1. Relatività speciale:
* Relazione di energia momentum: La relatività speciale di Einstein ha stabilito la famosa equazione e² =(mc²) ² + (PC) ², dove E è energia, m è in massa, C è la velocità della luce e P è slancio.
* I fotoni viaggiano sempre alla velocità della luce: I fotoni sono particelle senza massa, il che significa che viaggiano sempre alla velocità della luce. Questa è una proprietà fondamentale dei fotoni, non qualcosa derivato dalla meccanica quantistica.
* Zero Rest Mass: Se un fotone avesse una massa a riposo (m ≠ 0), la sua energia sarebbe infinita perché la sua velocità è sempre c. Dal momento che osserviamo i fotoni con energia finita, devono avere una massa a riposo zero.
2. Teoria dei campi quantistici:
* Campi quantistici: Nella teoria dei campi quantistici, i fotoni sono descritti come eccitazioni del campo elettromagnetico. Questo campo è quantizzato, il che significa che la sua energia può presentarsi solo in pacchetti discreti chiamati fotoni.
* Eccitazioni senza massa: Il campo elettromagnetico, come descritto nella teoria dei campi quantistici, è un campo senza massa. Pertanto, anche le sue eccitazioni (fotoni) sono senza massa.
In sintesi:
La massa a riposo zero dei fotoni non è una conseguenza della sola meccanica quantistica, ma una proprietà fondamentale che deriva dalla combinazione di relatività speciale e teoria dei campi quantistici. È il risultato della loro natura unica come particelle senza massa che viaggiano sempre alla velocità della luce e sono eccitazioni di un campo senza massa.
Nota importante: Mentre il resto della massa di un fotone è zero, ha ancora energia e slancio, che sono correlati alla sua frequenza e lunghezza d'onda. Questo perché i fotoni non sono particelle stazionarie; Si muovono sempre alla velocità della luce.
