Фотон не имеет массы покоя, но обладает импульсом и может толкать объекты.

Фотон — элементарная частица света — не имеет массы покоя, но обладает импульсом и энергией. Это кажется парадоксальным: как может двигаться и толкать то, что не весит? Ответ кроется в релятивистской механике Эйнштейна. Согласно его теории, энергия и импульс связаны формулой E=pc для фотонов, где p — импульс, а c — скорость света. Таким образом, даже без массы покоя фотон переносит реальный импульс, пропорциональный его энергии. Это явление, названное световым давлением, было предсказано теоретически в XIX веке в работах Максвелла и впоследствии подтверждено экспериментально. Давление света чрезвычайно мало — для видимого света оно составляет примерно 3–7 микропаскалей на квадратный сантиметр при нормальной освещённости. Однако при сосредоточении мощного лазерного луча давление становится заметным и может манипулировать микроскопическими объектами. Примечательно, что световое давление работает как в материалах, так и в вакууме. Атомы и молекулы поглощают или отражают фотоны, изменяя свой импульс. На этом принципе основаны оптические пинцеты — устройства для захвата и перемещения биологических клеток с помощью сфокусированного лазера, которые широко применяются в молекулярной биологии и микрохирургии. Более масштабный проект — солнечные паруса для космических кораблей, где давление солнечного излучения, хотя и мизерное по отдельности, может разогнать космический аппарат до больших скоростей при длительном воздействии.