Un fotón es una partícula elemental. Como mucho primaria y tanto de partículas como el electrón .
Una sola partícula elemental tiene una masa fija y no puede emitir una partícula sin violar la conservación de la energía, debido a que su masa es fijo. En el centro de masa de una partícula elemental masiva, de electrones, no hay energía para una emisión , por radiación de electrones en un campo de la energía es suministrada por el campo.
Si un cero de la masa de la partícula elemental como el fotón podría dividir en dos, de repente, una masa invariante aparecerá y el antes de la división cero, con una masa invariante, después de la escisión de un medibles masa invariante. Esto significa que tanto el impulso y la conservación de la energía son violados, como la masa invariante es la medida de los cuatro vectores, antes y después de la división. Un fotón puede también interactuar con un campo de orden superior de diagramas , pero no se puede dividir, en el sentido de contemplar.
Editar después de la discusión en los comentarios:
Asumir un fotón podría decaer en dos fotones.
Estos fotones se tienen cuatro vectores. Hay dos situaciones: en sus tres momentos son paralelas en el laboratorio a la original de fotones, o no existe un ángulo de los tres momentos con el original de fotones y también entre ellos. En este último caso, las dos caries fotones definir un centro de masa similar a la de un pi0 en reposo). En este sistema los dos momenta suman cero, pero no va a ser la energía que da una masa invariante para el sistema, lo cual viola la conservación de la energía como el original de fotones tenían 0 masa invariante, es decir, no puede suministrar esta energía. El original de fotones en el centro de masa de la caries fotones todavía se mueve con velocidad c, y así tener un impulso distinto de cero, por lo tanto el impulso de la conservación también es violado.
En el caso de dos colineales fotones en el laboratorio , su masa invariante será cero en el límite del ángulo entre ellos es exactamente 0, de lo contrario el argumento anterior se mantiene. Si es exactamente 0 ningún centro de masa puede ser definida por una masa cero el sistema se mueve con la velocidad de la luz.
Así que la pregunta es: ¿por qué un fotón de frecuencia nu no se convierta en dos exactamente colineales en el laboratorio de fotones de baja frecuencia. Experimentalmente esto no ha sido observado por lo que si puede suceder es que es muy muy baja probabilidad de proceso. En los comentarios Lubos Motl da esta instrucción :"Para los fotones, esta amplitud es 0, debido a la Abelian medidor de simetría y otras simetrías." Todavía estoy buscando un enlace en este.
En la próxima respuesta el colineales caso es excluida por la teoría especial de la relatividad,
Matemáticamente, la razón es que el grupo de Lorentz no es compacto, lo que significa que el parámetro gamma puede tomar cualquier valor entre [1, infinito), pero no el propio infinito que correspondería a un marco de coordenadas en movimiento a la velocidad de la luz con todas las partículas macizas tener una infinita energía cinética.
