¿Es un fotón realmente sin masa? [duplicar]

Cuando las personas afirman que un fotón no tiene masa, quieren decir que un fotón tiene cero masa en reposo . En relatividad especial, la fórmula para la energía de una partícula con masa$m$poseer un impulso$p$es

si establecemos$m = 0$para un fotón, terminaremos con

Aquí, la mecánica cuántica describe el momento de un fotón como

con$\lambda$siendo la longitud de onda de la luz.

Entonces puede tener una energía, sin dejar de tener masa.

Si un fotón [no tiene] masa, entonces no debe tener energía.

Este no es el caso. Una forma de pensar en la masa es nada más que un nombre conveniente para la energía en reposo. De hecho, los fotones no tienen masa y, por lo tanto, tienen cero energía en reposo. Esto no es un problema porque, según la relatividad especial, no vienen con un marco de descanso.

Tenga en cuenta que suponiendo que denotemos la masa en reposo por$m$, la conocida$E=mc^2$no es toda la historia - la fórmula general dice

En principio, se podrían pensar en tres tipos de partículas, dependiendo de los valores relativos de energía y momento:

• $E^2 > p^2$: partículas masivas,$v < c$
• $E^2 = p^2$: partículas sin masa (por ejemplo, fotones),$v = c$
• $E^2 < p^2$: 'partículas' taquiónicas,$v > c$

La última variante es hipotética y no realmente similar a una partícula (no se pueden localizar correctamente y se manifestarían más como una acción a distancia).

de que estan hechos los fotones

Hasta donde sabemos, son partículas elementales. Son excitaciones de un campo cuántico bosónico y no están hechas de nada.

como se crean

A través de procesos que involucran la interacción electromagnética en general y la aceleración, vibración o salto de electrones en particular.

No, un fotón no necesita tener masa para poder interactuar con la materia. De hecho, es su energía la que es importante en las interacciones. Para el efecto fotoeléctrico el fotón entrante debe contener suficiente energía para desplazar los electrones sobre el metal del fotodiodo.

La pregunta de qué están hechos los fotones es una pregunta bastante profunda y difícil, que solo puede responderse con la física de partículas. Pero esto es lo que sé. Puede crear fotones a partir de aniquilaciones de pares (electrón+positrón, etc.). Y puede hacer que se expulse un fotón si deja que un electrón excitado baje un nivel de energía en un átomo/molécula.