Nochmals von der Masse

Der Massenerhaltungssatz als ein unabhängiges Gesetz wird durch riesige Zahl von experimentellen Daten bestätigt. Die Elementarteilchen entweder ändern sich überhaupt nicht, es ändert sich ihre kinetische Energie und die Energie des sie begleitenden elektromagnetischen Feldes oder wandeln sich ganz in andere Teilchen. Das Photon ist auch ein Teilchen, das man durch Geschwindigkeit und Frequenz oder Wellenlänge charakterisieren kann. Es existieren einfach keine willkürlichen Umwandlungen der Masse in Energie.

Es bleiben in der SRT auch Fragen über Teilchen mit Nullruhemasse. Erstens erfolgt gar kein strenger Übergang zum Fall $v=c, m_0=0$ aus den relativistischen Ausdrücken von Energie und Impuls. Wie, z.B., kann das Kontinuum von allerlei Frequenzen $\omega$ bei solchem Übergang entstehen? Zweitens, wenn wir eine Linienkette von konsequent annihilierenden und erzeugten Paaren haben oder $m_0=0$ aus $m_0\ne 0$ mit Hilfe der Reflexionen bekommen, wohin verschwinden die Gravitationsenergie (Feld), Krümmung des Raumes (und wo ist ihr Mittelpunkt von Lokalisierung bei der Annihilation)? Die Frage um die Photonenruhemasse ist in der heutigen Auslegung eigentlich sinnlos. Das Photon als ein bestimmtes Teilchen wird durch die bestimmte Frequenz $\omega$ gekennzeichnet. In Ruhe ($\omega=0$) wäre es nicht nur ein anderes Teilchen, sondern das Photon einfach nicht existieren würde. Deswegen gibt es selbst den Begriff Photonenruhemasse nicht (wie auch den Begriff Photonenruheenergie u.a.). Andererseits kann man für das reale Photon nicht nur Energie und Impuls, sondern auch Masse bestimmen. Im Lehrbuch [26] ist die Schlussfolgerung von Unmöglichkeit der Existenz von Teilchen mit Nullruhemasse in der klassischen Physik völlig unrichtig gemacht, angeblich deswegen, dass jede Kraft bei $m=0$ unendliche Beschleunigung hervorrufen soll. Erstens kann nicht jede Kraft auf das Photon mit $m=0$ wirken. Bei der Wirkung der Gravitationskraft, z.B., wird sich die Nullmasse korrekt reduzieren, und die Beschleunigung bleibt endlich. Zweitens verhängen sowie die klassische Mechanik als auch die SRT keine prinzipiellen Beschränkungen gegen die Beschleunigungsgröße. Das, z.B., erlaubt die Stöße von Teilchen und die Lichtreflexion als augenblickliche Prozesse zu betrachten. Drittens, weswegen ist die Wahl der SRT besser, wenn die Beschleunigung für Licht unter der Wirkung von Kraft laut der Logik der Relativisten gleich Null bleibt? Appelliert man an die Intuition, so ergibt sich die unendliche Photonmasse in der SRT.

Das Feld (vielleicht nicht nur das elektromagnetische?) als materielles Medium, das imstande ist, Energie zu übertragen und über den Impuls zu verfügen, kann auch über Masse verfügen (solche Konzeption ist innerlich nicht widerspruchsvoll, und ob diese Möglichkeit realisiert wird, kann die Antwort auf diese Frage nur das Experiment geben). Deswegen gibt es auch für die klassische Physik nichts staunenswertes, das ein gewisses Feld imstande ist, Masse zu übertragen. In diesem Fall soll sich das Feld am klassischen Erhaltungssatz von Masse beteiligen, und dann wird sich die Masse in allen Reaktionen erhalten. Das Feld soll sich an Erhaltungssätzen von Impuls und Energie beteiligen, dann kann man den klassischen Teil dieser Erhaltungssätze, der Teilchen betrifft, nicht austauschen. Deswegen gibt es für die klassische Physik nichts staunenswertes, dass das angeregte Atom mehr als das nicht angeregte wiegen oder der Körper mit größerer Energie über größere Masse verfügen kann (übrigens kann man das soweit bei der heutigen Genauigkeit von Messungen nicht überprüfen). Diese zusätzliche Masse ist im Feld konzentriert, das die Teilchen schwingen, sich auf den kraftlosen Trajektorien bewegen oder von der die Teilchen festhaltenden Wand abspringen lässt. Setzt man die rein elektromagnetische Herkunft der Teilchen und selbst des Prozesses ihres Stoßes vor, könnte man im Vakuum den relativistischen Ausdruck von Energie-Impuls anwenden, doch nur aus der Sicht der einstelligen Wechselwirkungen von Größen. Man darf dabei nicht vergessen, dass Energie und Impuls nur den gegebenen Stoßprozess in diesem Fall charakterisieren, weil sie tatsächlich mit Berechnung von Energie und Impuls des Feldes aufgeschrieben sind (offensichtlich nicht berechneten und nicht gewählten).