¿Qué significa el principio de incertidumbre de Heisenberg para partículas sin masa?

El principio de incertidumbre de Heisenberg para la posición y el impulso da la incertidumbre en la posición Δ X e incertidumbre en el impulso Δ pag eso Δ X Δ pag 1 2 .

Si una partícula que no se mueve con la velocidad de la luz no tiene masa, entonces siempre tenemos metro = 0 y por lo tanto pag = 0 con certeza, y por lo tanto Δ pag = 0 . Si la partícula se mueve con la velocidad de la luz, creo que podemos tener pag > 0 y también Δ pag > 0 , utilizando la teoría de la relatividad.

Sin embargo, no es posible que Δ pag = 0 , porque da Δ X Δ pag = 0 , contradiciendo el principio de incertidumbre de Heisenberg. Por lo tanto, creo que esto implica una de las siguientes cosas:

  • No es posible saber con certeza que metro = 0 . Esto es difícil; sabemos que la luz siempre se mueve con la velocidad de la luz en el vacío (ese es uno de los axiomas de la relatividad), y eso solo es posible si metro = 0 por relatividad.
  • No es posible saber para una partícula sin masa si v < C o v = C . Esto no da una contradicción directa. ¿Es este el caso?

Podría estar confundiendo varias cosas de varias áreas y aplicarlas de manera incorrecta, por lo que me gustaría saber si esto tiene sentido o no, y si no es así, qué significa el principio de incertidumbre de Heisenberg para partículas sin masa.

"Si una partícula que no se mueve con la velocidad de la luz no tiene masa" ... las partículas sin masa siempre se mueven con la velocidad de la luz, y el HUP no tiene nada que ver con esto.
@ACuriousMind ¿Por qué? ¿Solo porque no se necesita fuerza para acelerarlos? (En ese caso, tampoco se necesita fuerza para desacelerarlas, por lo que no es realmente convincente) Estoy en gran parte estudiando por mi cuenta estas áreas de la física, por lo que podría haberme "perdido" algunas cosas que debería saber mientras estudiaba esto .
El hecho de que las partículas sin masa siempre se muevan a la misma velocidad fija c significa que siempre están totalmente deslocalizadas en todo el espacio 3D, en otras palabras, deben ser una onda plana. Cuando se absorben, por ejemplo, como un fotón, están completamente localizados, pero para entonces ya no se mueven.

Respuestas (1)

Las partículas sin masa siempre se mueven a la velocidad de la luz .

Especialmente para partículas sin masa, no es cierto que el momento: pag = metro v . En general, el impulso se calcula realmente como,

( pag C ) 2 = mi 2 ( metro C 2 ) 2
a veces llamado el "momento relativista". Para velocidades bajas (y masas distintas de cero), esto se puede aproximar como pag metro v .

Esto significa que para partículas sin masa, pag = mi / C , y la energía nunca puede ser (idénticamente) cero, por lo que nunca hay un problema con el principio de incertidumbre. Además, tenga en cuenta que incluso si pag = 0 , eso no significa necesariamente que Δ pag = 0 .

Final, menor (y nota semántica): "impulso" se refiere a un cambio específico en la cantidad de movimiento de un cuerpo, o la acción que provoca tal cambio en la cantidad de movimiento. Δ pag no es realmente un 'impulso' per se en el contexto del HUP; en cambio, es una "incertidumbre de momento" o "localización de momento", etc.