Еще раз о массе

Закон сохранения массы, как независимый закон, подтверждается громадным количеством опытных данных. Элементарные частицы либо вовсе не меняются, а изменяется их кинетическая энергия и энергия сопутствующего им электромагнитного поля, либо целиком превращаются в другие частицы. Фотон - тоже частица, которую можно характеризовать скоростью и частотой или длиной волны. Никаких произвольных превращений массы в энергию просто не существует.

Остаются в СТО и вопросы для частиц с нулевой массой покоя. Во-первых, из релятивистских выражений для энергии и импульса вовсе не следует строгого перехода к случаю $v=c, m_0=0$. Как, например, может возникнуть континуум всевозможных частот $\omega$ в таком переходе? Во-вторых, если мы имеем линейную цепочку последовательно аннигилирующих и рождающихся пар или из $m_0\ne 0$ получаем с помощью отражений $m_0=0$, то куда исчезает гравитационная энергия (поле), искривление пространства (и где их центр локализации при аннигиляции)? Вопрос о массе покоя фотона в современной трактовке, вообще говоря, бессмыслен. Фотон, как определенная частица, характеризуется определенной частотой $\omega$. В покое ($\omega=0$) это была бы даже не другая частица, просто фотон бы перестал существовать. Поэтому не существует само понятие массы покоя фотона (как и понятия энергии покоя фотона и др.). С другой стороны, для реального фотона вполне можно определять не только энергию и импульс, но и массу. В учебнике [26] совершенно неверно сделан вывод о невозможности существования частиц с нулевой массой покоя в классической физике якобы потому, что при $m=0$ любая сила должна вызывать бесконечное ускорение. Во-первых, не всякая сила может действовать на фотон с $m=0$. Например, при действии гравитационной силы нулевая масса корректно "сократится" и ускорение останется конечным. Во-вторых, как классическая механика, так и СТО не накладывают принципиальных ограничений на величину ускорения. Это, например, позволяет рассматривать столкновения частиц и отражение света как мгновенные процессы. В-третьих, чем же лучше выбор СТО, когда под действием силы, по логике релятивистов, ускорение для света остается равным нулю? Если апеллировать к интуиции, то в СТО получается бесконечная масса фотона.

Поле (возможно не только электромагнитное?), как материальная среда, способная переносить энергию и обладать импульсом, может обладать и массой (такая концепция внутренне непротиворечива, а реализуется ли эта возможность - ответ может дать только опыт). Поэтому и для классической физики нет ничего удивительного, что некоторое поле способно переносить массу. В этом случае поле должно участвовать в классическом законе сохранения массы и тогда масса будет сохраняться в любых реакциях. Поле должно участвовать в законах сохранения импульса и энергии и тогда можно не менять классическую часть этих законов сохранения, относящуюся к частицам. Поэтому и в классической физике нет ничего удивительного, что возбужденный атом может весить больше невозбужденного или тело с большей энергией может обладать большей массой (кстати, проверить это при современной точности измерений пока нельзя). Эта дополнительная масса сосредоточена в поле, которое заставляет частицы колебаться, двигаться по бессиловым траекториям или отскакивать от удерживающей частицы стенки. Если предположить чисто электромагнитную природу частиц и самого процесса их столкновения, то в вакууме можно было бы использовать релятивистские выражения энергии-импульса, но только с точки зрения однозначных взаимосвязей величин. Надо при этом помнить, что в этом случае энергия и импульс характеризуют только данный процесс столкновения, так как фактически записаны с учетом энергии и импульса поля (явно неучтенного и невыделенного).