質量ゼロの粒子はなぜ光速で移動するのですか？

タイトルの通りで、なぜ質量ゼロの粒子は光速で移動するのですか？

光速よりも速い粒子は存在しないことと粒子のエネルギーには最小値があることから質量ゼロの粒子は光速で移動するらしいのですが。式等を使うとどのようにして質量ゼロの粒子の速度は光速であることを求めればよいのですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： chiha2525 回答日時： 2018/07/19 08:27

少し簡単に言えば、光子という粒子があって、それが質量ゼロで、その速度が世界の上限、と思っているならちょっと違います。

まずこの世に伝達速度の上限というのがあって、エネルギーが電磁波という形で伝わるときに、その上限速度で伝わる、というのが本当で、その速度を光で代表して光速と呼んでいます。例えば棒のような理想剛体の片端を押して、棒の移動が伝わる（押したのが伝わる）速度も、おなじくこの世の伝達速度の上限である光速（と同じ速度）です。

エネルギーってのは保存則が非常に律儀に働いていて、勝手に増えたり減ったりしないんですね。何かで必ず総量が保存されている。それで、勝手に減らないから、何らかのカタチで出ていくエネルギーの一形態が電磁波というカタチをとっている、これの一部を光と呼んでいます。光というのはエネルギーが伝達しているのと同じで、だから伝達速度の上限で、それが光速なのです。

その光を量子的にみると、光子というもの（粒子）のようにも見える、ということなんです。

No.8 回答者： s_hyama 回答日時： 2018/07/21 10:38

したがって、2つ目のほうの解釈をすれば、どの粒子が他の粒子よりも質量が大きいかということを断言することができなくなり、どんな粒子でも質量がゼロなんていうことはあり得なくなる。

これは、素粒子物理の研究にとっては非常に不都合だ。(馬鹿げている、と言う者さえいるかもしれない)
http://blog.livedoor.jp/dogon23/archives/2955375 …

こういう二つの考え方があるのですけど、定義が必要なのは、光の慣性系の定義が必要であって、どちらからというと、その光の慣性系で同じ慣性系で固有質量を持つのは、むしろ普通で、1つ目の解釈の半古典のまま、素粒子物理の研究してるほうが、非常に不都合だ(馬鹿げている、と言う者さえいるかもしれない)って自分らのこといってるんでしょうね。

No.7 回答者： s_hyama 回答日時： 2018/07/21 06:16

んー、√(E/M)=c、なだけ、光速度基準の質量っていうのはエネルギーの動かしにくさね

だから静止基準の物の動かしにくさの指標である質量で考えたら駄目ね

No.6 回答者： テルベック 回答日時： 2018/07/19 23:17

>どのようにして質量ゼロの粒子の速度は光速であることを求めれば？

質量から速度は求められない

質量ｍは速度ｖによって以下のように変化する

m/√{1-(v/c)^2}

式をみればわかるように、質量をもつ物質が光速に到達することは許されない

そこで、光速で移動する物質の質量はゼロと定義してみる

そしたら観測結果や理論と矛盾しないのでヨシっ！

…という流れ

No.4 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/07/19 11:24

質量ゼロの粒？。

粒子って、なーに？。
形があって・・が最低条件かな？。
形があるのに、質量ゼロって？。
光子→粒子としての振る舞いも観測されるが、同時に波動としての性質も観測されるだけで、粒子説が確立していない、が私の認識です。
ないものを出せって言われても・・・・・似たような類の質問の様でもあります。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/07/18 23:43

それは逆で、質量ゼロの粒子は光速でしか存在できないのです。

と言うと揚げ足取りになりますが、「速度が光速≡質量がゼロ」と両者は等価なのです。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2018/07/18 22:53

＞質量ゼロの粒子

「無」「虚無」は光速では移動しません。