¿Cómo se puede decir que un fotón tiene ‘masa en reposo cero’ cuando un fotón nunca puede estar en reposo? ¿No es el concepto simplemente sin sentido?

Las otras respuestas son buenas como vi y confiables.
Sin embargo, mi respuesta es un poco hipotética.

Creo que, en primer lugar, tenemos un poco de detalle sobre el concepto de masa.
¿Estamos llamando a la cosa como masa porque tiene gravedad?
¿O llamamos a la cosa masa porque tiene un peso?
¿O estamos llamando a la cosa como masa porque tiene dimensiones espaciales como volumen?

De hecho, ¿son todos algunos conceptos de una masa?
A veces algo puede ser gravedad sin volumen, agujeros negros.

Creo que una masa tiene una característica principal: Volumen (= Tres dimensiones espaciales)

Entonces pienso en el concepto de dimensión. Hay mucha definición para la dimensión. Pero necesito el más simple-básico que se puede diferenciar para encontrar otras definiciones.

Para esto, necesito lo básico de este universo. Esta es la energía. Entonces hice una definición de dimensión según la energía.
(Por cierto, también creo que la energía está compuesta de pequeñas unidades)

La dimensión es un camino, un campo de energía donde puede vibrar como direccional.

Si notamos el movimiento de un fotón, puede moverse solo de forma lineal. (Por supuesto, sigue la geodésica del universo, pero eso no es importante por ahora). Incluso si se refleja o se refracta … (Por supuesto, la reflexión es más complicada, también el fotón reflejado puede ser diferente de golpear el fotón. En este caso, lo importante es el movimiento de la energía transferida …)

Entonces puedo pensar que el fotón tiene una sola dimensión. Por lo tanto, solo se puede mover lineal.
(Una nota importante: gracias a un amigo, me dijo eso: “Espacialmente bidimensional: el campo electromagnético de la luz es transversal a su dirección de movimiento”.
Por ahora, no lo conecté con mi vista, así que no lo uso. Puede ser que puedas ver la conexión.)

Entonces, si el fotón es unidimensional (o dos), no será un volumen, tres dimensiones, por lo que no habrá masa.
Solo puede tener impulso, este lado no está limitado por las dimensiones.

En mi opinión, el universo es pulsado por una onda que se libera mientras el universo se expande. Estas ondas están en las escalas de Planck a la velocidad de “C”. (Todo les debe su existencia). Su longitud de onda es nuestro tiempo. Determinamos el tiempo cuántas de estas olas han pasado.

Estas ondas no solo se propagan al universo, sino que también se refractan y reflejan.

Creo que los fotones son surfistas en estas ondas. Su velocidad proviene de la velocidad de las olas. Para que no puedan pasar otra ola. Están en una ola de tiempo.

Por ser masa, la energía debe vibrar en tres dimensiones para interactuar con estas ondas.
Pero el fotón no interactúa en estas ondas.

Terminé con una pregunta para pensar y como la respuesta principal de su pregunta.
¿Cuál es el impulso / peso de un surfista según su ola?

Los fotones normalmente son cuantos de luz donde la luz es una onda electromagnética, es una energía en tránsito, nunca está en reposo. Pero el fotón se mueve con la velocidad de la luz C, por lo tanto, es una partícula reletivista, donde en general, la energía de una partícula reletivista (su velocidad cercana a C, digamos 0.75 C, 0.80C, etc.) se escribe como,
E ^ 2 = p ^ 2C ^ 2 + m ^ 2 C ^ 4, donde p es el momento, m la masa en reposo y C es la velocidad de la luz. Ahora m para partículas de caracteres relativistas m no es cero, pero el fotón es m en esta ecuación es cero, entonces su enrgy es E = pC = h / l. C, donde l es la longitud de onda, y h es planck constante. Entonces E = h (C / l) = hf, donde f es la frecuencia. Esta es la energía real de los cuantos tal como fue encontrada por Planck. el fotón no tiene masa en reposo, porque de hecho no está en reposo.

Según la relatividad especial, la ecuación energía-momento para un objeto como una partícula subatómica es

E ^ 2 – (pc) ^ 2 = (mc ^ 2) ^ 2.

E es energía, p es impulso, c es la velocidad de la información (“luz”) ym es la “masa en reposo” convencionalmente denominada.

Para fotones E = pc, por lo tanto, m = 0.

La forma completa de la famosa ecuación de Einstein es

[matemáticas] E ^ 2 = p ^ 2c ^ 2 + m_0 ^ 2c ^ 4 [/ matemáticas]

donde [math] m_0 [/ math] es la masa en reposo que es cero. Para un fotón sabemos que la relación E = pc es válida. Por lo tanto, no tiene sentido y tiene algún significado físico.

Si habla de semántica, me gustaría señalar que hablamos de números complejos todo el tiempo. Puede decir que no tiene sentido porque no tiene un significado real (después de todo, se llaman imaginarios), pero en la mecánica cuántica (y en diferentes gráficos por computadora y en matemáticas) ayudan en la computación. Por lo tanto, se trata de ideas / abstracción, aunque no sean parte de nuestra realidad.

Ahora también considere esto, puede sentirse cómodo diciendo que la masa en reposo del electrón es 9.109e-31 kg, lo que a su vez podría evocar la idea de que el electrón está en reposo. Pero si el electrón está en reposo [matemática] \ Delta p_x, \ Delta p_y, \ Delta p_z = 0 [/ matemática]. que siguiendo el principio de incertidumbre de Heisenberg produciría [matemática] \ Delta x, \ Delta y, \ Delta z = \ infty [/ matemática]. Por lo tanto, incluso un electrón no puede estar en una posición de reposo completo, a pesar de que hablamos de su masa en reposo todo el tiempo.

No estoy seguro de que no tenga sentido es la palabra correcta, pero su pregunta ciertamente va por el buen camino.

La implicación de la afirmación, “un fotón tiene cero masa en reposo” es que nunca podemos unir significativamente un marco de observación a un fotón. Porque si pudiéramos, el fotón aparecería en reposo, parecería tener energía cero y muchas matemáticas simplemente se descomponen en ceros e infinitos.

Entonces, de alguna manera como un fotón en reposo es simplemente inexistente, no podemos hablar sobre su significado.