Re: Chi mi spiega il motivo per cui si ritiene che un foone abbia massa nulla?

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Mon, 16 Aug 2004 21:23:33 +0200

marco ha scritto:
> Se il quesito posto � privo di errori, gradirei che qualcuno me lo
> spiegasse.
> Conosco la fisica e la matematica a livello insegnato a Ingegneria
> Elettronica, e a ulteriore livello autodidatta.
Beh, direi che ci sono diverse prove.
Su piano diretto (sperimentale) ci sono ormai una quantita' sterminata
di esperimenti che vengono interpretati assumendo che i fotoni abbiano
massa nulla, e tutto torna.
A cominciare dall'effetto Compton.

Queste prove dirette non sono mai molto precise, per cui permettono di
dire che la massa e' nulla "entro un certo errore", che non ti saprei
stimare. Sicuramente piccolo rispetto alla massa dell'elettrone, ma
non so dire di piu'.

Poi ci sono prove indirette, molto piu' stringenti.

Se i fotoni avessero massa m, il campo e.m. nel vuoto dovrebbe
soddisfare un'equazione del tipo

DA + (mc/h)^2 A = 0

dove D e' l'operatore di d'Alembert, e A e una qualsiasi grandezza
(potenziale vettore o scalare, campo elettrico, campo magnetico).
Una conseguenza di cio' sarebbe che il potenziale elettrostatico di
una carica non andrebbe comne 1/r, ma come exp(-kr)/r, con k=mc/h.

Gia' se ammetti che la legge di Coulomb sia corretta a distanza a scala
umana, ti viene per m un valore estremamente piccolo.
Nota in particolare che non fosse cosi', addio schermi elettrostatici
(gabbia di Faraday)...

Ma ci sono dati sulla validita' della legge di Coulomb o delle
analoghe leggi peri campi magnetici, che portano a stime ancora piu'
piccole per la massa del fotone.
A stretto rigore resta sempre vero che si puo' solo dire "abbiamo
prove sperimentali che la massa del fotone non puo' superare ..."
Ma il limite superiore e' spaventosamente piccolo, anche se ora non lo
ricordo, e a tutti gli effetti pratici e teorici anche nella fisica
piu' avanzata, non c'e' motivo di preoccuparsene.
  

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Mon Aug 16 2004 - 21:23:33 CEST