物理学…光について質問です。

物理学…光について質問です。
佐藤勝彦著『相対性理論を楽しむ本』を読んで…

アインシュタインの「光量子論」の中で、光の正体は光量子という小さな物質であることを示しました。
一方で、どんな物質でも、質量をわずかでも持っている限りは光の速度まで加速することができません。光の速度になると、質量が無限大になるからです。
と記されてありました。

そこで疑問です。
光は物質であるとするならば、なぜ光速を出すことができるのでしょうか。
光量子には重さがない、重さがない物質は存在するのでしょうか。

科学的・数学的・物理学的センスが全くないので、ご存知の方、判りやすくご教示いただければ幸いです。
宜しくお願いいたします。

No.5 ベストアンサー 回答者： psytex1 回答日時： 2015/06/05 16:25

逆です。

「光が物質」なのではなく、全ての物質は、超弦理論において（分子＞原子＞素粒子＞クォーク＞超弦(量子定常波)）、光量子（=光速）に還元され、そうした階層現象性の奥に光速性を潜在化する事で、二次的に静止質量を発生させるのです。
そして、光子は静止質量がないので、光速に到達できるのです（運動量自体を質量(=エネルギーの最小単位・量子)として）。

さらに言えば、相対性理論の４次元ミンコフスキー空間において、時間軸と空間軸が虚数関係にある事で、等距離点で相殺されて０の面ができ、それがライトコーン＝光量子の軌跡なのです。
それは、仮想的時空における、時間軸と空間軸の相補分化において、その階層現象性に基づく「有限な存在性＝空間の広がり」に対する“無の射影”として、量子は生じているのです。

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/06/06 06:09

光はボソンだから物質とはいえないでしょうね。

光の仲間に、グルーオンやグラビトンがあります。
いずれも力を伝える粒子で質量0。

No.4 回答者： uen_sap 回答日時： 2015/06/05 16:17

光は波であり、物質です。

両方の性質を持っています。
波の速度がいわゆる光速。このときは物質の性質を持ちません。
光はエネルギー、運動量がとびとびの値を持つということで量子と言うことですから、質量を考えることは無意味です。
光の質量の測定に成功した人はありません。

No.3 回答者： -Ken-Ken- 回答日時： 2015/06/04 13:37

本当にその本に「光の正体は光量子という小さな"物質"である」と書いてあったんですか？

物理勉強している学部生だって、光量子を物質だなんて言わないものなのですが。

普通の教科書は「光量子という"粒子"である」というように書いてあるものです。
物理学で"粒子"といった場合、それは必ずしも物質を意味しません。素粒子という物は電荷、質量、スピンというような性質を持ったなんらかの存在でしかないです。素粒子によっては色を持っている物もあります。でもある物理学者が赤の素粒子といったからと言って、誰かが本当にその素粒子を赤く見たわけではありません。
たぶん誰もが素粒子をパチンコ玉のようなものとしてイメージしているだろうと思いますが、実際の所はどんな形をしているか分かりません。というより形なんかないんです。

光量子仮説が正しいということを示す現象として挙げられるのが、光電効果とコンプトン効果です。光電効果は光が小さなエネルギーの塊として振る舞うことを示しています。最小単位がhνでそれを小さく分けることはできません。これを光量子と名付けたわけです。
コンプトン効果は光量子と名付けられた何かが運動量を持っていて、その最小単位がh/λであることを示しています。

これは物質ではありません。その本に光電効果の説明がしてあるかもしれませんが、光電効果を説明する場合、光量子は完全に電子に吸収されることになっています。放出された電子は別に電子+光量子の複合粒子になっているわけではありません。光量子をエネルギーとして受け取って自分の運動エネルギーにしているのです。

つまり光量子はきまったエネルギーと決まった運動量をもっていますが、質量はもっていないという何かであって、物質ではないのです。
他にもグルーオンと呼ばれる素粒子が質量を持っていません。ニュートリノもかつては質量を持っていないといわれていたものですが、実際には質量があることが示されました。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2015/06/03 23:08

>アインシュタインの「光量子論」の中で、光の正体は光量子という小さな物質であることを示しました。

　「光は波動であると同時に、光量子という小さな粒子であることを示した」ということですね。波でもあることには変わりありません。

　光は質量がゼロなので、通常の「粒子」のような「運動エネルギー」は持たず、波の「振動数」νに相当する光子1個は

　　　E=h*ν 　（h：プランクの定数）

というエネルギーを持ちます。質量がなく「運動エネルギー」は持たないので、光速であり得るわけです。

＞重さがない物質は存在するのでしょうか。

　私も光子という「物質」は見たことがありません。質量がないので、通常の「物質」とは違うのでしょう。
　光子自体は、「光量子仮説」が否定されていないので、現時点では「存在する」と考えてよいのだと思います。

No.1 回答者： mapascal 回答日時： 2015/06/03 18:20

質量ゼロの粒子は、光子のみであり、他の粒子はすべて質量をもつ。

なぜ他の粒子が質量を持つのか、それはヒッグス粒子により質量を与えられている。

と云うのが現状の理論ですね。