Si una partícula no tiene masa, ¿cómo puede definirse como una partícula y no solo como una forma de onda?

Las tres partículas sin masa conocidas (fotón, gravitón, gluón) tienen comportamientos que parecen partículas y las ondas.

En verdad, es difícil hacer cualquier tipo de experimento con gravitones y gluones, así que realmente estamos hablando de fotones aquí.

El ejemplo clásico del comportamiento extraño de la luz (fotones) es el “experimento de doble rendija”. Si hace brillar una luz a través de un par de rendijas estrechas, los dos haces de luz resultantes interferirán entre sí y causarán interferencia, resultando en líneas oscuras y claras en la luz resultante.

Esta interferencia es una señal clara de una ola: puede ver exactamente lo mismo que sucede con las ondas de agua y las ondas de sonido.

Sin embargo, si reduce el brillo de la luz lo suficiente, puede colocar un dispositivo que pueda contar fotones individuales y ver que llegue cada fotón. Esto deja pocas dudas de que la luz está compuesta de partículas … “fotones”.

Las cosas se vuelven más raras a partir de ese momento … pero nos vemos obligados a hablar de “dualidad onda-partícula”.

Suponemos que sucedería lo mismo con los gravitones y los gluones, pero hacer el experimento para demostrar que sería difícil.

Cuando medimos la luz, por ejemplo, y hacemos que la luz sea cada vez más tenue, comenzamos a recibir clics intermitentes, en lugar de una señal baja pero continua. Cuando la luz es de una longitud de onda más alta, los clics tienen más energía, que con la luz de una longitud de onda más baja.

Se mide con fotomultiplicadores.

Las partículas sin masa, como un fotón, dejan un emisor en un momento definido y llegan a un receptor en otro momento definido. La energía emitida es la misma que la energía absorbida, por lo que sea lo que sea no se puede subdividir. Esto, para mí, significa que se comporta, desde estos puntos de vista, como una partícula. Me parece un criterio adicional innecesario que una partícula tiene masa.

No voy a cuestionar las respuestas (los fotones se comportan como partículas al ser detectados), sino la pregunta (lo que implica que las ondas electromagnéticas no tienen masa).

Aunque a una onda EM libre no se le puede asignar una masa m = E / c², porque E = hf depende del marco de referencia, una onda estacionaria en un resonador tiene una frecuencia bien definida (dada por la dimensión del resonador y el modo de la onda) y, por lo tanto, una masa bien definida (n * hf). Esa masa es una masa real, ya que aumenta el peso del resonador excitado.

Una ola inunda toda la playa. Una boya se lava en un solo lugar, definitivamente no en toda la longitud de la playa. El problema con la luz es que viaja como si fuera una ola y aparece como si fuera una partícula.

Las palabras que pertenecen a cosas en nuestra escala de ser no encajan muy bien en el mundo cuántico. Alguien sugirió que deberíamos llamar a las unidades de luz “wavicles”, pero eso realmente no ayuda.

Creo que “partícula” significa “algo pequeño que aparece en un solo punto”.