En física de partículas , una partícula sin masa es una partícula elemental cuya masa invariante es cero. En la actualidad, la única partícula sin masa confirmada es el fotón .
El fotón (portador del electromagnetismo ) es uno de los dos bosones de calibración conocidos que se cree que no tienen masa; el otro es el gluón (portador de la fuerza fuerte ). Los únicos otros bosones de calibración confirmados son los bosones W y Z , que se sabe experimentalmente que son extremadamente masivos. De ellos, solo el fotón ha sido confirmado experimentalmente como no tiene masa.
Aunque existen razones teóricas convincentes para creer que los gluones no tienen masa, nunca pueden observarse como partículas libres debido a que están confinados dentro de hadrones y, por lo tanto, su presunta falta de masa en reposo no puede confirmarse mediante ningún experimento factible. [1] [2]
El gravitón es un bosón tensor hipotético que se propone como portador de la fuerza gravitatoria en algunas teorías cuánticas de la gravedad , pero ninguna teoría de este tipo se ha incorporado con éxito al Modelo Estándar , por lo que el Modelo Estándar no predice ninguna partícula de este tipo ni la requiere, y no se ha indicado ninguna partícula cuántica gravitatoria mediante experimentos. Si un gravitón no tendría masa si existiera es igualmente una pregunta abierta.
También se espera que el fermión de Weyl descubierto en 2015 no tenga masa, [3] [4] pero no se trata de partículas reales. En un momento se pensó que los neutrinos tal vez fueran fermiones de Weyl, pero cuando se descubrió que tenían masa, no quedaron partículas fundamentales del tipo de Weyl.
Los fermiones de Weyl descubiertos en 2015 son meras cuasipartículas , movimientos compuestos que se encuentran en la estructura de los látices moleculares y que tienen un comportamiento similar al de las partículas, pero que no son partículas reales en sí mismas. Los fermiones de Weyl en la materia son como los fonones , que también son cuasipartículas. No se ha encontrado que exista ninguna partícula real que sea un fermión de Weyl, y no hay ninguna razón teórica convincente que exija su existencia.
En un principio se pensaba que los neutrinos no tenían masa y posiblemente eran fermiones de Weyl . Sin embargo, como los neutrinos cambian de sabor a medida que viajan, al menos dos de los tipos de neutrinos deben tener masa (y no pueden ser fermiones de Weyl). [5] El descubrimiento de este fenómeno, conocido como oscilación de neutrinos , llevó a que el científico canadiense Arthur B. McDonald y el científico japonés Takaaki Kajita compartieran el premio Nobel de Física de 2015. [6]