В физике элементарных частиц безмассовая частица — это элементарная частица , инвариантная масса которой равна нулю. В настоящее время единственной подтвержденной безмассовой частицей является фотон .
Фотон (носитель электромагнетизма ) является одним из двух известных калибровочных бозонов , которые, как полагают, оба безмассовые; другой — глюон (носитель сильного взаимодействия ). Единственными другими подтвержденными калибровочными бозонами являются W- и Z-бозоны , которые, как известно из эксперимента, чрезвычайно массивны. Из них только фотон был экспериментально подтвержден как безмассовый.
Хотя существуют убедительные теоретические основания полагать, что глюоны не имеют массы, их никогда нельзя наблюдать как свободные частицы из-за того, что они заключены в адронах , и, следовательно, их предполагаемое отсутствие массы покоя не может быть подтверждено ни одним возможным экспериментом. [1] [2]
Гравитон — гипотетический тензорный бозон, предложенный в качестве носителя гравитационной силы в некоторых квантовых теориях гравитации , но ни одна такая теория не была успешно включена в Стандартную модель , поэтому Стандартная модель не предсказывает существование такой частицы и не требует ее, и ни одна гравитационная квантовая частица не была обнаружена экспериментально. Также остается открытым вопрос о том, будет ли гравитон безмассовым, если он существует.
Фермион Вейля , открытый в 2015 году, также, как ожидается, не будет иметь массы, [3] [4], но это не настоящие частицы. Одно время считалось, что нейтрино, возможно, являются фермионами Вейля, но когда было обнаружено, что они имеют массу, это не оставило фундаментальных частиц типа Вейля.
Фермионы Вейля, открытые в 2015 году, являются всего лишь квазичастицами — составными движениями, обнаруженными в структуре молекулярных решеток, которые ведут себя подобно частицам, но сами по себе не являются реальными частицами. Фермионы Вейля в материи подобны фононам , которые также являются квазичастицами. Не обнаружено ни одной реальной частицы, которая является фермионом Вейля, и нет убедительной теоретической причины, которая требует их существования.
Первоначально считалось, что нейтрино не имеют массы – и, возможно, являются фермионами Вейля . Однако, поскольку нейтрино меняют аромат по мере своего перемещения, по крайней мере два типа нейтрино должны иметь массу (и не могут быть фермионами Вейля). [5] Открытие этого явления, известного как нейтринная осцилляция , привело к тому, что канадский ученый Артур Б. Макдональд и японский ученый Такааки Кадзита разделили Нобелевскую премию по физике 2015 года . [6]