Si los fotones transportan masa relativista y, por lo tanto, curvan el espacio-tiempo (es decir, ejercen una fuerza gravitacional), ¿por qué no interactúan con el campo de Higgs?

Esta pregunta lo hace un poco al revés. ¡Las cosas no interactúan con el campo de Higgs porque tienen masa, las cosas tienen masa porque interactúan con el campo de Higgs! O más precisamente, algunas cosas tienen masa en reposo porque interactúan con el campo de Higgs.

Hice hincapié en ” algunos ” porque es importante tener en cuenta que el bosón de Higgs tiene masa, pero esta masa no surge del mecanismo de Higgs. Y es posible que las partículas que componen la materia oscura tampoco obtengan su masa del mecanismo de Higgs.

También enfaticé el ” descanso ” porque es importante tener en cuenta que el mecanismo de Higgs solo es responsable de explicar la cantidad de masa que una partícula tiene en reposo, no cualquier masa que parezca ganar a alta velocidad, debido a la relatividad. De hecho, solo una pequeña fracción de la masa de materia ordinaria puede explicarse por el mecanismo de Higgs. El resto es masa relativista, debido a la alta energía de unión del núcleo.

También vale la pena señalar que el concepto de “masa relativista” ha caído un poco en desgracia con los físicos. Resulta que la teoría de la relatividad no requiere fundamentalmente un concepto de masa relativista, y usted puede hacer todos los mismos cálculos usando solo la masa restante (o “invariante”). Por lo tanto, rara vez escuchará a los físicos referirse a la masa relativista de un fotón. En general, es más fácil clasificar a los fotones como palabras sin masa sobre su energía y su impulso. Además, cuando dices: “lleva masa relativista y, por lo tanto, curva espacio-tiempo (es decir, ejerce una fuerza gravitacional)”, quiero señalar que, en la relatividad general, la gravedad no se une a la masa, sino al tensor de energía de estrés , que es una especie de combinación complicada de energía e impulso. Nuevamente, no se requiere ningún concepto de masa relativista.

¡Espero que esto ayude!

Creo que la confusión surge de la definición de “masa”. A continuación hay dos citas de Wikipedia. Si te das cuenta, parece haber una contradicción. ¿Los fotones tienen masa o no? Se encuentra en los dos fenómenos que entran en la definición de la palabra “masa”: atracción gravitacional y resistencia a ser acelerada por una fuerza.

La mayoría estaría de acuerdo en que la “atracción” gravitacional de un objeto celeste masivo puede cambiar la trayectoria de la luz. En ese sentido, los fotones tienen masa.

Los fotones tienen un impulso que puede ser experimentalmente verificable. En ese sentido, los fotones tienen masa.

Cuando el fotón no califica, la definición de masa es “resistencia a ser acelerado por una fuerza”, ya que los fotones siempre tienen la velocidad de la velocidad de la luz. Nunca están en reposo. No pierden velocidad debido a la fricción. Pero eso posiblemente podría explicarse con las ecuaciones de De Broglie y el concepto de la onda piloto.

La forma en que lo entiendo, y por favor, correctamente, si estoy equivocado, otra característica única de los fotones es la longitud de onda. Un EM de 5 khz equivale a una longitud de onda de 60 kilómetros, lo que significa que el diámetro del fotón es de 30 kilómetros en su máxima amplitud. ¿Cómo es eso para el tamaño de una partícula? Eso significaría que los fotones generalmente tienen una densidad de masa extremadamente baja, casi indistinguible del fondo.


En física, la masa es una propiedad de un cuerpo físico que determina la fuerza de su atracción gravitacional mutua hacia otros cuerpos, su resistencia a ser acelerada por una fuerza, y en la teoría de la relatividad da el contenido de masa-energía de un sistema. La unidad de masa del SI es el kilogramo (kg).


Contribuciones a la masa de un sistema

Ver también: Misa en relatividad especial y relatividad general

La energía de un sistema que emite un fotón disminuye por la energía.

del fotón medido en el marco de descanso del sistema emisor, lo que puede resultar en una reducción de la masa en la cantidad

. Del mismo modo, la masa de un sistema que absorbe un fotón aumenta en una cantidad correspondiente. Como aplicación, el balance energético de las reacciones nucleares que involucran fotones se escribe comúnmente en términos de las masas de los núcleos involucrados, y términos de la forma

para los fotones gamma (y para otras energías relevantes, como la energía de retroceso de los núcleos).

Este concepto se aplica en predicciones clave de la electrodinámica cuántica (QED, ver arriba). En esa teoría, la masa de electrones (o, más generalmente, leptones) se modifica al incluir las contribuciones de masa de los fotones virtuales, en una técnica conocida como renormalización. Tales “correcciones radiativas” contribuyen a una serie de predicciones de QED, como el momento dipolar magnético de los leptones, el desplazamiento de Lamb y la estructura hiperfina de los pares de leptones unidos, como el muonio y el positronio.

Como los fotones contribuyen al tensor de tensión-energía, ejercen una atracción gravitacional sobre otros objetos, de acuerdo con la teoría de la relatividad general. Por el contrario, los fotones se ven afectados por la gravedad; sus trayectorias normalmente rectas pueden ser dobladas por el espacio-tiempo deformado, como en la lente gravitacional, y sus frecuencias pueden reducirse moviéndose a un potencial gravitacional más alto, como en el experimento Pound-Rebka. Sin embargo, estos efectos no son específicos de los fotones; se predecirían exactamente los mismos efectos para las ondas electromagnéticas clásicas.


¿Cuál es la masa de un fotón?