Partícula sense massa

En la física de partícules, una partícula sense massa és una partícula elemental que la seua massa invariante és teòricament zero. A partir de 2015 les dos partícules sense massa conegudes eren bosones gauge: el fotó (portador del electromagnetisme) i el gluón (portador de la força forta). No obstant, els gluones mai s'observen com a partícules lliures, ya que estan confinats dins d'hadrones. Els neutrinos eren, fins fa poc, considerats partícules sense massa. No obstant, degut a que els neutrinos canvien de sabor a mida que viagen (vore oscilació de neutrinos), a lo manco dos dels tres tipos de neutrinos deuen tindre massa. Açò va ser provat pel científic canadenc Arthur B. McDonald i el científic japonés Takaaki Kajita, i varen ser guardonats en en el Premi Nobel de Física 2015.

Nom	Símbol	Antipartícula	Càrrega elemental	Espin	Interacció mediada	Existència
Fotó	γ	Ella mateixa	0	1	Electromagnetisme	Confirmada
Gluón	g	Ella mateixa	0	1	Interacció forta	Confirmada
Gravitón	G	Ella mateixa	0	2	Gravetat	Sense confirmar

Relativitat especial

El comportament de les partícules sense massa s'entén en virtut de la relativitat especial. Per eixemple, estes partícules sempre deuen moure's a la velocitat de la llum. En este context, a voltes es diuen luxonés per a distinguir-los de tardionés i taquionés.

Dinàmica

Se sap que les partícules sense massa experimenten la mateixa acceleració gravitacional que atres partícules (lo que proporciona evidència empírica per al principi d'equivalència) perque tenen massa relativista, que és lo que actua com a càrrega de gravetat. Per lo tant, les components perpendiculars de les forces que actuen sobre partícules sense massa simplement canvien la seua direcció de moviment, l'àngul canvia en radianes sent GM/rc² en una lent gravitacional, un resultat predit per la relativitat general. La component de força paralela al moviment encara afecta a la partícula, pero canviant la freqüència més que la velocitat. Açò es deu a que el moment d'una partícula sense massa depén només de la freqüència i la direcció, mentres que el moment dels objectes massius de baixa velocitat depén de la massa, la velocitat i la direcció. Les partícules sense massa es mouen en llínees rectes en l'espai-temps, cridades geodèsicas, i les lents gravitacionals depenen de la curvatura de l'espai-temps. l'interacció gluón-gluón és una miqueta diferent: els gluones eixercixen forces entre sí pero, degut a que l'acceleració és paralela a la llínea que els conecta (encara que no a moments simultàneus), l'acceleració serà zero a menos que els gluones es moguen en una direcció perpendicular a la Llínea que els conecta, de modo que la velocitat siga perpendicular a l'acceleració.