecskeszemléletet a hétköznapi életből vett tapasztalataink alapján próbáljuk meg extrapolálni azokra a folyamatokra és időszakokra is, amikor nem figyeljük meg a fotonokat. Holott ezt csak kellő óvatossággal szabad megtenni.