International Physics Masterclasses

Hybnosť

V každodennom živote je hybnosť definovaná ako súčin hmotnosti a rýchlosti nejakého objektu: . Avšak v urýchľovači LHC sa všetky častice pred i po zrážke pohybujú rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla (pre urýchlené protóny je v = 0,999999991c). Preto treba brať do úvahy Einsteinovu špeciálnu teóriu relativity a vzťah pre hybnosť bude trochu komplikovanejší, ale stále zvládnuteľný:

Začneme známym Einsteinovým relativistickým vzťahom

Tu E predstavuje energiu, p hybnosť, m0 hmotnosť častice a c je rýchlosť svetla. Hybnosť je vektorová veličina s troma zložkami, ktoré predstavujú projekcie na tri osi (x,y,z). Ak neviete, čo je to vektor, pokračujte odkazom Vektory.

Po jednoduchých matematických úpravách (jednoduché premiestňovanie argumentov vo vzťahu) môžete vyjadriť veľkosť hybnosti ako funkciu energie a hmotnosti:

V prírode sa hybnosť zachováva. To znamená, že čo do interakcie vstupuje, musí tiež vyletieť von, čo v našich zrážkach znamená ppred=ppo. Pre Z bozón, ktorý sa rozpadá na pár elektrón-pozitrón, to znamená pZ = pe- + pe+.

Kvízová otázka: V bežnom živote, kde počítame hybnosť ako p=m.v, narazíme na problém s časticami s nulovou hmotnosťou, ako napríklad fotón, ich hybnosť by bola nulová. Aká bude hybnosť častice s nulovou hmotnosťou vypočítaná podľa špeciálnej teórie relativity?

Späť na stránku Objavte znova Z bozón.