一个奇怪的问题……由电磁场的量子化引起。
单个光子态(方便起见,自由光子好了),除了4动量、角动量外,还能表现出怎样的电磁场相关性质?或者说,一个自由光子,表示怎样的电磁场场强分布?这里的“场强”,用电场强度和磁感应强度、4维势矢、电磁场张量来描述都无所谓,是这个意思就行了。从下面的式子(\(\lambda =1, 2\))
\(<0|A_{\mu }(x)a_{(\lambda )}^{ \dagger}(k)|0>=\varepsilon _{\mu }^{(\lambda )}e^{-ik\cdot x}\)
来看,单光子似乎能代表单色平面波。
然而这个“单色平面波”各点的场强的值如何?这所谓的场强值是这个单个光子态的本征值还是期望值?亦或是……场强不是量子力学里的可观察量?