A afirmação de que a massa restante de um fóton é zero não é uma conseqüência apenas da mecânica quântica. É uma propriedade fundamental de fótons que surge da relatividade especial e da teoria do campo quântico. Vamos quebrá -lo:

1. Relatividade especial:

* Relação energética-momento: A relatividade especial de Einstein estabeleceu a famosa equação E² =(mc²) ² + (PC) ², onde E é energia, m é massa, C é a velocidade da luz e P é o momento.
* Os fótons sempre viajam na velocidade da luz: Os fótons são partículas sem massa, o que significa que sempre viajam na velocidade da luz. Esta é uma propriedade fundamental dos fótons, não algo derivado da mecânica quântica.
* Zero Rest Mass: Se um fóton tivesse massa de descanso (m ≠ 0), sua energia seria infinita porque sua velocidade é sempre c. Como observamos fótons com energia finita, eles devem ter massa de descanso zero.

2. Teoria do campo quântico:

* Campos quânticos: Na teoria do campo quântico, os fótons são descritos como excitações do campo eletromagnético. Esse campo é quantizado, o que significa que sua energia só pode vir em pacotes discretos chamados fótons.
* excitações sem massa: O campo eletromagnético, conforme descrito na teoria do campo quântico, é um campo sem massa. Portanto, suas excitações (fótons) também não têm massa.

em resumo:

A massa zero de descanso de fótons não é uma conseqüência da mecânica quântica, mas uma propriedade fundamental que surge da combinação de relatividade especial e teoria do campo quântico. É resultado de sua natureza única como partículas sem massa que sempre viajam na velocidade da luz e são excitações de um campo sem massa.

Nota importante: Enquanto a massa restante de um fóton é zero, ele ainda tem energia e momento, que estão relacionados à sua frequência e comprimento de onda. Isso ocorre porque os fótons não são partículas estacionárias; Eles estão sempre se movendo na velocidade da luz.