¿Cuánto pesa la luz? Revelan cómo calcular el peso de las partículas que iluminan al universo

Un equipo de astrónomos de la Universidad de Ciencia e Ingeniería de Sichuan, la Academia China de Ciencias y la Universidad de Nanjing ha publicado un estudio que establece el límite superior más preciso hasta la fecha para la masa de los fotones.

Según sus análisis, una partícula de luz no puede ser más pesada que 9.52 × 10^-46 kilogramos. Esta cifra, extremadamente pequeña, fue calculada a partir de datos obtenidos del Conjunto de Cronometría de Púlsares de Parkes y diversas ráfagas rápidas de radio, como se detalla en su reciente artículo en The Astrophysical Journal.

Tradicionalmente, los fotones han sido considerados sin masa, moviéndose a través del espacio-tiempo a una velocidad constante, según las teorías de la relatividad especial de Einstein y la electromagnética de Maxwell. Sin embargo, este nuevo estudio sugiere que, de existir, la masa de un fotón debe ser tan diminuta que sus efectos no sean observables con las herramientas actuales.

El equipo analizó una propiedad llamada medida de dispersión, que indica cómo la luz de radio se dispersa al interactuar con los electrones libres en el espacio. Si los fotones tuvieran masa, su desplazamiento en el espacio se vería afectado por esta masa y por los electrones libres, causando un retraso en la sincronización de las señales detectadas. Al estudiar estos retrasos en púlsares y ráfagas rápidas de radio, los científicos derivaron el límite superior para la masa del fotón.

“Esta es la primera vez que se ha calculado la interacción entre una masa no nula del fotón y el medio de plasma a medida que el fotón se propaga,” escriben los autores, según reportó ScienceAlert. Aunque la medición no varía mucho de estudios previos, representa un refinamiento importante, proporcionando a los científicos un rango más preciso para futuras investigaciones sobre la posible masa del fotón.

Los astrónomos subrayan la necesidad de radiotelescopios de alta precisión para obtener datos más detallados que podrían seguir ajustando este límite. Este avance sugiere que, aunque no podamos pesar un fotón directamente, podemos reducir la incertidumbre sobre su masa mediante observaciones indirectas cada vez más exactas, lo que podría tener implicaciones profundas para la física teórica y cosmología.