Czy fotony mogłyby być szybsze?

Pytanie

Pyta Krzysiek

Co stoi na przeszkodzie, aby fotony poruszały się szybciej, niż prędkość światła, skoro nie posiadają masy ?

Odpowiedź

Odpowiada prof. Marek Demiański

To dość intrygujące pytanie. Foton jest niezwykłą cząstką, właściwie jedyną w swoim rodzaju. Tak, masa spoczynkowa fotonu jest równa zero (obecne ograniczenia eksperymentalne to m < 10^-51 g!). Zgodnie z szczególną teorią względności foton „od urodzenia” porusza się z prędkością światła. Foton nie posiada ładunku elektrycznego, ale oddziałuje z naładowanymi cząstkami i to jest praktyczna metoda pozwalająca zmieniać jego energie. Dla cząstek o zerowej masie spoczynkowej istnieje prosty algebraiczny związek między energią i pędem E(energia)=p(pęd)c(prędkość światła). Zmiana energii fotonu jest kompensowana przez odpowiednią zmianę pędu, ale prędkość fotonu pozostaje równa prędkości światła. Można powiedzieć, że ten fakt, iż fotony poruszają się z prędkością światła jest konsekwencją podstawowych zasad szczególnej teorii względności.