¿Con qué partículas elementales interactúa la luz?

La luz, al nivel de partículas que está preguntando, está compuesta por una confluencia de fotones. Los fotones son partículas elementales en el modelo estándar de la física de partículas. Estas partículas están en el nivel subyacente de toda la materia tal como la conocemos actualmente.

En primer orden, los fotones interactúan con la interacción electromagnética con todas las partículas cargadas de la tabla, y por tanto con todas las partículas complejas, entidades atómicas y moleculares que los contienen. Por ejemplo, el neutrón es neutro, pero los quarks que contiene están cargados, por lo que hay una interacción de primer orden.

Las partículas elementales neutras, además del fotón, son el neutrino y el Higgs. No existe una interacción de primer orden para estas partículas elementales neutras.

Pero las interacciones de las partículas elementales pasan por términos de orden superior en la expansión para calcular las secciones transversales. Existe dispersión fotón-fotón cuya sección transversal crece con la energía. También existe la dispersión de fotones de neutrinos a través de intercambios Z y W en diagramas de orden superior, esta reacción es importante para los modelos cosmológicos.

De manera equivalente, existe un bosón de Higgs para el decaimiento de dos fotones, por lo que en los estudios cosmológicos los diagramas de orden superior volverían a ser importantes.

Entonces la respuesta a tu pregunta es:

La luz interactúa a primer orden (secciones transversales más altas) con todas las partículas elementales cargadas ya través de diagramas de orden superior con las partículas elementales neutras.

Todas las partículas elementales con carga eléctrica interactúan con la luz. Las partículas sin carga no interactúan con la luz.

La luz, que incluye todo, desde la radio hasta los rayos gamma, solo interactúa con partículas que tienen carga eléctrica. Esto se debe a que la luz es la fluctuación del campo electromagnético.

El resultado más común de interactuar con un fotón de luz es un cambio de impulso (dispersión Compton), por lo que, en igualdad de condiciones, hay poca diferencia en lo que sucede cuando un fotón golpea una sola partícula. La masa de la partícula golpeada afectaría la energía del fotón disperso, y las partículas de mayor masa tomarían menos energía del fotón.

Lo que determina un comportamiento más complejo (absorción, producción de pares, etc.) es el sistema más grande al que está unida la partícula golpeada: quarks en un hadrón, electrones en un átomo, etc.