"Az elektromágneses hullámot úgy szokták elképzelni a szárnyallóbb képzeletű hallgatók, hogy a térben halad a hullám. A haladási irányra két merőleges képzelhető el három dimenziós térben. Az egyiken hullámzik a villamos tér, és hozzá fázisban eltolva hullámzik a mágneses tér - egymást veszteségmentesen kölcsönösen létrehozva."

 

Ez ugyan eléggé szemléletes (föl is szokták rajzolni 2 egymásra merőleges szinusszal), ám számomra van egy még szemléletesebb modell is:

 

Először is az elektromágneses hullámokban (a világunk sztatikus töltéseitől eltérően - mivel ott nincs mágneses töltés) az elektromos és a mégneses tér egymással egyenrangú jelenség, azaz szimmetria áll fenn közöttük. Ahogy gerjeszti/kioltja az elektromos változása a mágnesest, ugyanúgy gerjeszti/kioltja a mágneses tér változás az elektromost.

 

Tekintsük ezt a két egymásra merőleges entitást tehát minőségileg megkülönböztethetőnek, ám megjelenésükben azonosnak, és egy-egy vektornak, melyek a haladási irányra és persze egymásra is merőlegesek. Próbáljuk elképzelni, hogy ezeket össze lehet adni. Hasonlóképpen, ahogy - a villanytanban már jól megszokott módon - a valós és képzetes részt összeadjuk a komplex számsíkon. A pillanatnyi terek nagysága a vektor két vetületének felel meg.

 

Ráadásul normáljuk mindkét mennyiséget úgy, hogy mindkét irányban a maximumnál egységvektort kapjunk. (képzeletben hosszt látunk, ám az valójában egy amplitudó, mely ténylegesen nem jelenik meg hosszúságként).

 

Ha így gondolkodunk, akkor egy fénysebességgel előrehaladó forgó vektort kapunk, melynek a nagysága állandó, és a csúcsa egy spirális pályát ír le. Nos ez a haladó elektromágneses hullám: azaz egy száguldó spirál, és rögtön látjuk is, hogy a spinje (helicitása) van! Ennél szemléletesebben a foton spinjét nem tudjuk modellezni.

 

Ha most belevesszük azt is, hogy fénysebességgel száguldva ez a jelenség végtelenül meg is rövidül, akkor akár a haladási irányra merőleges forgó korongként is (végtelen vékony) elképzelhetjük a fotont, amelyben benne van egyszerre a vektor minden iránya.

 

Érdekes egyébként, hogy a foton ebből csak "annyit lát" (annyit látnánk, ha haladni tudnánk vele), hogy a kiindulópontjából a megérkezési helyéig végtelen rövid idő alatt "átröppen", s "közben" a vektor a korongon annyiszor fordul körül, ahány hullám ebbe a távolságba belefért.

 

A fentiek miatt, azaz a részecskefizika és a relativitás együttes jelentkezése kapcsán a foton számomra hihetetlenül furcsán, és egyre érthetetlenebbül viselkedik, pedig régen azt hittem, hogy valamennyire még értem...

 

A foton szemszögéből valójában nincs is téridő rendszer, csupán a megszületésétől a megszünéséig tartó végtelen rövid pillanat, száguldjon akár évmilliárdokon keresztül a világegyetem egyik végéből a másikba!