Un articoletto divulgativo sulla massa e fotone, INFN.
La fisica delle particelle non ha alcuna difficoltà a descrivere particelle massive e particelle prive di massa. Il fotone appartiene a questa ultima categoria, insieme ad altri illustri candidati quali i gluoni, che sono i mediatori della forza forte. Per una particella qualunque, la famosa relazione di Einstein deve scriversi con un termine aggiuntivo, ossia E2 = m2 c4 + c2 p2, dove il simbolo p rappresenta l'impulso della particella ed è una grandezza proporzionale alla velocità di quest'ultima. Ora, nel caso di particelle massive, si può pensare di studiarla a riposo, quindi p=0, e la relazione per l'energia si riduce a E=mc2. Nel caso di particelle prive di massa, dobbiamo porre m=0 nella precedente equazione ed ottenere pertanto E = c p. Per i fotoni p non può mai essere nullo, altrimenti dovremmo giustificare il fatto che le onde elettromagnetiche non si propagano nel vuoto, cosa smentita dagli esperimenti; inoltre, sempre dagli esperimenti, sappiamo che il fotone deve necessariamente muoversi alla velocità della luce (e questa cosa resta vera anche per altre particelle prive di massa). Ne segue che un fotone trasporta energia pur non avendo una massa. Cosa poi sia realmente un fotone non lo sa nessuno; il dualismo onda-particella a cui si fa riferimento nella domanda è sostanzialmente dovuto al fatto che, in determinare circostanze, il fotone può essere descritto al pari di una particella (esperimenti di urto) o di un'onda (esperimenti di interferenza); dobbiamo immaginarcelo cosi, un pò onda e un pò particella, ma sempre senza massa .
Davide Meloni, fisico
scienzapertutti.infn.it/chiedi-allesperto/tutte-le-risposte/1859-0412-massa-e-luce
Avogrado, forse qui potresti porre le tue domande, ci sono fisici divulgatori molto in gamba.
Shalom
[Modificato da barnabino 06/01/2020 15:32]
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