International Physics Masterclasses

Hybnost

Pro potřeby běžného života je hybnost definována jako součin hmotnosti a rychlosti nějakého objektu: . V LHC se však částice pohybují téměř rychlostí světla (urychlené protony mají rychlost v=0,999999991c). Je tedy třeba brát v úvahu Einsteinovu speciální teorii relativity. Relativistická formule pro hybnost je o něco komplikovanější, ale pořád se dá zvládnout.

Začneme slavnou Einsteinovou relativistickou formulí pro energii

E zde označuje energii, p hybnost, m hmotnost a c rychlost světla. Hybnost je vektorová veličina se třemi složkami – projekcemi na tři osy (x,y,z). Pokud nevíte, co je to vektor, použijte odkaz Vektory.

Po jednoduché úpravě (umocnění shora uvedené formule na druhou, přesunutí veličin a opětném odmocnění) lze vyjádřit hybnost jako funkci energie a hmotnosti:

Hybnost se ovšem v přírodě zachovává. To znamená, že co vlétne dovnitř, musí také vyletět, což v našich srážkách částic znamená ppřed srážkou= ppo srážce. Pro boson Z rozpadající se na pár elektron-pozitron to znamená pZ = pe- + pe+.

Kontrolní otázka: V běžném životě (v nerelativistickém světě) počítáme hybnost jako p=mv a nastává problém s nehmotnými objekty jako foton, jejichž hybnost by podle toho byla 0. Jaká je hybnost částice s nulovou hmotností spočítaná podle relativistické formule?

Tudy se dostanete zpátky na hlavní stránku o měření.