光有质量吗?我们能否称量光?物理学家带你探索光子的秘密( 五 )

图解:用费曼图表示的正电子-负电子湮灭 。

在经典电磁理论中 , 光的能量是E , 动量是p , 它们之间的关系是E = pc 。 量子力学引入了这样一种观点:光可以被看作是一种“粒子”的集合:光子 。 即使光子不能静止 , 所以静止质量的观点不能真的适用于他们 , 但我们肯定能把光的“粒子”带入折叠方程(1) , 只要考虑到它们没有静止质量 。 那样 , 方程 (1)给出了光的正确表达式 , E = pc , 而且没有任何损失 。 方程(1)现在能够应用于物质的粒子和光的“粒子”了 。 它现在可以作为一个完全通用的方程来使用 , 这使得它非常有用 。

有没有任何实验证据表明光子的静止质量为零?

可供选择的光子理论包括一个表现为质量的术语 , 引起了一种非常先进的观点“大质量光子” 。 如果光子的静止质量是不为零的 , 那么量子电动力学将“陷入困境” , 这主要是因为损失了规范不变性 , 这将使它不可重整 。 同样 , 电荷守恒不再是绝对的保证 , 就像光子的静止质量为零一样 。 但是 , 不管任何理论预测了什么 , 仍然有必要通过实验来验证这个预测 。

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