Por supuesto, también podría ocurrir con el fotón. Los físicos experimentales y los astrofísicos sondean constantemente la masa de fotones y continúan estableciendo límites superiores cada vez más estrictos. Si busca en la literatura “límites experimentales en la masa de reposo de fotones” o frases similares, obtendrá toneladas de visitas.
Sin embargo, las dos situaciones son bastante diferentes.
No existe una razón técnica a priori para que el neutrino no tenga masa. Se suponía que no tenía masa porque solo observamos los llamados neutrinos zurdos. Esta “mano” relaciona la dirección del vector de rotación del neutrino con su vector de velocidad. Para un neutrino zurdo, el vector de giro apunta en la dirección opuesta a su vector de velocidad. Pero aquí está la cosa … si los neutrinos son más lentos que la luz, entonces, en principio, podrías correr más rápido que el neutrino y mirar hacia atrás; desde su perspectiva, su vector de velocidad ahora apunta en la dirección opuesta, pero el vector de giro no. Entonces, lo que es un neutrino zurdo para los demás es un neutrino diestro para usted. Como vemos neutrinos con todo tipo de energías provenientes de todo tipo de lugares, deberíamos ver neutrinos diestros entre ellos. Nosotros no … lo que tiene sentido si solo existen neutrinos zurdos y viajan a la velocidad de la luz, por lo que no puedes correr más rápido que ellos y mirar hacia atrás. Esto habría explicado claramente la habilidad de los neutrinos.
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Excepto que los neutrinos vienen en tres sabores (electrón, muón, tau). Y, como descubrimos, estos sabores se mezclan. Un neutrino que comienza su vida como un neutrino electrónico en el Sol puede ser detectado como un neutrino muón aquí en la Tierra. El modelo matemático más fácil para este fenómeno observado es en forma de una “matriz de mezcla de masa”, pero la existencia de esa matriz implica que los neutrinos deben ser masivos.
Por cierto, todavía no sabemos cuán masivos son, y de hecho, ¡uno de los tres estados de masa puede, de hecho, seguir sin masa! Lo único que sabemos de estas observaciones y experimentos son las tasas de mezcla de neutrinos, que nos permiten establecer algunos límites en las diferencias entre los estados de masa, pero eso es todo.
Nada de esto se aplica a los fotones. No hay sabores de fotones. No hay mano de fotones. Por lo tanto, no hay indicación de una manera u otra de que el fotón podría ser masivo. Además, mientras que la teoría es algo agnóstica para las masas de neutrinos (podemos poner las masas de neutrinos en la teoría “a mano” y la teoría sigue siendo sensible) la falta de masa de los fotones es una característica esencial de la teoría, ya que esto representa lo que se conoce como ininterrumpido. U (1) parte del grupo de simetría electrodébil.
Por supuesto, solo porque nuestra teoría necesita un fotón sin masa no evitaría que la Naturaleza los dote de masa. En ese caso, tendríamos que buscar una teoría mejor. Pero en base a los éxitos de la teoría, y en los límites superiores muy estrictos que existen en la masa de fotones en reposo, digo que es una apuesta bastante segura de que el fotón realmente no tiene masa.
