Si un fotón es una partícula, ¿cómo puede su masa en reposo ser cero?

Es porque, en mecánica cuántica, la masa es solo una propiedad posible de una partícula. Por ejemplo, las partículas también pueden tener carga, color o encanto, pero no están poseídas por todos los tipos de partículas.

En el caso del fotón, es una partícula elemental (lo que significa que, hasta donde sabemos, no se puede dividir en partículas más pequeñas). Mientras que un fotón no tiene masa ni carga, sí tiene spin (valor 1, lo que lo convierte en un bosón).

El significado cotidiano del “sentido común” de varias palabras, incluido el de partícula, es engañoso en el contexto de la mecánica cuántica. En el modelo estándar, la partícula tiene un significado estrecho y bien definido. Si lo desea, consúltelos como “partículas cuánticas”.

Debo agregar que el “sentido común” o las nociones intuitivas a menudo son engañosas cuando se aplican a conceptos en mecánica cuántica o, en realidad, a la relatividad.

Los fotones no pueden descansar, por lo que el concepto de masa en reposo no se aplica realmente a ellos. Las teorías alternativas tienen fotones que tienen un término que se comporta como una masa, lo que da lugar a la idea muy avanzada de un “fotón masivo”. Independientemente de lo que cualquier teoría pueda predecir, aún es necesario verificar sus predicciones haciendo un experimento. El problema es que nadie ha podido pensar en un experimento que establezca que la masa de fotones en reposo sea exactamente cero. Se ha establecido indirectamente un límite superior para la masa de fotones de 7 × 10−17 eV.

Sin embargo, una masa distinta de cero introduciría nuevos ‘comportamientos’ que (todavía) no hemos observado. Hasta ahora, suponer que Mrest = 0 para fotones no ha hecho daño al corpus de predicciones de conocimiento y teorías.