Işığın kütlesiz olduğunu biliyoruz. Peki kütlesi olmayan bir maddeye veya cisime kütle kazandırabilir miyiz? Veya kazanabilir mi?

Kütlesi olmayan parçacıkların ışık hızında gidebilmesi için, aynı zamanda elektromanyetik dalga hareketi yapmaları da gerekir.

Fotonlar doğası gereği, momentumlarına dayalı olarak, sanal kütleye sahiptir. Bu kütle şeklinde gösterilir. Şimdi momentumdan kaynaklı kütlesi nasıl olabiliyor? Bir bakalım.

Kütlesi olan cismin momentumu, şeklinde hesaplanır. v=hız, c=ışık hızı m=kütle.

Bu formülde görüldüğü gibi ışık hızına ne kadar yaklaşırsanız, payda küçülecek ve momentum o kadar büyüyecektir. Işık hızına çıkıldığında payda sıfırlanacak, kütle ve gereken enerji sonsuza gidecektir. Buradan bir sonuç çıkarıyoruz, kütleli cisimler ışık hızına çıkamaz.

Işık hızında, dikkat edilirse pay ve payda "sıfır" oluyor, yani belirsizliği söz konusu. Belirsizliği ortadan kaldırdığımızda alternatifi ile karşılaşırız. Fakat ışığın frekansından dolayı bir enerjisi olduğunu da biliyoruz. Biz de enerjisinden yola çıkabiliriz.

Einstein'in kütle, enerji eşdeğer formülü, ışığın frekansına bağlı enerjisini formülü ile hesaplıyoruz. h= Planck Sabiti, λ= ışığın dalga boyu.

E görünen yere ışığın enerji formülünü koyalım sadeleştirirsek kalır, mc nin p'ye eşdeğer olduğunu bildiğimize göre , yani Planck Sabiti ile dalga boyunun bölümüne eşit olduğunu görüyoruz.

, kütleyi tek bırakırsak, , verileri yerine koyarak ışığın sanal kütlesini bulmamız mümkün. h=6,63. 10^-34 , λ= ışığın metre cinsinden dalga boyu ( burada her fotonun dalga boyuna göre, farklı sanal kütlesi olacağı anlaşılıyor) ve ışık hızının 299.792.458 m/s olduğunu biliyoruz.

Sonuç olarak, fotonlar dalga boylarının metre cinsinden miktarına göre kütle (ama sanal kütle) kazanabilir veya kaybedebilirler.^[1]

Ekli kaynak kısmına, ışığın frekansından ve Einstein'in kütle, enerji eşdeğer uzun formülünden yola çıkılarak, fotonların sanal kütlesinin hesaplanmasını ekledim.