Инвариантната маса е

Неизменна маса

Масата на покой,инвариантната масае скаларна величина, която характеризира инерцията на тялото от гледна точка на теорията на относителността (както специална, така и обща). Едно от обобщенията намасаот класическата физика; в съвременните трудове по теория на относителността, ядрената физика, физиката на елементарните частици и т.н. обикновено се нарича просто "маса". Доминиращата гледна точка е, че термините "маса на покой" и "релативистична маса" са остарели; първото трябва да се замени с термина „маса“, второто трябва да се изхвърли напълно, тъй като може да доведе до недоразумения [1] [2] . В тази статия термините "маса" и "маса на покой" се използват взаимозаменяемо.

Останалата масанее допълнително количество. И така, масата на покой на система от две (или повече) взаимодействащи тела, най-общо казано, не е равна на сумата от техните маси на покой. Масата на покой е неадитивен дори в случай на невзаимодействащи (но движещи се) обекти; Така общата маса на покой на система от два фотона (частици с нулева маса), движещи се в различни посоки, е различна от нула.

Масата на покой е релативистичен инвариант, т.е. не зависи от избора на отправна система.

Съдържание

Определение

къдетоcе скоростта на светлината,pе 4-импулсът,gе метричният тензор пространство-време, индекси се използва конвенцията за сумиране върху повтарящи се индекси.

В специалната теория на относителността, където метричният тензор е истинско равенство:

къдетоEе енергията на тялото и е 3-векторът на неговия импулс.

Понякога се разглежда стойносттаенергия на покойE0 =mc2, въпреки че от гледна точка на теорията на относителността няма разлика между тази стойност и масата на покой, тъй като те винагиса пропорционални един на друг (различават се само с коефициентаc²) и са физически еквивалентни. В системата от единици, често използвана в релативистката физика, къдетоcсе приема за безразмерно и равно на 1, тези две величини просто съвпадат.

Класификация на частиците по стойност на масата

Масата на покой на тялото по принцип е неотрицателна величина и трябва да бъде равна на нула за тяло, движещо се със скоростта на светлината (фотон). Концепцията за масата на покой е особено важна за физиката на елементарните частици, тъй като позволява разделянето набезмасовичастици (винаги движещи се със скоростта на светлината) отмасивни(чиято скорост винаги е по-ниска от скоростта на светлината).

положителна маса

Частиците с положителна маса (тардиони) включват почти всички частици от Стандартния модел: лептони, кварки, W- и Z-бозони. Тези частици могат да се движат с всяка скорост, по-малка от скоростта на светлината, включително в покой. Тардионите също включват всички известни съставни частици: протони, неутрони, хиперони и мезони.

Нулева маса

Понастоящем известните частици с нулева маса (безмасови, луксони) включват фотони и глуони. Такива частици в свободно състояние могат да се движат само със скоростта на светлината. Но тъй като от квантовата хромодинамика следва, че глуоните не съществуват в свободно състояние, само фотони могат да бъдат директно наблюдавани, движещи се със скоростта на светлината. Дълго време се смяташе, че неутриното също има нулева маса, но откриването на осцилациите на вакуумното неутрино показва, че масата на неутриното, макар и много малка, не е равна на нула.

Трябва да се отбележи, че комбинация от няколко частици с нулева маса може и, например, в случай на заплетени частици, трябва да има различна от нула маса.

отрицателна маса

Частиците с отрицателна маса биха се движили със скорост, по-малка от скоростта на светлината, подобно на тардионите, и биха имали отрицателна енергия и импулс, насочени в посока, обратна на посоката на движение. Предположението за съществуването на отрицателни маси води до известни трудности при тълкуването на принципа на еквивалентността и закона за запазване на импулса. В същото време общата теория на относителността допуска съществуването на локални пространствени области с отрицателна плътност на енергията-импулс. По-специално, такъв регион може да бъде създаден с помощта на ефекта на Казимир [3] .

въображаема маса

В рамките на специалната теория на относителността съществуването на частици с въображаема маса, т. нар. тахиони, е математически възможно. Такива частици ще имат реални стойности на енергия и импулс и тяхната скорост винаги трябва да бъде по-висока от скоростта на светлината. Предположението за възможността за наблюдение на единични тахиони обаче предизвиква редица методологични трудности (например нарушаване на принципа на причинно-следствената връзка), поради което в повечето съвременни теории единичните тахиони не се въвеждат. Въпреки това, в квантовата теория на полето може да се въведе въображаема маса, за да се разгледа тахионната кондензация, която не нарушава принципа на причинно-следствената връзка.

Тълкуване на термина

Ако инвариантната маса на тялото е положителна, тогава тя е равна на инерционната маса на тялото в съпътстващата отправна система. Когато скоростта на тялото се променя, неговата инвариантна маса остава постоянна, ако състоянието на самото тяло не се променя. Следователно релативистичните физици, като правило, говорят просто замасата на частица, като пропускат думата "инвариант". Има визия за термина "инвариантна маса" като остаряла. [1]

В нерелативистката физика не възниква необходимостта от специални резерви по отношение на определението за маса, тъй като при малкискоростите на определяне на масата се различават само с коефициент 1 + (v/c) 2 , което дава незначителна разлика.

↑12L. Б. Окун,За писмото на Р. И. Храпко „Какво е маса?“, Успехи на физическите науки, 2000, том 170, стр. 1366.
↑L. Б. Окун,Формула на Айнщайн: E0 = mc². „Не се ли смее Господ Бог?“, Успехи физических наук, 2008, том 178, с. 541.
↑M. Morris, K. Thorne и U. Yurtsever, Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition,Physical Review, 61, 13, September 1988, pp. 1446-1449

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "непроменлива маса" в други речници:

Маса – Този термин има и други значения, вижте Маса (многозначност). Маса Размер M SI единици kg ... Wikipedia