Har en foton massa, trots att den saknar vilomassa?

Jag tänker argumentera för att en foton har massa, trots avsaknad av vilomassa, så jag skulle önska höra motargument om detta är fel.

Mitt första argument för är att en foton har energi, och enligt mass-energi-ekvivalensen så har den då också massa.
https://en.wikipedia.org/wiki/Mass%E...gy_equivalence

Fotoner bidrar även till massan som man kan väga på en vanlig våg om man teoretiskt försluter dessa fotoner i en låda med perfekta speglar.
Samma länk som ovan, citerar:

"In a similar manner, even photons (light quanta), if trapped in a container space (as a photon gas or thermal radiation), would contribute a mass associated with their energy to the container. Such an extra mass, in theory, could be weighed in the same way as any other type of rest mass. This is true in special relativity theory, even though individually photons have no rest mass. The property that trapped energy in any form adds weighable mass to systems that have no net momentum is one of the characteristic and notable consequences of relativity. It has no counterpart in classical Newtonian physics, in which radiation, light, heat, and kinetic energy never exhibit weighable mass under any circumstances."

Samt:

"In relativity, all the energy that moves with an object (that is, all the energy present in the object's rest frame) contributes to the total mass of the body, which measures how much it resists acceleration. Each bit of potential and kinetic energy makes a proportional contribution to the mass. As noted above, even if a box of ideal mirrors "contains" light, then the individually massless photons still contribute to the total mass of the box, by the amount of their energy divided by c2."

Sedan tänker jag på fenomenet "radiation pressure" som driver solsegel(och den där EM-drive/RF resonant cavity thruster som det talades mycket om). Dock så kan jag här ha missuppfattat fenomenet "momentum" när vi talar om relativitetsfysik då det inte verkar vara kopplat till massa. Jag är osäker.
https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure
Där står det:
"Although photons are zero-rest mass particles, they have the properties of energy and momentum, and thus exhibit the property of mass as they travel at light speed."

Här kommer även koncept som "relativistisk massa" in, som är proportionerligt till dess momentum. Det talar nog mot att fotoner har massa då momentum inte verkar kräva massa i relativistisk fysik. Men enligt https://en.wikipedia.org/wiki/Energy...entum_relation och https://en.wikipedia.org/wiki/Mass%E...gy_equivalence så kommer jag ändå tillbaka till samma slutsats att de bör ha massa.

Jag hittar även indikationer på att fotoner har ett gravitationsfält. Har inga stensäkra källor utan endast svar från forum och dyl..
https://physics.stackexchange.com/qu...itational-pull
http://www.physlink.com/education/askexperts/ae406.cfm
https://www.quora.com/How-does-a-pho...itational-pull
https://www.physicsforums.com/thread...ravity.442266/

Även, enligt GR så "uppkommer" gravitation av https://en.wikipedia.org/wiki/Electr...3energy_tensor vilken tydligen inte är 0 när det kommer till fotoner.

Även, vikten på radioaktivt material minskar proportionerligt till mängden energi denna avger i form av fotoner.

Sist, att de kan ha massa trots ljusets hastighet förklarar jag bort med att de aldrig accelererar.

Ja, det är ungefär där jag står. Jag tror att fotoner har massa, trots avsaknad av vilomassa, men andra jag stött på på forumet har argumenterat emot detta, så jag är osäker på om jag har missat någon pusselbit.

Någon som kan ställa detta till rätta?

Vad jag har förstått med mina begränsade kunskaper är det just avsaknaden av vilomassa som gör att fotonen kan röra sig i ljusets hastighet. Denna avsaknad av vilomassa ska tydligen bero på att fotoner inte interagerar med higgs-fältet. Om fotonen inte interagerar med higgs-fältet, förstår jag inte hur fotonen skulle kunna ha någon massa annan än den som uppstår genom den relativistiska effekten av energi och momentum.

Det är just denna relativistiska massa som ger oss gravitational lensing, vilket ju mycket riktigt visar oss att den relativistiska massan ger upphov till gravitation.

Men ska jag vara ärlig tror jag att jag kommer lära mig mer av den här tråden än någon kommer lära sig av mig.

Gammastrålning fick jag aldrig riktigt någon förståels för, annat än att den uppstår när en alfa- eller betapartikel avgivits och detta lämnar kärnan i ett exciterat tillstånd, vilket gör att den extra energin avges i form av en foton. Återigen är vi tillbaks till sambandet mellan energi och massa.

Det där är nåt jag inte köper heller. Liten massa är liten men skiljd från noll. Noll massa borde betyda noll energi i min bok och energilösa är då fotoner inte.

Vaddå "inte agera med Higgsfältet"? Fotoner avger väl den fotoelektriska effekten just för att de interagerar med atomer?

http://www.fnal.gov/pub/science/inqu...iggs_mass.html

Men jag har ingen aning om varför fotonen inte interagerar med higgs-fältet. Någon annan kan säkert förklara det bättre än jag. Kanske interagerar fotonen med higgs-fältet utan att någon massa uppstår. Annars borde vi ju tvingas addera denna massa till den relativistiska massan.

Varför har Higgsfältet med saken att göra? Det binder väl elektronen till protonen i väte och därför finns atomer? Det är inte vanligt att jag har fel, det är väldigt vanligt.

Oj, jag forskade vidare på det där med Higgsfältet och fotoninteraktion. Och nej, tydligen så interagerar det inte med det "vanliga" Higgsfältet, däremot med någonting i detta fältet som kallas "Higgs doublet". Vad nu det betyder. Jag får forska vidare här.
https://physics.stackexchange.com/qu...he-higgs-field

En annan uttrycker det som "Photons don’t interact (much) with the Higgs because the Higgs is electrically neutral."
https://www.quora.com/Why-dont-photo...he-Higgs-Field

Jag har tidigare gett mig på att försöka lära mig om Higgsfältet från Susskind, men jag behöver nog uppdatera mig lite.
https://www.youtube.com/watch?v=k_A30TmwuIg

Så, jag kan inte direkt säga bu eller bä om huruvida en foton har massa eller inte utifrån dess interaktion med Higgsfältet, för det verkar som att det i alla fall finns någon interaktion, även om den inte är "stor", eller interagerar med den "vanliga" delen.

Gravitionell lins beror såvitt jag förstår inte på massan i fotonen, utan gravitation skulle även verka på totalt masslösa saker eftersom det är rummet i sig som är krökt. Jag hade ett liknande argument i en annan tråd där jag argumenterade för att en foton ändrar våglängd (energi) beroende på om den är i ett starkt eller svagt gravitationsfält (där den potentiella energin i gravitationsfältet övergår till kinetisk energi(tror jag) i momentumet), men då argumenterade någon för att det ju är tiden som förändras i starka och svaga gravitationsfält, och det köper jag.

Däremot verkar det som om gravitation uppkommer från denna mekanismen som jag inte kan så mycket om som jag nämnde i TS, https://en.wikipedia.org/wiki/Electr...3energy_tensor och denna ska tydligen inte vara noll för fotoner, alltså så ska fotoner i sig själva ge upphov till gravitation, om mina källor stämmer.

Ja, jag landar också i sambandet mellan massa och energi, så jag hoppas också att få lära mig något här, för jag kan se bägge sidors argument, men jag har inte kunskap nog att dementera någon sida helt och hållet.


Jepp, så resonerar jag med!


Jag vill inte säga för mycket här då jag inte är helt säker på vad du menar, och det jag citerade ovan i svar berör detta lite, men den fotoelektriska effekten har ju med interaktion mellan fotoner och elektroner att göra, och menar du att den interaktionen påvisar att fotoner interagerar med Higgsfältet så förstår jag inte riktigt argumentet. Dock kan jag inte heller här säga att det är fel heller eftersom mina källor säger att en foton interagerar med Higgsfältet "lite", fast inte med det "vanliga" Higgsfältet.
Vad det innebär för den fotoelektriska effekten vet jag inte, men den fotoelektriska effekten i sig har endast faktorer för frekvens gällande fotonens energi, så det är endast en energiöverföring.


Nae, du tänker på den svaga kärnkraften. Higgsmekanismen förklaras populärvetenskapligt som ett fält som binder mer eller mindre till partiklar där en större bindning ger en större tröghet vilket ger upphov till själva massan i sig.

Det är en definitionsfråga. När man talar om en partikels massa menar man vanligen dess vilomassa och inte den relativistiska massan som inkluderar rörelseenergin. Håller man sig till den definitionen har fotonen massan noll.

Så, eftersom en foton aldrig kan vara i vila, så har alla fotoner massa, trots att de saknar vilomassa?
"Relativistisk massa" ska tydligen idag istället tillskrivas vara "Istället föredrar många att se massa som en lorentzinvariant storhet, som är..." och sen matte som säger att denna beror på energi, vilket fotoner har och rörelsemängd, vilket fotoner har. Så ja, en foton har massa trots avsaknad av vilomassa?
https://sv.wikipedia.org/wiki/Vilomassa (där står om den nuvarande definitionen av relativistisk massa)

De har en relativistisk massa om de nu inte har frekvensen noll, men jag vet inte om man kan säga att en sådan foton existerar.

Då är jag med. Om det du säger stämmer så var detta ett otroligt enkelt missförstånd från min sida. Jag har alltid trott att "massa" då syftar till "relativistisk massa", eller det som vi mäter med en våg, medans i fysik så är det alltså vilomassan man menar när man säger "massa".
Om så så var det här jättedumt då jag bara missuppfattat definitionen av "massa".

Edit. Har jag förstått det rätt då, att i vanligt tal när man pratar om "massa" så menar man "relativistisk massa" då man talar om den totala energin i objekt som man väger/mäter, medans i fysik så refererar man till vilomassan när man talar om massan? Jag trodde som sagt att det var den relativistiska massan man refererade till, och vilomassan särskilde man genom att kalla denna gör just "vilomassa".

Om så så borde denna tråden legat i "snabba frågor..." istället. Jag är föreställer mig dock att det är fler som gör detta misstaget då många inte tror att ljus som då inte är i vila, faktiskt har mätbar då relativistisk massa, vilket i vardagligt tal är "massan".

Stämmer detta?

Dock så säger inte denna detta, så jag gissar på att särskillnaden i terminologi är inom just relativistisk fysik?
https://sv.wikipedia.org/wiki/Massa

I och med att det för det mesta spelar så liten roll är man nog i allmänhet rätt slarvig med exakt vad man menar, och har det betydelse får man specificera extra. Ta om du skall ange massan på en bil. De flesta skulle nog säga att det är massan när bilen som står stilla man skall använda, dvs vilomassan. Men även när bilen står stilla har atomerna termisk rörelseenergi, ändå skulle få säga att man måste kyla bilen till noll Kelvin för att få den riktiga vilomassan, så det är lite av en hybrid man intuitivt använder.

Just i partikelfysik där man rutinmässigt har partiklar som rör sig nära ljushastighet är man mer noga med att använda vilomassa.