14: Релятивістські зіткнення
- Page ID
- 74317
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 14.1: Прелюдія до релятивістських зіткнень
- У суперколайдерах, таких як у ЦЕРН у Женеві та (раніше) Фермілаб у Чикаго, дрібні частинки, такі як електрони та протони, прискорюються до швидкості поблизу швидкості світла, а потім змушені зіткнутися один з одним у спробі створити екзотичні типи речовини (тобто непоширені частинки). Сама причина, чому це можна зробити, - це зв'язок між енергією, масою та імпульсом, заданий загальною версією відомого рівняння Ейнштейна.
- 14.2: Фотони
- Перш ніж зануритися в приклади, є одна частинка, яка потребує особливої уваги: фотон, або квант світла - з тієї іншої теорії початку 20 століття, відомої як квантова механіка. Фотони рухаються (за визначенням) зі швидкістю світла, і тому повинні бути безмасовими. Вони несуть енергію, хоча, що пов'язано з їх частотою.
- 14.3: Повністю нееластичне зіткнення
- При абсолютно нееластичному зіткненні частинки злипаються. Можливий приклад - поглинання фотона масивною частинкою, що призводить до збільшення його маси, а також, можливо, зміна його імпульсу.
- 14.4: Радіоактивний розпад і центр імпульсу кадру
- Радіоактивний розпад - це процес, за допомогою якого нестійкі частинки з великою масою; розпадаються на більш стійкі частинки з меншою масою. Хоча сам процес є квантово-механічним за своєю природою, динаміка радіоактивного розпаду описується особливою відносністю і по суті ідентична тим, що виникають при нееластичному зіткненні в зворотному напрямку.
- 14.5: Повністю еластичне зіткнення - розсіювання Комптона
- Як завершальний приклад зіткнення в спеціальній теорії відносності розглянуто абсолютно пружний випадок: зіткнення, при якому зберігається сумарний імпульс, сумарна кінетична енергія та маса всіх частинок.
Мініатюра: Чорна діра.