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.

Bu soruya cevap vermemiz için öncelikli olarak Higgs Alanı'nın ne olduğunu ve parçacıkların bu alanla etkileşerek nasıl kütle kazandığını anlamamız gerekiyor: Higgs Alanı, büyük patlamadan bu yana evreni dolduran bir kuantum enerji alanıdır. Yani bütün evreni kaplar ve parçacıklarla etkileşime girer. Bu etkileşim sonucunda da parçacıklara kütle kazandırır. Ancak fotonlar gibi parçacıklar Higgs Alanı'yla etkileşime girmez(doğal olarak da bir kütleye sahip değillerdir). Bu kütlesizlik hâli ise fotonların vakumda; ışık hızı dediğimiz, saniyede 299.792.458 metre hıza ulaşmalarını sağlar. Biliyoruz ki bu hızın üzerine çıkmak mümkün değil. Çünkü daha önce de belirttiğimiz gibi kütleli parçacıklar Higgs Alanı'yla etkileşime girerler ve bu etkileşim, hızlanmaları yani ivmelenmeleri için bir enerjiye ihtiyaç duymalarına neden olur(Einstein'ın en bilindik formüllerinden biri olan "E=mc²"den bunun nedenini rahatlıkla anlayabiliyoruz). Temel konuları anladıysak asıl soruya geçebiliriz: Eğer fotonlar gibi kütlesiz parçacıklara kütle kazandırmak istiyorsak Higgs Alanı'yla etkileşime girmelerini sağlamanın bir yolunu bulmamız gerekiyor. Bir nevi sonsuz enerjiye sahip bu parçacıklara müdahalede bulunmak istiyorsak yüksek ihtimalle yine sonsuz enerjiye ihtiyaç duyarız. Ancak ne yazık ki biliyoruz ki evrenimiz sınırlı ve sınırlı olan evrenimizin içerisinde de yine sınırlı enerjiye sahibiz. Yani sorunun cevabı bildiğimiz fizik kuralları ve içerisinde bulunduğumuz evrenin koşullarında kısaca hayır kütlesiz cisimlere kütle kazandıramayız. Yine de eminim ki bu alanda uzman ya da en azından daha bilgili biri daha da açık ve cevabım yanlış ise daha doğru bir cevap verecektir.^[1][2][3][4]