Warum können masselose Teilchen die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten?

Question

Warum können masselose Teilchen die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten?

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Warum können masselose Teilchen die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten?

Wenn ein Photon keine Masse hat, warum hat es dann keine unendliche Geschwindigkeit? [Duplikat]
Ist das Photon eine Ausnahme von der Speziellen Relativitätstheorie?
Lichtmasse und m(v)=m0/1−v2/c2−−−−−−−−√m(v)=m0/1−v2/c2m(v) = m_0/\sqrt{1 - v^ 2/c^2}
Warum ist es akzeptabler anzunehmen, dass sich Photonen mit der universellen Geschwindigkeitsgrenze bewegen, anstatt sich ihr zu nähern?
Warum gilt der Lorentzfaktor nicht für die relativistische Masse, wenn wir ihn auf Photonen anwenden? [Duplikat]
Auswirkungen von Reisen größer als Lichtgeschwindigkeit [geschlossen]
Wenn Photonen am Ende eine winzige Masse haben, sagen wir 10−54 kg10−54 kg10^{-54}~\rm kg, wie groß wäre dann die universelle Geschwindigkeit masseloser Teilchen?
Soll das Photon Masse haben?
Relativistische Masse des Photons [Duplikat]
Woher wissen wir, dass Licht nicht schneller reisen kann als es tut?

Lubos Motl · Answer 1

Es bedeutet nur, dass ein Teilchen masselos ist. Für eine allgemeine Bewegung eines Teilchens im Vakuum die Ruhemasse $m_0$ erfüllt

m_{0}^{2} c^{4} = E^{2} - p^{2} c^{2}

$m_0^2 c^4 = E^2-p^2 c^2$ Wenn die linke Seite Null ist, folgt daraus

E = | p | c

$E=|p|c$ was bedeutet, dass der Energie-Impuls-Vektor null (lichtartig) ist. Allgemein kann die Geschwindigkeit aus der Richtung des Energie-Impuls-Vektors als berechnet werden

v = p c^{2} / E

$v=pc^2/E$ und es ist gleich

v = c

$v=c$ wenn obige Formel erfüllt ist. Masselose Teilchen können sich nicht nur nicht schneller als Licht bewegen; Sie können sich auch nicht langsamer als Licht bewegen. Die masselosen Teilchen müssen sich exakt mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Das generelle Fehlen jeglicher Signale, die sich schneller als Licht bewegen, wird von der speziellen Relativitätstheorie gefordert; ein Signal oder Teilchen, das sich schneller als Licht bewegen würde, wäre (aus Sicht eines anderen Inertialsystems) äquivalent zu einem Signal oder Teilchen, das sich zeitlich rückwärts bewegt, was zu logischen Widersprüchen führen würde (Großvater töten, bevor er Ihre Großmutter traf usw .).

Ich denke, Ihre Antwort ist nur nach klassischem Denken richtig ... die modernere Antwort wäre meiner Meinung nach: "Sie müssen sich mit der Geschwindigkeit des geringsten Widerstands bewegen, die auf die Quantenfluktuationen in ihrem System in Bezug auf die ungewisse Energieeinführung aus höheren Dimensionen lokalisiert ist . '
Lieber Jay, es gibt nichts Klassisches an dem Argument, an Energie, an Impuls oder an der Ruhemasse. All dies sind quantenmechanische Standardobservable, und meine Antwort war die aktuelle Antwort der Quantenteilchenphysik. Höhere Dimensionen können Details der Teilchenphysik beeinflussen oder nicht, aber sie berühren diese elementare Frage nicht.

ARITRO MUKHERJEE · Answer 2

Um ganz einfach zu sein.... Ein Teilchen hat eine bestimmte Masse und nimmt eine bestimmte Dimension im Raum an. Wir KÖNNEN kein Teilchen mit Masse=0 definieren.

Aritro, du bist neu hier, aber du musst erkennen, dass es hier viele Physiker gibt, die wissen, dass es ein Teilchen mit Nullmasse geben kann, das bekannteste heißt Photon und demonstriert den sogenannten Welle/Teilchen-Dualismus. Elementarteilchen sind, soweit wir messen konnten, ohnehin dimensionslos.

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Lubos Motl

Jay

Lubos Motl

ARITRO MUKHERJEE

anna v