To, że światło nie posiada masy spoczynkowej wydaje się wielką oczywistością, jednak powinniśmy już przyzwyczaić się do tego, iż w świecie nauki nic nie jest pewne. Opierając się na analizach światła gwiazd w Drodze Mlecznej oraz sygnałów radiowych pochodzących z innych galaktyk, autorzy nowych badań wyznaczyli górną granicę masy posiadanej przez foton.
Czytaj też: Przełomowe odkrycie. Teleskopy na Ziemi dostrzegły pierwsze zderzenie kwazarów na początku wszechświata
Jak sugerują ich ustalenia, limit ten wynosi 9,52×10-46 kilograma. Artykuł na ten temat, w którym autorzy szczegółowo opisali swoje dokonania, trafił na łamy The Astrophysical Journal. Płynące z tych badań wnioski powinny być niezwykle istotne dla rozumienia praw rządzacych wszystkim, co nas otacza.
Foton jest cząstką elementarną, która w próżni porusza się ze stałą prędkością. Na tej podstawie można założyć, iż nie posiada masy. Nic nie wskazuje też, że mogłoby być inaczej. Ale fizycy wiedzą, że brak dowodów wcale nie musi oznaczać całkowitego braku szans na realizację takiego scenariusza. Gdyby okazało się, że cząstki światła jednak posiadają masę, to na przykład teoria względności autorstwa Einsteina musiałaby być kompletnie zrewidowana.
Fizycy z Chin postanowili wyznaczyć potencjalną górną granicę masy fotonu. Nie oznacza to jednak, że cząstki światła faktycznie posiadają masę
Bez względu na to, czy fotony mają masę czy też nie, można śmiało założyć, że jeśli takowa występuje, to jest bardzo niewielka. Z tego względu naukowcy próbują wyznaczyć górną jej granicę. I tym właśnie zajęli się fizycy z Chin, którzy przeprowadzili szczegółowe analizy danych dostarczonych przez Parkes Pulsar Timing Array, a także zebranych za sprawą szybkich błysków radiowych.
Celem tych wysiłków było określenie, jak masywne mogą być cząstki światła. Szczególną uwagę zwrócili na tzw. miarę dyspersji, która jest uznawana za jedną z kluczowych cech pulsarów i szybkich błysków radiowych, czyli popularnych FRB. Miara dyspersji wyznacza to, jak mocno pulsująca wiązka światła radiowego jest rozpraszana przez wolne elektrony pomiędzy obserwatorem a źródłem światła.
Czytaj też: Przesilenie letnie będzie w tym roku najwcześniej od 228 lat. Przyczyną tego jest człowiek?
Gdyby fotony posiadały masę, to ich propagacja w przestrzeni niebędącej próżnią i wypełnionej plazmą powinna być zależna od samej masy oraz wolnych elektronów w plazmie. W takich okolicznościach opóźnienie powinno być proporcjonalne do masy fotonu. W toku zorganizowanych eksperymentów członkowie zespołu badawczego doszli do wniosku, że górna granica masy fotonu wynosi 9,52 × 10-46 kilograma.
Należy mieć na uwadze bardzo ważną kwestię. Powyższe wnioski nie oznacza, iż foton posiada masę. Po prostu naukowcy byli w stanie ustalić, jaka jest jej górna granica. Wciąż brakuje jednak poważnych przesłanek ku wariantowi, w którym cząstki światła nie są bezmasowe. Biorąc pod uwagę to, jak gigantyczne byłyby komplikacje wynikające ze zmiany tego stanu rzeczy, pozostaje nam mieć nadzieję, iż taki scenariusz nie zostanie zrealizowany.