Las últimas pruebas experimentales [1] limitan la masa del fotón a ser menor que [matemáticas] 10 ^ {- 18} \ \ mathrm {eV} [/ matemáticas]. Eso es [matemática] 0.000000000000000001 \ \ mathrm {eV} [/ math] mientras que, en comparación, la masa del electrón es de aproximadamente [math] 511 \, 000 \ \ mathrm {eV} [/ math]. Por lo tanto, es seguro asumir que la masa del fotón es de hecho cero en base a evidencia experimental.
Además, desde el lado de la teoría, el Modelo Estándar predice que la masa del fotón será exactamente cero, y no hay ninguna razón experimental o teórica en este momento para creer que esta predicción del modelo sea incorrecta.
A veces la gente dice que el fotón tiene una “masa relativista”, que es una forma muy confusa e innecesaria de describir la energía del fotón en diferentes marcos de referencia. El fotón no “adquiere masa” simplemente por tener energía. La masa es una propiedad fundamental de una partícula y nunca cambia.
- Estamos tratando de encontrar el gravitón, pero ¿estamos seguros de que es real? ¿O solo estamos tratando de inducir una sensación de integridad en el modelo estándar?
- ¿Es el electrón una 'partícula puntual' como se supone en la mecánica cuántica?
- ¿Cómo pueden las partículas con carga opuesta atraerse entre sí mediante el intercambio de fotones que tienen un impulso que los separa?
- ¿Será posible la antimateria como combustible?
- ¿Cómo no podemos ver un fotón?
Si el fotón realmente tuviera masa, sus propiedades físicas habrían sido muy diferentes. Por ejemplo, la interacción electromagnética (mediada por el fotón) solo tendría un rango finito, en desacuerdo con los resultados experimentales.
La interacción mediada por partículas masivas con masa [math] m [/ math] se atenúa con la distancia [math] r [/ math] como [math] \ mathrm {e} ^ {- mr} [/ math] y, por lo tanto, actúa solo sobre distancias cortas. La interacción mediada por una partícula sin masa, como el fotón, no tiene este término exponencial y, por lo tanto, es una interacción de largo alcance.
Quizás te preguntes cómo queda atrapada la luz en los agujeros negros si no tiene masa. La razón por la que nada puede escapar de los agujeros negros es que dentro de ellos, la curvatura del espacio-tiempo es muy alta. Si alguna partícula intenta escapar, su trayectoria es curva de tal manera que permanece dentro del agujero negro. Esto se aplica a todo tipo de partículas, incluidas las sin masa, como los fotones. La curvatura del espacio-tiempo no se preocupa por la masa de la partícula.
Ver también: ¿Cómo pueden los fotones no tener masa y aun así tener energía dado que [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]?
Notas al pie
[1] pdgLive