Hat Energie Gewicht?

[Hawkwind]

Zitat von TomS

Jein.

Wenn man ausschließlich die direkte Messung der Photonmasse betrachtest, dann hast du recht.

Wenn du dir jedoch das Photon als massenhaftetes Eichboson im mathematischen Formalismus anschaust, dann hätte eine noch so winzige Masse erhebliche Auswirkungen: das Photon hätte eine dritte Polarisation; das trägt bei zur einfachen Coulomb-WW, und es tritt auf in jedem Feynman-Diagramm inkl. virtuellen Photon-Loops. Sämtliche Streuquerschnitte würden sich ändern, und diese Effekte wären nicht über die Masse unterdrückt - so wie für das massebehaftete Z°.

Mhm, nach meinem Verständnis sind alle Übergänge dieser Art (hier m->0) kontinuierlich in der Physik, d.h. auch, dass eine, auf der Massenskala winzig kleine Masse nicht von einer Masse, die exakt gleich 0 ist, per Beobachtung zu unterscheiden ist. Mich würde es extrem überraschen, wenn da in irgendeiner quantitativen Vorhersage ein Sprung bei m->0 für das Photon wäre.

Sicher hätte man eine winzige Abweichung von einem Coulomb-Potential, was vielleicht bei sehr großen Abständen relevant wäre.

Bei Herleitung der oberen Schwelle für die Masse des Photons werden solche Quanten-Effekte (wenn ich recht verstehe) aber eh berücksichtigt: die obere Schwelle ergibt sich aus
(a) beobachteter Ablenkung von Photonen im Gravitatiosfeld, aber auch aus
(b) einem QED-Effekt: Effekte eines massiven Photons auf die Vorhersage des anomalen magnetischen Moments des Elektrons.

Siehe z.B.
A Accioly, J Helayël-Neto, E Scatena - Physical Review D, 2010: Upper bounds on the photon mass
pdf des Pre-prints: https://arxiv.org/pdf/1012.2717

Ich denke, deine Bemerkungen oben beziehen sich auf (b).

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Tatsächlich werden massive Photonen ja auch immer wieder mal in der Literatur diskutiert, etwa als Erklärung der Dunklen Energie:
S Kouwn, P Oh, CG Park - Physical Review D, 2016 "Massive photon and dark energy"
https://arxiv.org/pdf/1512.00541
Ich habe nicht den Eindruck, dass m>0 aufgrund irgendeiner Beobachtung ausgeschlossen ist.

[Timm]

Zitat von Hawkwind

Ich habe nicht den Eindruck, dass m>0 aufgrund irgendeiner Beobachtung ausgeschlossen ist.

Hätte das Photon in diesem Fall ein Ruhesystem?

[Hawkwind]

Zitat von Timm

Hätte das Photon in diesem Fall ein Ruhesystem?

Sicherlich - ebenso wie die Neutrinos prinzipiell eines haben.
Ich stelle mir nur sehr schwierig vor, es angesichts der winzigen Masse zur Ruhe zu bringen: die geringste Störung bringt es wieder auf 99.99% von c.

[Hawkwind]

Zitat von Hawkwind

Mhm, nach meinem Verständnis sind alle Übergänge dieser Art (hier m->0) kontinuierlich in der Physik, d.h. auch, dass eine, auf der Massenskala winzig kleine Masse nicht von einer Masse, die exakt gleich 0 ist, per Beobachtung zu unterscheiden ist. Mich würde es extrem überraschen, wenn da in irgendeiner quantitativen Vorhersage ein Sprung bei m->0 für das Photon wäre. ...

Veltman ("Doktor-Vater" on 't Hooft) und Co-Autor beschreiben das in einer Randbemerkung folgendermaßen:

Zitat von Van Dam and Veltman

For spin 1 particles already an obvious discontinuity exists in that a finite mass spin 1 particle has 3 different states of polarization, whereas a zero mass spin 1 particle has 2 such states. However, for massive quantum electrodynamics in the limit of small mass the "third" state decouples and there is no discontinuity in the results predicted by the Feynman rules.

aus
H. Van Dam & M. Veltman, GRG Vol.3, No.3 (1972), pp. 215- 220:
"ON THE MASS OF THE GRAVITON"
https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00760442

[TomS]

However, for massive quantum electrodynamics in the limit of small mass the "third" state decouples and there is no discontinuity in the results predicted by the Feynman rules.

Danke, das ist eine sehr klare Aussage.

Zitat von TomS

... dann hätte eine noch so winzige Masse erhebliche Auswirkungen: das Photon hätte eine dritte Polarisation ... sämtliche Streuquerschnitte würden sich ändern, und diese Effekte wären nicht über die Masse unterdrückt ...

ist demnach falsch.

[Timm]

Zitat von Hawkwind

Sicherlich - ebenso wie die Neutrinos prinzipiell eines haben.

Dann wäre die Weltlinie eines Photons zeitartig und der Ereignishorizont eines schwarzen Loches eine zeitartige Fläche. Und bei entsprechend genauer Messung wäre die Lichtgeschwindigkeit beobachterabhängig, oder?

[Hawkwind]

Zitat von TomS

Danke, das ist eine sehr klare Aussage.


ist demnach falsch.

Die rechnerische Begründung dafür ist auch nicht gerade offensichtlich, scheint mir. Ich hatte hier
https://books.google.at/books?id=omn...page&q&f=false
Kapitel 12.5 "Massive Photon Propagator"
mal reingeschaut.
Ich sehe den Formeln zumindest auf den 1. Blick nicht an, warum Beiträge durch longitudinale Polarisation für kleine Massen unterdrückt sein sollen. Man müsste sich vermutlich mit der Berechnung einer konkreten Vorhersage beschäftigen, um das zu verstehen.

[Bernhard]

Zitat von Timm

Dann wäre die Weltlinie eines Photons zeitartig

Ja

und der Ereignishorizont eines schwarzen Loches eine zeitartige Fläche.

das ist zumindest ein Vorschlag.

Und bei entsprechend genauer Messung wäre die Lichtgeschwindigkeit beobachterabhängig, oder?

Eine Lösung wäre, dass das c der Relativitätstheorie nicht mehr für die Lichtgeschwindigkeit steht, sondern beispielsweise für die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Gravitationsfeldern. Die maxwellschen Gleichungen würden dann den Elektromagnetismus nur noch näherungsweise beschreiben. Die Geschwindgkeit von Licht wäre dann beobachterabhängig. EDIT: Man könnte den Elektromagnetismus dann mit Hilfe der Proca-Gleichung beschreiben.

[JoAx]

Zitat von Timm

und der Ereignishorizont eines schwarzen Loches eine zeitartige Fläche.

Ich denke, alles bliebe beim Alten, auch das EH bliebe "lichtartig". Bloss das Licht, das all dem die Namen gegeben hat, hörte "lichtartig" zu sein.

Was etwas blöd wäre, wenn nichts "Lichtartigkei" "besetzen" würde, aber da gibt es ja noch die Gluone.

[Hawkwind]

Zitat von JoAx

Ich denke, alles bliebe beim Alten, auch das EH bliebe "lichtartig". Bloss das Licht, das all dem die Namen gegeben hat, hörte "lichtartig" zu sein.

Was etwas blöd wäre, wenn nichts "Lichtartigkei" "besetzen" würde, aber da gibt es ja noch die Gluone.

Naja, da ein Gluon nicht als freies Teilchen existieren kann, gäbe es auch hier keine lichtartigen Weltlinien. Diskussion der Masse so eines Teilchens ist kompliziert (siehe Konstituenten- und Strom-Massen bei Quarks, die sich erheblich voneinander unterscheiden).
In manchen Modellen erhält das Gluon eine effektive Masse:
http://www.quanten.de/forum/showpost...19&postcount=7