Base théorique:
* Relativité spéciale: La théorie de la relativité spéciale d'Einstein établit un lien profond entre l'énergie (E), l'élan (P) et la masse (M) à travers la célèbre équation E² =(MC²) ² + (PC) ².
* Équivalence en énergie massive: Cette équation implique que la masse et l'énergie sont interchangeables. Un objet massif au repos a de l'énergie uniquement en raison de sa masse (E =MC²). Cependant, un objet sans masse (comme un photon) peut toujours posséder de l'énergie, mais cette énergie provient entièrement de son élan.
* Momentum des photons: Les photons ont de l'élan (P =H / λ, où H est la constante de Planck et λ est la longueur d'onde). Cet élan, associé à l'équivalence de l'énergie massive, suggère que les photons, bien que sans masse, portent de l'énergie.
preuve expérimentale:
* Vitesse de lumière: Les photons voyagent toujours à la vitesse de la lumière (C) dans le vide. S'ils avaient une masse de repos, ils auraient besoin d'une quantité infinie d'énergie pour atteindre cette vitesse, violant le principe de la conservation de l'énergie.
* Expériences de physique des particules: Des expériences en physique des particules, telles que celles menées au CERN, ont constamment montré que les photons ne présentent pas le comportement des particules massives. Par exemple, ils peuvent être produits et anéantis sans aucune violation de l'énergie massive.
Remarque importante:
* Masse efficace: Bien que les photons aient une masse de repos zéro, ils peuvent présenter une "masse efficace" dans certaines interactions. Par exemple, dans un milieu dense comme l'eau, les photons interagissent avec le milieu et peuvent sembler avoir une masse efficace plus élevée, entraînant une vitesse plus faible. Ce n'est pas une véritable masse de repos mais plutôt un effet de l'interaction avec le milieu.
En conclusion, les photons sont considérés comme sans masse en fonction des fondations théoriques et des observations expérimentales. Leur énergie est uniquement dérivée de leur élan, et ils voyagent toujours à la vitesse de la lumière, soutenant davantage ce concept.
