什么是光子的质量？
这个问题分为两个部门：
光子有质量吗？究竟它有能量，能量是相当于质量的。
光子在传统上被认为无质量。这是一种物理学家的比方说法，为了用狭义相对论描述光子的粒子性质。
这个逻辑能用好多体式组织，下面就是一个例子。用一个孤立系统（称为一个“粒子”），使它加速一些速度v（一个矢量）。牛顿界说了这个粒子（也是一个矢量）的动量p。如斯这般，当这个粒子加快时或许碰撞时，p就会以一种简洁的体式活动。为了连结这种简洁行为，p必需和v成正比。这个比例常数被称为这个粒子的质量m，是以p=mv。
在狭义相对论中，本来我们依然能界说一个粒子的动量p，如许使它以一种界说明确的体式活动，这是牛顿学说的一种延伸。尽管p和v仍然吗指向沟通的偏向，然则他们不再成比例。我们最好能做的是经由粒子的“相对证量”（"relativistic mass"）mrel关联它们。是以，
p = mrelv ,当粒子静止时，它的相对证量有一个最小值，被称为“静止质量（rest mass）” mrest。统一类型粒子的静止质量老是沟通的。例如，所有的质子拥有完全沟通的静止质量，是以所有电子也一般，所有中子也一般。当这个粒子被加快到更高速度的时候，它的相对证量将会无限增加。
事实证实，在狭义相对论中，我们可以界说能量E的概念，以至于E具有简洁而明确的性质，就像在牛顿力学中一般。当一个粒子被加快，使它有一些动量p（矢量的长度p）和相对证量mrel，那么它的能量是被赐与的，经由：
E = mrelc2 , 以及 E2 = p2c2 + m2restc4 . (1)
后一个方程有两个有趣的例子：
1.若是这个粒子是静止的，那么p = 0, E = mrestc2
2.若是我们设置静止质量等于零（不管那是否合理），那么E = pc。
图解：用费曼图透露的正电子-负电子湮灭。
在经典电磁理论中，光的能量是E，动量是p，它们之间的关系是E = pc。量子力学引入了如许一种概念:光能够被看作是一种“粒子”的鸠合：光子。即使光子不克静止，所以静止质量的概念不克真的适用于他们，但我们一定能把光的“粒子”带入折叠方程(1)，只要考虑到它们没有静止质量。那样，方程 (1)给出了光的准确表达式，E = pc，并且没有任何损失。方程(1)如今可以应用于物质的粒子和光的“粒子”了。它如今能够作为一个完全通用的方程来使用，这使得它非常有效。
有没有任何实验证据表明光子的静止质量为零？
可供选择的光子理论包罗一个示意为质量的术语，引起了一种非常进步的概念“大质量光子”。若是光子的静止质量是不为零的，那么量子电动力学将“陷入逆境”，这首要是因为损失了规范不变性，这将使它弗成重整。同样，电荷守恒不再是绝对的包管，就像光子的静止质量为零一般。然则，不管任何理论展望了什么，仍然有需要经由实验来验证这个展望。
图解：托马斯·杨于1801年进行的双缝过问实验证实光波动说，同时否认了光微粒说的有力证据。
几乎能够一定的是，做任何实验都弗成能使光子的静止质量正好为零。我们所能做到最好的是对它加以限制。非零静止质量将会在静电力的平方反比库仑定律中引入一个小的阻尼因数。这意味着在非常大的距离上静电力会变弱。
同样地，静磁场的行为也会改变。光子质量的上限能够经由行星磁场的卫星测量值来揣摩。电荷组合探测器被用来获得6×10−16 eV的上限，具有很高切实定性。1998年，罗德里克·拉克斯在一项寻找卡文迪什均衡上的非常力的实验室实验中，略微改善了这一点。新的极限是7×10−17 eV。对银河系磁场的研究表明，小于3×10−27 eV的限制要好得多，但对于这种方式的有效性还存在一些疑问。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. math-罔象
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