Фото́н (гамма-квант), элементарная частица, квант электромагнитного поля. Масса покоя фотона (экспериментальное ограничение г), поэтому его скорость равна скорости света. Спин фотона равен 1 (в единицах постоянной Планка ), следовательно, фотон относится к бозонам. Проекции спина фотона на направление движения (спиральность) равны ±1; этому в классической электродинамике соответствует поперечность электромагнитной волны.
Так как не существует системы отсчёта, в которой фотон покоится, у него нет определённой внутренней чётности. В зависимости от электрической и магнитной мультипольности системы зарядов, излучившей данный фотон, различают состояния фотона электрического и магнитного типа. Фотон как истинно нейтральная частица обладает зарядовой чётностью . Фотон участвует не только в электромагнитном, но и в гравитационном взаимодействии.
Представление о фотонах возникло в ходе развития квантовой теории и теории относительности (термин «фотон» введён Г. Льюисом в 1926). В 1900 г. М. Планк получил формулу для спектра теплового излучения абсолютно чёрного тела, исходя из предположения, что излучение электромагнитных волн происходит определёнными порциями – «квантами», энергия которых может принимать дискретный ряд значений, кратных неделимой порции – кванту , где – частота электромагнитной волны, . Развивая идею Планка, А. Эйнштейн ввёл гипотезу световых квантов, согласно которой электромагнитное излучение само состоит из таких квантов, и на её основе объяснил ряд закономерностей фотоэффекта, люминесценции, фотохимических реакций. Построенная Эйнштейном специальная теория относительности создала предпосылки считать электромагнитное излучение одной из форм материи, а световые кванты – реальными элементарными частицами. Опытами А. Комптона по рассеянию рентгеновских лучей установлено, что кванты излучения подчиняются тем же кинематическим законам, что и частицы вещества; в частности, квант излучения с частотой обладает также и импульсом (т. н. Эффект Комптона).
В результате развития квантовой механики стало ясно, что ни наличие волновых свойств, ни способность исчезать или рождаться в актах поглощения и испускания не выделяют фотон среди других элементарных частиц. Всем частицам вещества присущи и корпускулярные, и волновые свойства; была установлена возможность взаимопревращения элементарных частиц. Так, в электростатическом поле атомного ядра фотон с энергией > 1 МэВ может превратиться в электрон и позитрон (рождение пары), а при столкновении электрона и позитрона может произойти их аннигиляция в два (или три) -кванта.
Квантовой теорией взаимодействия фотонов с заряженными лептонами является квантовая электродинамика. В 1960-х гг. была создана теория электрослабого взаимодействия, в которой фотон вместе с промежуточными векторными бозонами осуществляет связь между токами. В теориях, объединяющих различные фундаментальные взаимодействия на основе суперсимметрии, фотон имеет своего гипотетического суперпартнёра – фотино.