Molte proprietà di un singolo fotone, come la densità, la massa a riposo e il momento angolare orbitale, sono ancora sconosciute. In uno studio precedente, il fotone è stato presentato come una struttura superfluida a sferoide prolato, con raggio sull’asse lungo, raggio sull’asse corto e volume, dotato di due spin – trasversale e longitudinale – che sono responsabili della traiettoria elicoidale tridimensionale dell’onda elettromagnetica. In questo studio sono state ricavate matematicamente la massa a riposo, la densità e l’energia del fotone ed è stata dimostrata la relazione tra il raggio del fotone e la sua frequenza.
Inoltre, viene chiarita la differenza tra le lunghezze d’onda di Compton e di de Broglie. La densità, il volume e la massa a riposo del fotone calcolati concordano con i precedenti risultati sperimentali. Gli spin longitudinali e trasversali simultanei del fotone sono forze mobili di traiettorie longitudinali e trasversali, che sono all’origine della forma elicoidale tridimensionale del campo elettromagnetico.
Viene proposto un nuovo meccanismo per il movimento dei fotoni e viene svelata la ragione del fotone in movimento a massa zero; un fotone che viaggia nello spazio ha massa zero perché i suoi confini dimostrano velocità relativa zero con il vuoto circostante.
Il momento angolare orbitale del fotone viene descritto utilizzando concetti di rotazione macroscopici simili e applicando le leggi dell’idrodinamica. Un fotone in rotazione è dotato di un vettore di velocità angolare la cui grandezza misura la velocità con cui il raggio dell’asse principale percorre un angolo e la cui direzione indica l’asse principale di rotazione che ruota in senso orario. L’angolo di deviazione viene calcolato con funzioni trigonometriche e viene rivelata l’origine del fattore Lorenz.
