E se i fotoni avessero una massa?

Se lo è chiesto anche Julian Heek, un giovane ricercatore in fisica teorica al Max Planck Institute per la Fisica nucleare in Germania, e dai calcoli che ha effettuato le prime conseguenze potrebbero essere che il fotone decadrebbe in altre particelle e che non sia eterno come si pensa abitualmente. Il Modello Standard afferma che il fotone, la particella elementare che costituisce la radiazione elettromagnetica, non ha massa. Perciò, in linea teorica, un fotone può sfrecciare nell’universo per un tempo infinito. Anche l’idea che la velocità della luce sia da considerarsi un limite all’interno del nostro universo è una conseguenza del fatto che il fotone è privo di massa. Il punto da cui sono partite le riflessioni e i calcoli di Heek è che attualmente la osservazioni astrofisiche non escludono che i fotoni possano avere una massa, per quanto piccola. Julian Heek ha quindi preso in considerazione i dati raccolti da COBE (COsmic Background Explorer), un satallite lanciato in orbita dalla NASA nel 1989 per analizzare la radiazione cosmica di fondo. Se un fotone dovesse decadare, dovrebbe trovarsene traccia strumentale nei dati di COBE. Ma dai dati raccolti finora, la radiazione cosmica di fondo si comporta perfettamente come un corpo nero. Ciò non ha impedito comunque a Heek di calcolare la possibile massa del fotone. Sarebbe piccolissima: 10^-54 kilogrammi. Da essa, conseguentemente, deriverebbe la durata della vita del fotone, pari almeno a un miliardo di miliardi di anni. Una vita così lunga potrebbe essere la spiegazione del perché finora non sia stata osservato un decadimento di un fotone: si tratterebbe di un evento estremamente raro. Se si dovessero trovare prove sperimentali che il fotone ha davvero una massa, questo avrebbe conseguenze anche sul Modello Standard, perché questo fatto spingerebbe a chiedersi in che particelle il fotone decada. Lo stesso Heek, comunque, ha dichiarato a Scientific American che il suo calcolo è basato su una serie di ipotesi che devono essere verificate e che gli stessi calcoli sono ancora in una fase preliminare. Immagine: NASA

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