Relativistisk partikel

En relativistisk partikel  er en partikel, der bevæger sig med en relativistisk hastighed , det vil sige en hastighed, der kan sammenlignes med lysets hastighed . Bevægelsen af ​​sådanne partikler, betragtet som klassiske (ikke kvante ) materielle punkter , er beskrevet af speciel relativitet . Masseløse partikler ( fotoner , gravitoner , gluoner osv.) er altid relativistiske, da de kun kan eksistere ved at bevæge sig med lysets hastighed.

Massive partikler siges at være relativistiske, når deres kinetiske energi er sammenlignelig med eller større end energien mc² svarende til deres hvilemasse (denne betingelse betyder, at deres hastighed nærmer sig lysets hastighed ). Hvis energien af ​​en partikel er meget større end dens hvileenergi, kaldes en sådan partikel ultrarelativistisk .

Massive relativistiske partikler skabes i partikelacceleratorer . I naturen eksisterer de i kosmisk stråling . Elektroner og positroner , født i beta-henfald af atomkerner, er også ofte relativistiske (når deres energi er tæt på eller overstiger 511 keV  - massen af ​​en elektron). Neutrinoer og antineutrinoer udsendt af beta-henfald er næsten altid ultrarelativistiske, fordi deres masse er meget lille (mindre end 1 eV). I astrofysik genereres relativistiske stofstråler , sammensat af relativistiske partikler, i kernerne af aktive galakser og kvasarer .

Krydsningen af ​​grænsen mellem to medier med forskellig permittivitet med en ladet relativistisk partikel ledsages af emission af overgangsstråling . Bevægelsen af ​​en relativistisk ladet partikel i et medium med en hastighed, der overstiger lysets hastighed i dette medium, ledsages af udsendelsen af ​​Cherenkov-stråling . Begge fænomener bruges til at detektere og måle energien af ​​ladede partikler.

Kvantemekanikken er utilstrækkelig til en kvantebeskrivelse af relativistiske partiklers bevægelse; en selvkonsistent teori om relativistiske kvantesystemer er kvantefeltteori .

Se også