Bezhmotné částice - Massless particle

z Wikipedie, otevřené encyklopedie

V částicové fyziky , je nehmotné částice je elementární částice , jejíž klidová hmotnost je nulová. Dvě známé bezhmotné částice jsou oba měřené bosony : foton (nosič elektromagnetismu ) a gluon (nosič silné síly ). Nicméně, gluony se nikdy pozorována jako volné částice, protože jsou omezeny uvnitř hadronů . Neutrina byla původně považována za bezhmotná. Protože však neutrina při cestování mění chuť , musí mít alespoň dva typy neutrin hmotnost. Objev tohoto jevu, známého jako oscilace neutrin , vedl k tomu, že kanadský vědec Arthur B. McDonald a japonský vědec Takaaki Kajita sdíleli Nobelovu cenu za fyziku za rok 2015 .

název Symbol Antičástice Poplatek ( e ) Roztočit Interakce zprostředkovaná Existence
Foton γ 0 1 Elektromagnetismus Potvrzeno
Gluon
G
0 1 Silná interakce Potvrzeno
Graviton G 0 2 Gravitace Nepotvrzený

Speciální relativita

Chování bezhmotných částic je chápáno na základě speciální relativity . Například tyto částice se musí vždy pohybovat rychlostí světla . V této souvislosti se někdy nazývá Luxony aby se odlišily od bradyons a tachyonů . Ve speciální relativitě znamená klidová hmotnost invariantní hmotnost. Klidová hmotnost je stejná pro všechny pozorovatele s jakýmikoli referenčními rámci.

Dynamika

Je známo, že bezhmotné částice zažívají stejné gravitační zrychlení jako jiné částice (což poskytuje empirický důkaz pro princip ekvivalence ), protože mají relativistickou hmotnost , což funguje jako gravitační náboj. Kolmé složky sil působících na bezhmotné částice tedy jednoduše mění svůj směr pohybu, přičemž změna úhlu v radiánech je GM / rc 2 s gravitačním čočkováním , což je výsledek předpovídaný obecnou relativitou . Složka síly rovnoběžná s pohybem stále ovlivňuje částici, ale spíše změnou frekvence než rychlosti. Důvodem je, že hybnost bezhmotné částice závisí pouze na frekvenci a směru, zatímco hybnost masivních předmětů s nízkou rychlostí závisí na hmotnosti, rychlosti a směru (viz vztah energie a hybnost ). Bezhmotné částice se v časoprostoru pohybují po přímkách, nazývaných geodetika , a gravitační čočkování závisí na časoprostorovém zakřivení. Interakce gluon-gluon je trochu odlišná: gluony na sebe navzájem působí, ale protože zrychlení je rovnoběžné s linií, která je spojuje (i když ne v současných okamžicích), zrychlení bude nulové, pokud se gluony nepohybují ve směru kolmém na přímka, která je spojuje, takže rychlost je kolmá na zrychlení.

Gravitony

Teorie, které předpokládají, že gravitace je kvantována, zavádějí gravitony - bezhmotné tenzorové bosony (s rotací 2), které zprostředkovávají gravitační interakci. Neexistuje žádný přímý experimentální důkaz podporující jejich existenci. Nepřímý důkaz gravitonů však lze odvodit pomocí gravitačních vln .

Viz také

Reference