Quantità di moto
Normalmente la quantità di moto di un certo oggetto è definita come il prodotto della sua massa per la sua velocità: . Tuttavia a LHC tutte le particelle, sia prima che dopo le collisioni, viaggiano quasi alla velocità della luce (v=0,999999991c per i protoni accelerati). Devi quindi usare la teoria delle relatività speciale di Einstein, nella quale la formula della quantità di moto è legggermente più complicata, ma ancora semplice da usare.
Partiamo con la famosa formula di Einstein
Qui E indica l'energia, p la quantità di moto, m la massa e c la velocità della luce. La quantità di moto è un vettore con tre proiezioni sugli assi (x,y,z). Se non sai cosa è un vettore vai a Vettori.
Con un piccolo calcolo algebrico (un semplice riarrangiamento degli elementi della formula) puoi esprimere la quantità di moto in funzione dell'energia e della massa:
In natura la quantità di moto è conservata. Il che significa che ciò che "entra" deve anche "uscire", ovvero, nelle nostre collisioni di particelle: pprima=pdopo. Per un bosone Z che decade in una coppia elettrone-positrone ciò significa pZ = pe- + pe+.
Un piccolo quiz: nella versione normale (non relativistica) della quantità di moto p=mv, oggetti di massa nulla, come il fotone, hanno per definizione una quantità di moto nulla. Cosa accade invece alla quantità di moto di una particella di massa nulla in relatività speciale?