1. Relatividad especial:
* Relación energética-momentum: La relatividad especial de Einstein estableció la famosa ecuación E² =(MC²) ² + (PC) ², donde E es energía, M es masa, c es la velocidad de la luz y p es el momento.
* Los fotones siempre viajan a la velocidad de la luz: Los fotones son partículas sin masa, lo que significa que siempre viajan a la velocidad de la luz. Esta es una propiedad fundamental de los fotones, no algo derivado de la mecánica cuántica.
* masa de descanso cero: Si un fotón tuviera una masa de descanso (M ≠ 0), su energía sería infinita porque su velocidad siempre es c. Como observamos fotones con energía finita, deben tener cero reposo masa.
2. Teoría de campo cuántico:
* campos cuánticos: En la teoría del campo cuántico, los fotones se describen como excitaciones del campo electromagnético. Este campo se cuantifica, lo que significa que su energía solo puede venir en paquetes discretos llamados fotones.
* Excitaciones sin masa: El campo electromagnético, como se describe en la teoría del campo cuántico, es un campo sin masa. Por lo tanto, sus excitaciones (fotones) también son sin masa.
En resumen:
La masa de reposo cero de los fotones no es consecuencia de la mecánica cuántica sola, sino una propiedad fundamental que surge de la combinación de relatividad especial y teoría de campo cuántico. Es el resultado de su naturaleza única como partículas sin masa que siempre viajan a la velocidad de la luz y son excitaciones de un campo sin masa.
Nota importante: Si bien la masa de resto de un fotón es cero, todavía tiene energía e impulso, que están relacionados con su frecuencia y longitud de onda. Esto se debe a que los fotones no son partículas estacionarias; Siempre se están moviendo a la velocidad de la luz.
