Velocità del fotone

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: 1998/10/08

Marco Coletti ha scritto:
> L'hai detto tu.
> Hai detto:
> se A allora non B
> per logica elementare questo equivale a dire
> se B allora non A
> che tradotto e'
> se i fotoni andassero a velocita' c allora avrebbero massa nulla
>
> Siccome i fotoni vanno a velocita' c, allora hanno massa nulla.
> ...
> Spiegami come si concilia con la relativita' l'ipotesi di una particella di
> massa m>0 che si muove a velocita' c.
Logica ineccepibile, ma da una premessa sbagliata si possono trarre
conclusioni errate :-)

Chi ti assicura che i fotoni vadano a velocita' c?
Prima che ti venga di darmi del matto, aspetta un momento...

Che cosa e' c? Tu mi dirai: la velocita' della luce nel vuoto. E se dico
*la* velocita', vuol dire che e' sempre la stessa...
Vero; pero' lo puoi dire perche' l'hai misurata.
Quanto precisamente conosciamo c? Credo con errore relativo attorno a
10^(-10).
Dunque se i fotoni avessero velocita' non proprio tutte uguali, ma se
quelli di maggiore energia andassero un pochino piu' veloci, entro gli
errori di misura, non potremmo accorgercene.

E' esattamente quello che accadrebbe se la massa non fosse nulla. Ti
scrivo la relazione velocita'-energia, in forma diversa da quella piu'
comune:

v = c sqrt[1 - (mc^2/E)^2]

Qui c sta a indicare la vel. limite, che come vedi si raggiunge solo con
energia infinita, cioe' mai.
I fotoni piu' lenti sono quelli di energia piu' bassa. Prendiamo ad es.
microonde centimetriche (con le quali sono state fatte accurate misure).
Non sto a fare tutti i conti, ma e' chiaro che se so la l. d'onda so
l'energia di un fotone. Suppongo che per questi fotoni v differisca da c
al piu' per 1 su 10^10, e trovo un limite superiore alla massa: m <
3x10^(-42) grammi.

In realta' sappiamo per altra via che la massa deve essere ancora minore
(altrimenti le leggi dell'elettromagnetismo sarebbero diverse, e lo si
vedrebbe su scala umana). Confesso che non ricordo quale sia il limite
superiore oggi accettato.
Ma in ogni caso dal punto di vista sperimentale non puoi mai dire che la
massa e' con certezza nulla...
Come fisico teorico, certamente la massa nulla mi piace molto di piu'.
Ma se domani uno sperimentale trovasse che non e' nulla, questo non
butterebbe all'aria la relativita' (pero' sarebbe un bello scossone in
altri campi, e darebbe un sacco di lavoro ai teorici...)
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Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
Received on Thu Oct 08 1998 - 00:00:00 CEST