Como algo que não tem massa pode possuir momento linear?

Question

O fóton possui momento linear, contudo não possui massa. Como explicar isso?

Answer 1

O phisique ai se enrolou um pouco qdo citou mecanica quantica.

Mecanica quantica trata de particulas e o foton nao eh particula, pelo menos nao como os protons e eltrons de q trata a quantica.

Qm trata dos fotons eh a relatividade, q da uma massa pra energia atraves da formula E=mc². Entao mesmo sem massa, se vc tiver energia vc tem algo equivalente a massa. Mas nao eh massa.

A formula pra energia relativistica eh E² = mo²c^4 + p²c²
onde p eh o momento linear, e mo eh a massa de repouso. Foton possui nao possui massa de repouso, mo = 0 mas possui energia logo possui momento p.

Answer 2

Isso é possível sim. O fóton não obedece a física clássica (essa que estudamos no 2° grau) mas sim física quântica. Nela o momento linear não é calculado como o produto da massa pela velocidade do objeto. Em física quântica o momento linear é o que chamamos de operador. O operador momento linear age de uma maneira completamente diferente quando queremos saber o valor médio da quantidade de movimento (valor médio pois é impossível conhecer o valor exato segundo o princípio de incerteza de Heisenberg) e é possível ter momento linear sem ter massa!

Acho que tenho direito a uma réplica sobre a resposta abaixo: quem se enrolou foi a colega abaixo. Fóton é partícula, uma partícula de massa zero. Não há problema nenhum com isso. A respeito da relatividade, Einstein chegou nessa formulação para energia que envolve momento e massa de repouso. Mas isso não implica na existência do fóton apenas permite que uma partícula sem massa possa ter momento (como os fótons, por exemplo). Pela teoria quântica, que trata de partículas SIM (e dos fótons, portanto. Por exemplo, numa distribuição de Bose-Einstein para um gás bosônico você tem partículas como os fótons ou, eventualmente, outras partíclas com massas) você consegue chegar ao que seria um fóton. Basta conhecer a formulação de Dirac para essa teoria!