Strona głównaPytania → Masa fotonu (raz jeszcze)

Masa fotonu (raz jeszcze)

Pytanie

Pyta Michał

Mam pytanie dotyczące masy fotonu. Czytając na różnych stronach internetowych nie otrzymywałem jednoznacznej odpowiedzi. Na jednym wykładzie na UW usłyszałem, że foton ma bardzo małą masę, a w stanie spoczynku równą 0. Wśród pytań na stronie znalazłem fragment gdzie jest napisane, że według wzoru na energię $E=mc^2$ można stwierdzić, że foton ma masę. Chciałbym się dowiedzieć o co chodzi z tą masą i czy ewentualnie można stwierdzić, że światło ma masę?

Odpowiedź

Odpowiada dr Marcin Badziak

Zgodnie z obecnym stanem wiedzy foton jest bezmasowy. Oczywiście eksperymentalnie nie da się czegokolwiek zmierzyć całkowicie dokładnie, więc w praktyce znane jest tylko górne ograniczenie na masę fotonu i jest ono rzędu $10^{-18}$ eV (czyli około $10^{23}$ razy mniej niż masa elektronu). Z ograniczeń astrofizycznych to ograniczenie na masę fotonu jest jeszcze silniejsze, rzędu $10^{-27}$ eV.

Mimo że foton jest bezmasowy, to posiada on energię. Wzór $E=mc^2$ w tym przypadku nie oznacza, że foton ma masę, lecz że jego energia może być zamieniona na powstanie cząstek posiadających masę. Najbardziej znanym przykładem takiej konwersji jest zamiana fotonu na parę elektron-pozyton, która może mieć miejsce jeśli foton ma energię przekraczającą dwie masy spoczynkowe elektronu, czyli w przybliżeniu energię powyżej 1 MeV.