¿Cómo puede [matemática] E ^ 2 = (mc ^ 2) ^ 2 + (pc) ^ 2 [/ matemática] posiblemente solicitar un fotón si se supone que [matemática] m = 0 [/ matemática] para un fotón, cuando un fotón tiene masa intrínseca mientras está en movimiento?

La m en la ecuación se convierte en 0. El término [matemática] mc ^ 2 [/ matemática] se convierte en 0. No hay masa intrínseca mientras está en movimiento.

Lo que puede confundirte es que un fotón aún puede tener impulso. Esto se hace sin tener masa. Tradicionalmente, usted pensaría que el término [math] (pc) ^ 2 [/ math] también debería ser 0. ¿Sabía que [math] p = mv [/ math] seguramente se convierte en 0 también?

No exactamente

[matemática] p = mv [/ matemática] es una aproximación de la ecuación relativista [matemática] p = [/ matemática] [matemática] mv / ([/ matemática] [matemática] 1-v ^ 2 / c ^ 2) [ /matemáticas]. ¿A qué velocidad viaja la luz? Es [matemáticas] c [/ matemáticas]. Esto significa que el momento es [matemática] mv / (1-c ^ 2 / c ^ 2) [/ matemática] o [matemática] mv / (1-1) [/ matemática] y para cualquier matemático las campanas de alarma comienzan a sonar. No puedes dividir por cero. No importa que [matemática] m = 0 [/ matemática] todavía no sea un resultado válido. Esto significa que nuestra ecuación habitual para el impulso no funciona para los fotones.

Usamos una ecuación diferente para el impulso de partículas sin masa que para aquellos con masa.

[matemáticas] p = h / \ lambda [/ matemáticas]

Esto aquí relaciona la longitud de onda del fotón con su impulso a través de la constante de Planck.

Los fotones no tienen masa intrínseca, ya sea en movimiento o detenidos como parte de un “campo cercano” alrededor de otro objeto. Más bien, la fórmula que citó simplemente explica que la energía contenida en un fotón se puede convertir en una cierta cantidad de masa, o impartir una cierta cantidad de impulso a otra partícula con masa, en las condiciones adecuadas. Esas condiciones requieren:

1. Que el fotón interactúe con otra partícula (incluso otro fotón) de tal manera que instigue la creación espontánea de nuevas partículas con masa, o;
2. Que la energía del fotón sea absorbida por una partícula capaz de interactuar con bosones medidores (es decir, partículas con masa), como los fotones que golpean la superficie de una vela solar que se utiliza para impulsar una nave espacial.

No creo que encuentres muchos libros de texto hoy en día que digan que la luz tiene masa. Hay una interpretación más antigua de la expresión que citó, que habla de “masa relativista”, pero se ha dejado de usar principalmente porque confunde más de lo que ayuda a comprender. Así que ahí está tu respuesta más simple 🙂

Sin embargo, la luz lleva impulso, como se muestra fácilmente usando algo barato y divertido como un radiómetro, que girará si enciende una luz sobre él:

Una de las reglas del universo parece ser que si algo tiene una masa distinta de cero, no puede moverse a la velocidad de la luz. (Esta es la razón por la cual la mayoría de los físicos eran muy escépticos sobre el anuncio de neutrinos ftl hace unos años, porque las observaciones de oscilación de neutrinos ya nos habían demostrado que los neutrinos tienen masa)

Además, el estado actual del universo parece favorecer las partículas más ligeras, por lo que toda la materia está hecha de electrones, neutrinos, quarks arriba, quarks abajo, gluones y fotones.

¿Cómo puede E² = (mc²) ² + (PC) ² posiblemente solicitar un fotón si se supone que m = 0 para un fotón, cuando un fotón tiene masa intrínseca mientras está en movimiento?

Creo que el problema aquí es que, en la relatividad especial, la palabra “masa” aparentemente ha cambiado su significado en algún momento en las últimas décadas.

Cuando estaba aprendiendo sobre la relatividad especial hace muchas décadas ,
dijimos

E = m c ².

Un objeto podría tener masa en reposo, y si estaba en movimiento en algún sistema de coordenadas en consideración, entonces en ese sistema de coordenadas había agregado masa porque había agregado energía cinética.

Pero ahora, al parecer, se ha adoptado una nueva terminología
en el que la palabra “masa” significa “masa en reposo”. Si un objeto está en movimiento en algún sistema de coordenadas, entonces, por supuesto, todavía tiene energía cinética agregada, pero esa energía agregada no implica una adición a lo que se llama “masa” en la terminología más reciente.

En la vieja terminología, uno podría haber escrito

E² = ( m c ²) ² = ( m ₀ c ²) ² + ( p c ) ²,

y por lo tanto

m ² = m ₀² + ( p / c ) ²,

en el que m ₀ representaba la masa en reposo.

Hoy en día, no se molestan con lo que solíamos llamar “masa”, o la antigua definición de m , principalmente porque el concepto no es muy útil y tiende a generar confusión del tipo ejemplificado por la pregunta.

Es confuso saber que los fotones reales tienen un momento medido real, se ven afectados por la gravedad al igual que otras partículas con masa, pueden dispersarse … luego, matemáticamente, requieren que no tengan masa. Eso parece directamente extraño y completamente irreal. MC Physics (.org) ofrece una teoría alternativa basada en monocargos en un documento de viXra:

vixra .org / pdf / 1609.0359v1.pdf

titulado “Física MC: modelo de un fotón real con estructura y masa”

m = 0, entonces E = pc. ¿Dónde está el problema? “Tiene masa intrínseca mientras está en movimiento” es probablemente algo que alguien ha dicho porque se aferró a la noción de equivalencia masa-energía. Es una tontería inútil. No tienen masa. Masa y energía no son equivalentes. La ecuación que cita es la respuesta.

Porque tiene un impulso distinto de cero.

El impulso viene dado por p = E / c

o en QM [matemáticas] p = \ hbar k [/ matemáticas]