Astronet > Massa pokoya

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Massa pokoya

- odna iz osnovnyh harakteristik elementarnyh chastic, opredelyaetsya kak massa chasticy v sisteme otscheta, po otnosheniyu k k-roi chastica pokoitsya. Vse stabil'nye elementarnye chasticy obladayut strogo opredelennymi znacheniyami M. p., prisushimi dannomu sortu chastic. Iz teorii otnositel'nosti sleduet, chto vsyakoe telo s M. p. m₀ obladaet energiei $\varepsilon_0=m_0 c^2$ . Eto i est' izvestnoe sootnoshenie Einshteina, opredelyayushee energiyu pokoya. Sootnoshenie Einshteina pozvolyaet opredelit' M. p. v energetich. edinicah. V etom smysle v fizike elementarnyh chastic inogda vyrazhayut M. p. v elektronvol'tah (eV). Napr., M. p. elektrona m₀=0,511 MeV, neitrona m₀= 939,57 MeV, protona m₀= 938,28 MzV, u $J/\psi$ -chasticy m₀= 3,095 MeV, u W-bozona $m_0\approx(81 \pm 2)$ GeV. Esli telo dvizhetsya i obladaet impul'som r, to po teorii otnositel'nosti ego polnaya energiya
$\varepsilon=\sqrt{\varepsilon_0^2+p^2c^2}=m_0c^2\sqrt{1+(p/m_0c)^2}$ (*)
ili (pri $p\ll m_0c$ ) $\varepsilon=\varepsilon_0+p^2/2m_0$ . T.o., v nerelyativistskoi oblasti (t.e. pri skorostyah, malyh po sravneniyu so skorost'yu sveta) polnaya energiya svobodnoi chasticy mozhet byt' predstavlena kak summa energii pokoya i kinetich. energii. Skorosti chastic kosmich. luchei, a takzhe chastic, poluchaemyh na uskoritelyah, priblizhayutsya k skorosti sveta. Takie chasticy naz. ul'trarelyativistskimi (sverhrelyativnstskimi). V etom sluchae $p\gg m_0c$ i polnaya energiya
$\varepsilon\approx pc+m_0^2c^4/2pc$ .

Kinetich. energiya chasticy $\varepsilon_k=\varepsilon-m_0c^2$ . Velichina $m=\varepsilon/c^2$ dvizhusheisya chasticy harakterizuet ee inercionnye i gravitiruyushne sv-va. Ee inogda naz. relyativistskoi massoi. Sootnoshenie mezhdu m i m₀ ustanovleno spec. teoriei otnositel'nosti:
$m=m_0/\sqrt{1-v^2/c^2}$ ,
gde v - skorost' chasticy. Otlichie m ot m₀ stanovitsya zametnym lish' pri skorostyah dvizheniya, sravnimyh so skorost'yu sveta. Pri $v\to c$ energiya chastic, obladayushih M. p., neogranichenno vozrastaet. M. p. fotonov, dvizhushihsya so skorost'yu sveta, ravna nulyu. Iz f-ly (*) sleduet, chto u takih chastic $\varepsilon=c|{bf p}|$ .

Sistema, sostoyashaya iz nesk. chastic (v t.ch. i s nulevoi M. p.), obladaet energiei pokoya, vychislyaemoi po f-le
$\varepsilon_0^2=(\sum\varepsilon_i)^2-c^2(\sum p_i)^2$ ,
gde $\varepsilon_i$ i p_i - energiya i impul's otdel'noi chasticy. Iz etoi formuly po izmerennym energiyam i impul'sam produktov raspada opredelyayut M. p. korotkozhivushih chastic. Kvantovomehanicheskoe sootnoshenie neopredelennostei $\Delta\varepsilon\Delta t\approx\hbar$ svyazyvaet vremya zhizni chastic s shirinoi raspredeleniya po $\varepsilon_0$ , t.e. s neopredelennost'yu v velichine ih M. p. Massa pokoya sostavnyh svyazannyh sistem otlichaetsya ot summarnoi M. p. sostavlyayushih ee chastic na velichinu energii svyazi.

Kinetich. energiya teplovogo dvizheniya chastic v nedrah zvezd glavnoi posledovatel'nosti poryadka nesk. keV, t.e. gorazdo men'she, chem M. p. elektrona (v energetich. ed.). Eto znachit, chto v takih zvezdah chasticy vedut sebya kak nerelyativistskie - effekty teorii otnositel'nosti prenebrezhimo maly. Odnako na zaklyuchit, stadiyah zvezdnoi evolyucii v nedrah zvezd mogut voznikat' usloviya, kogda kinetich. energiya teplovogo dvizheniya elektronov v goryachih massivnyh zvezdah ili energiya Fermi elektronov v vyrozhdennyh yadrah zvezd nachinayut prevyshat' M. p. elektronov. Vozmozhnoe nalichie u neitrino maloi (~30 eV) M. p. prakticheski ne proyavlyaetsya v neitrinnyh processah v zvezdah, poskol'ku harakternye energii neitrino v takih processah znachitel'no prevyshayut velichinu M. p. Odnako neitrino s otlichnoi ot nulya M. p. mogut ispytyvat' t.n. neitrinnye oscillyacii (sm. takzhe Neitrinnaya astrofizika), k-rye mogut sushestvenno vliyat' na nablyudeniya potokov kosmich. neitrino, v chastnosti umen'shit' v nesk. raz potok elektronnyh neitrino ot Solnca.

Esli M. p. neitrino ~ 30 eV, to sovr. srednyaya plotnost' Vselennoi opredelyaetsya, vozmozhno, plotnost'yu reliktovyh neitrino. V etom sluchae neitrino opredelyayut stroenie i evolyuciyu Vselennoi, a evolyuciya neodnorodnostei ih plotnosti opredelyala formirovanie i razvitie struktury Vselennoi (sm. Model' goryachei Vselennoi).

(M.Yu. Hlopov)

M. Yu. Hlopov, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: massa pokoya Publikacii so slovami: massa pokoya
Sm. takzhe: Massa pokoya

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati