Безмассовая частица - Massless particle
В физика элементарных частиц, а безмассовая частица является элементарная частица чей инвариантная масса равно нулю. Две известные безмассовые частицы калибровочные бозоны: the фотон (носитель электромагнетизм ) и глюон (носитель сильная сила ). Тем не мение, глюоны никогда не наблюдаются как свободные частицы, так как они ограниченный в адроны.[1][2] Нейтрино изначально считались безмассовыми. Однако, поскольку нейтрино изменяют вкус во время своего путешествия по крайней мере два типа нейтрино должны иметь массу. Открытие этого явления, известного как осцилляция нейтрино, привело к канадскому ученому Артур Б. Макдональд и японский ученый Такааки Кадзита разделение 2015 года Нобелевская премия по физике.[3]
Имя | Символ | Античастица | Обвинять (е ) | Вращение | Взаимодействие опосредовано | Существование |
---|---|---|---|---|---|---|
Фотон | γ | Себя | 0 | 1 | Электромагнетизм | Подтвержденный |
Глюон | грамм | Себя | 0 | 1 | Сильное взаимодействие | Подтвержденный |
Гравитон | грамм | Себя | 0 | 2 | Гравитация | Неподтвержденный |
Специальная теория относительности
Поведение безмассовых частиц понимается в силу специальная теория относительности. Например, эти частицы всегда должны двигаться по скорость света. В этом контексте их иногда называют люксоны отличить их от брадионы и тахионы. В специальной теории относительности масса покоя означает инвариантную массу. Масса покоя одинакова для всех наблюдателей с любыми системами отсчета.
Динамика
Известно, что безмассовые частицы испытывают то же гравитационное ускорение, что и другие частицы (что дает эмпирические доказательства того, что принцип эквивалентности ) потому что у них есть релятивистская масса, который действует как гравитационный заряд. Таким образом, перпендикулярные составляющие сил, действующих на безмассовые частицы, просто меняют направление своего движения, причем изменение угла в радианах составляет GM/rc2 с гравитационное линзирование, результат предсказал общая теория относительности. Составляющая силы, параллельная движению, по-прежнему действует на частицу, но изменяя частоту, а не скорость. Это потому, что импульс безмассовой частицы зависит только от частоты и направления, в то время как импульс низкоскоростных массивных объектов зависит от массы, скорости и направления (см. соотношение энергия-импульс ). Безмассовые частицы движутся в пространстве-времени по прямым линиям, называемым геодезические, а гравитационное линзирование зависит от кривизны пространства-времени. Глюон-глюонное взаимодействие немного отличается: глюоны действуют друг на друга, но, поскольку ускорение параллельно линии, соединяющей их (хотя и не в одновременные моменты), ускорение будет равно нулю, если глюоны не движутся в направлении, перпендикулярном направлению движения. линия, соединяющая их, так что скорость перпендикулярна ускорению.[нужна цитата ]
Гравитоны
Теории, которые постулируют квантование гравитации, вводят гравитоны - безмассовые тензорные бозоны (со спином 2), которые опосредуют гравитационное взаимодействие. Нет никаких прямых экспериментальных доказательств их существования. Однако косвенное свидетельство гравитонов может быть получено гравитационные волны.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Валенсия, Г. (1992). «Аномальные связи калибровочного бозона на адронных суперколлайдерах». Материалы конференции AIP. 272 (2): 1572–1577. arXiv:hep-ph / 9209237. Bibcode:1992AIPC..272.1572V. Дои:10.1063/1.43410. S2CID 18917295.
- ^ Дебреску, Б.А. (2005). «Безмассовые калибровочные бозоны, отличные от фотона». Письма с физическими проверками. 94 (15): 151802. arXiv:hep-ph / 0411004. Bibcode:2005PhRvL..94o1802D. Дои:10.1103 / PhysRevLett.94.151802. PMID 15904133. S2CID 7123874.
- ^ Дэй, Чарльз (07.10.2015). «Такааки Кадзита и Артур Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года». Физика сегодня. Дои:10.1063 / PT.5.7208. ISSN 0031-9228.