Melissa, op aandringen van Marco (reactie hierboven) zal ik proberen om jouw vraag vanuit een wat andere invalshoek te beantwoorden en vanwege de samenhang begin ik achteraan:
is de rustmassa van een foton gelijk aan nul?
Als een deeltje beweegt dan is zijn totale massa de som van de rustmassa en de massa tengevolge van de beweging van het deeltje. De rustmassa van dit deeltje is een energiehoeveelheid die ter plekke onttrokken wordt aan de energie van het Higgsveld. En voor de duidelijkheid: het Higgsveld is een scalair veld en je kan je het Higgsveld dus voorstellen als een 3-dimensionale "wolk" waarbij ieder punt in dit veld een bepaalde energiewaarde of -grootte vertegenwoordigt. [Er zijn nog 2 velden die de gehele ruimte doordringen: het zwaartekrachtveld en het electromagnetisch veld.]
Op de plek waar het deeltje zich bevindt, is de waarde van het Higgsveld dus lokaal afgenomen met een hoeveelheid energie gelijk aan de rustmassa van het deeltje (zie de onderstaande provisorische schematische doorsnede: rode bol is het deeltje, het raster van lichtgele stippen is het Higgsveld).
Het voorgaande is wat verwarrend want waarom die naamgeving rustmassa?
Alle exotische deeltjes vervallen uiteindelijk in de bekende relatief stabiele deeltjes en ieder stabiel deeltje heeft een eigensoortige specifieke rustmassa. Het gros van deze stabiele deeltjes worden geacht uit verschillende combinaties van quarks te bestaan zodat de aanwezigheid van deze verschillen op grond van de inwendige opbouw min of meer voorstelbaar is.
Desondanks blijft de vraag waarom de deeltjes bijvoorbeeld niet allemaal 50% minder rustmassa bezitten: waarom de huidige waarden? Het antwoord is simpel: in de energie-overdracht van het Higgsveld naar het betreffende deeltje bevindt zich een soort asymmetrische energiedrempel. Het vergroten van de massa
rond het evenwichtspunt kost veel minder energie dan het verkleinen van de rustmassa. Dat spreekt natuurlijk ook voor zich want anders zou ieder deeltje uiteindelijk massaloos worden.
Deeltjes met rustmassa hebben uiteraard een aantal kenmerken en één van die kenmerken is dat deze deeltjes zich
niet constant met de snelheid van het licht verplaatsen. Een foton is dan ook geen deeltje met rustmassa en wisselwerkingen tussen het Higgsveld en het foton vinden niet plaats.
Het andere deel van je vraag was:
het foton blijkt toch massa te bezitten ondanks het feit dat jou het tegengestelde is geleerd (en je onderbouwt dit met een berekening).
Ons deeltje van daarnet had zoals gezegd niet alleen rustmassa maar ook massa ten gevolge van de beweging van dat deeltje. En denk je daar over na dan komt vanzelf de vraag naar boven wat nu eigenlijk het verschil is tussen beide massas.
In het antwoord op de eerste vraag stond al een aanwijzing: de massa-toename tengevolge van de beweging is niets anders dan een vergroting van de energie van de rustmassa.
Maar de energie voor deze massa-toename komt niet vrij uit het Higgsveld maar wordt gewoonlijk geleverd door de energie van elektromagnetische straling (fotonen als intermediaire deeltjes in de gedaante van golfvormige energiepakketjes).
Alleen al op grond van dit laatste wordt duidelijk dat fotonen geen massa kunnen bezitten want deze massa hadden wij onmiddellijk in de deeltjes-experimenten opgemerkt. Deeltjes met rustmassa onder invloed van elektromagnetische straling zouden veel meer in massa toenemen dan op grond van de energie van de betreffende fotonen beschikbaar is.
Melissa, wat jij dus eigenlijk hebt gedaan, is het omzetten van de electromagnetische energie van het foton in massa. Je hebt dus van het foton een soort "graviton" gemaakt...