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?

Erstens bin ich kein Experte, also tut es mir leid, wenn ich etwas durcheinander bringe, aber ich habe versucht, so viel wie möglich zu recherchieren, bevor ich das frage.

Während es also ziemlich akzeptiert wird, dass Photonen masselos sind (trotz dieser Frage glaube ich, dass dies wahr ist), wissen wir auch, dass es möglich ist, dass es nur eine sehr, sehr, sehr kleine Masse haben könnte. Ich finde 10 − 54   k G ist derzeit die maximal mögliche Grenze, die es haben könnte.

Meine Frage ist also, wenn das Photon am Ende Masse hat, welche Auswirkung hätte das dann auf den Wert von C ? Ist es möglich, die neue C könnte unendlich oder fast unendlich sein? Oder ist es wahrscheinlicher, dass es nur geringfügig schneller ist als ein Photon?

Zweitens, welche Auswirkungen hätte dies auf die Expansion des Universums? Wir wissen, dass sich das Universum aufgrund dessen, was wir über die Raumzeit wissen, schneller ausdehnt, als das Licht mit ihm Schritt halten kann. Gäbe es irgendeine mögliche Korrelation zwischen diesem neuen C und diese Erweiterung?

Edit: Und zur Verdeutlichung, wenn ich mich auf das Neue beziehe C , ich meine die Geschwindigkeit eines möglichen masselosen Teilchens für den Fall, dass Photonen Masse haben. Nicht die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

„c“ ist nicht wirklich die Lichtgeschwindigkeit, sondern eine universelle Konstante. Dh es gehört nicht spezifisch zu den Photonen, es ist ein Parameter unseres Universums. Wenn die Photonen eine minimale Ruhemasse haben, würde sich c nicht ändern, aber die Lichtgeschwindigkeit wäre etwas langsamer als c.

Antworten (1)

Der Grenzwert c ergibt sich aus den Maxwellschen Gleichungen für elektromagnetische Wellen im Vakuum. Das weiß nichts über Photonen, ist reine Mathematik bei gegebenen E- und B-Feldern und Permittivität und Permeabilität des freien Raums.

C = 1 μ 0 ε 0 = 2.99792458 × 10 8   M S − 1 .

Wenn Photonen eine Masse innerhalb der experimentellen Grenze haben, wird die Quantenelektrodynamik beeinflusst und die Art und Weise, wie QED-Ergebnisse mit klassischen elektromagnetischen Wellen, Licht, in Verbindung stehen. Die Gültigkeit der Maxwellschen Gleichungen steht außer Zweifel, es gibt unzählige experimentelle Bestätigungen. Licht bewegt sich also ohnehin mit der Geschwindigkeit c, unabhängig vom Photon .

Man müsste eine Theorie aufstellen, die die klassische Welle mit der Geschwindigkeit und ihrem Grenzwert c aus Photonen mit winzigen Massen aufbaut. Das Standardmodell der Teilchenphysik würde stark verändert.

Das Standardmodell passt vorhandene Daten an und sagt neue Daten mit großer Präzision voraus. Jede drastische Modifikation sollte messbare Ergebnisse vorhersagen, um sie als neues Modell der Natur zu betrachten.

Aus diesem Grund hat die Fehlinterpretation experimenteller Daten zu Neutrinostrahlen, die Neutrinos Geschwindigkeiten über c zuschrieben (und Neutrinos haben eine winzige Masse), so viel Aufsehen erregt. Das gesamte Standardmodell müsste sich ändern. Glücklicherweise stellte sich heraus, dass es sich um einen experimentellen Fehler handelte.

"Das Licht bewegt sich also ohnehin mit der Geschwindigkeit c, unabhängig vom Photon." Das kann nicht wahr sein, oder?
Fortunately it proved to be an experimental error.Oder leider... ;-)
@xi45 Aber wir wissen, dass es wahr ist. Wir hätten nur Schwierigkeiten, die Bedeutung von herauszufinden C , nun da sich herausstellte, dass das Photon eine endliche Masse hat.
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?
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