¿Qué significa masa en reposo para el fotón?

Entonces Photon tiene una masa en reposo cero. Y Photon nunca puede estar en reposo . ¿Qué se supone que significa esto? Además, sabemos que el fotón transporta energía, entonces, ¿por qué no tiene masa? La masa y la energía son las mismas cosas hasta cierto punto .

Respuestas (3)

Significa que toda la energía de la luz está ligada a su energía cinética. Aquí está la ecuación de energía relativista que estás buscando:

mi 2 = pag 2 C 2 + metro 2 C 4

dónde pag es el impulso. El primer término a la derecha es la energía cinética y el segundo término es la energía de masa. Esta ecuación es verdadera para la luz iff metro = 0 .

Los fotones se definen como partículas elementales en el modelo estándar, sin masa en reposo, tiene razón.

Está diciendo que ve frases como "un fotón nunca puede estar en reposo", pero en realidad lo que queremos decir es que no hay marco de reposo para un fotón. Lo que realmente queremos decir es que no hay un marco de referencia inercial que pueda moverse con el fotón. Una consecuencia de esto es que para nosotros, que tenemos masa en reposo, no es posible experimentar cómo sería moverse y observar un fotón en su propio marco (porque no existe tal marco inercial).

Los fotones tienen energía, aunque no tengan masa en reposo, y esto no es una contradicción. Los fotones tienen impulso, y

mi 2 = pag 2 C 2
es la forma correcta de expresar que para un fotón sin masa, la energía está relacionada con su impulso.

Supón que estoy en una cámara cerrada con un espejo en cada pared. Ahora supón que pesas la cámara (estoy dentro) tienes algo de masa en tu medida. Ahora supongamos que un rayo de luz entra en la cámara y da vueltas de un lado a otro. Ahora, si pesas la cámara, ¿obtienes la misma masa que antes o no? Si obtienes lo diferente, ¿eso significa que los fotones tienen masa? ¿no es así?
@YoungKindaichi Tienes razón, ese es el famoso experimento mental de la caja de fotones. Pero ese es el peso de todo el sistema, incluida la caja (en el experimento no tiene peso). Los fotones dan masa en reposo a la caja, rebotando en las paredes y dando inercia a la caja (inicialmente sin peso). Entonces, los fotones no tienen masa, pero pueden dar masa en reposo a un sistema en el que están confinados. Al igual que los gluones están confinados en un protón.

La descripción más simple de la masa en reposo viene cuando se usa el álgebra de cuatro vectores.

La masa en reposo de una partícula es la "longitud" de los cuatro vectores, y esta longitud es invariable en las transformaciones de Lorentz.

La longitud del cuadrivector energía-momento viene dada por

longitudcuatrovecto

La longitud de este cuadrivector es la energía en reposo de la partícula. La invariancia está asociada con el hecho de que la masa en reposo es la misma en cualquier marco de referencia inercial.

Debido al álgebra vectorial, la suma de los cuatro vectores de dos fotones si hay un ángulo distinto de cero entre ellos en el espacio de momento, dará una masa invariante, un ejemplo real es el π 0 partícula de 135MeV de masa que se desintegra en dos fotones.

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