¿Existen realmente las partículas sin masa? [duplicar]

Aquí hay una respuesta rápida y simple hasta que lleguen los profesionales. En el Modelo Estándar , es cero. Este$< 1\cdot 10^{-18} \frac{\mathrm{eV}}{c^2}$es un límite superior experimental (es decir, si tiene una masa en reposo, debido a la física más allá del modelo estándar, debe ser menor que este valor).

Este valor es muy pequeño, comparado con la masa en reposo estimada de los neutrinos (que es del orden de algunas décimas de$\mathrm{eV}$).

No podemos medir con una precisión infinita; por lo tanto, incluso si una partícula tuviera de hecho masa cero, no podríamos medirla experimentalmente con la precisión infinita necesaria para justificar esto; por eso se requiere cierta cantidad de juicio, y ese juicio se hace en el contexto de un marco teórico.

El segundo punto a destacar es que todas las partículas con masa en reposo cero viajan a la velocidad de la luz y tienen impulso debido a este movimiento.

Como ya ha señalado una respuesta, tales partículas son bosones de calibre que median en las fuerzas débil, fuerte y EM. Para la fuerza EM, este es el fotón.

De hecho, hay partículas sin masa.

A partir de 2015, se conocían dos partículas sin masa (ambos bosones de calibre): el fotón (portador del electromagnetismo) y el gluón (portador de la fuerza fuerte). Cabe señalar, sin embargo, que los gluones nunca se observan como partículas libres, ya que están confinados dentro de los hadrones.

Los gravitones (si se descubren) serían otra partícula sin masa.

Por supuesto, hay que tener en cuenta que nada se puede medir con una precisión infinita. Debido a esto, nunca mediremos la masa en reposo de un fotón y encontraremos que es cero. A medida que nuestras mediciones mejoren y mejoren, se acercará a cero, pero nunca llegará allí.

Curiosamente, según este sitio web , los científicos pueden observar la Ley de Coulomb y otros resultados experimentales y colocar límites superiores sobre cómo se puede medir la masa en reposo del fotón. El mejor límite superior hasta la fecha es$1.07×10^{−27}$unidades de masa atómica. El equivalente de esto es lo que viste en la barra lateral de Wikipedia.

Hay más información en este sitio web sobre partículas sin masa.

El límite superior que menciona refleja la hipótesis de que los fotones en el vacío podrían tener una pequeña masa en reposo.

Pero parece más importante que c sea la velocidad de las partículas sin masa, como los fotones en el vacío. Sin embargo, no existe un vacío real en el universo: no solo eso, incluso en el espacio exterior, siempre encontrarás algunos átomos interestelares. Pero también, el campo de gravedad de cada partícula de masa única está interactuando dentro de todo el universo, incluso si esto sucede en dimensiones extremadamente pequeñas.

En consecuencia, estrictamente hablando, los fotones sin masa son un concepto que no existe en el universo.

Lo mínimo que se puede exigir de algo para poder llamarlo partícula es que se pueda establecer dónde está y cuándo, que interactúe, aunque sea débilmente, con los objetos de su entorno. Ya que según la teoría de la relatividad una partícula sin masa debe moverse a la velocidad de la luz y a esa velocidad no pasa nada de tiempo, la partícula -su estado- está completamente congelada en el tiempo por lo que no puede interactuar, expresar su existencia, entonces no, ahí no hay partículas sin masa. Los fotones y gravitones, por útiles que sean en nuestros modelos y ecuaciones, son partículas ficticias.