Как инерция работает на уровне частиц?

Недавно я прочитал , что масса протона в основном не определяется механизмом Хиггса. Скорее, это энергия кварков, движущихся внутри протона, глюонов и других внутренних источников энергии.

Очевидно, что масса и энергия эквивалентны, поэтому я предполагаю, что мы можем вычислить массу покоя протона по энергии, которую он содержит. Но это заставило меня задаться вопросом, почему именно вы получаете «инерцию» или сопротивление ускорению вообще от энергии.

Почему вещи труднее двигать, когда у них больше энергии? Существует ли какой-то процесс, с помощью которого объекты с большой энергией сопротивляются изменениям в движении? Я чувствую, что все просто говорят Е "=" м с 2 на самом деле не задаваясь вопросом, почему мы вообще испытываем явление массы и инерции?

Вы смешиваете слишком много вещей одновременно. Инерцию можно назвать «сущностью» того, что делает масса. Что-то тяжелое, тогда трудно двигаться. Неважно, почему что-то имеет такую ​​массу.
Думаю, я пытался спросить, почему что-то труднее двигать, если у него больше энергии?
Тогда, возможно, вам следует отредактировать свой вопрос.

Ответы (2)

Большая часть физических интуитивных представлений о том, как работает инерция в теории относительности, исходит из изучения того, как работает механика в СТО. Например, в статье Википедии здесь есть хорошее резюме некоторых основ математики с использованием 4-векторов.

Физическая интуиция, стоящая за идеей инерции, сводится к идее, что если вы приложите силу к объекту, произойдет ускорение объекта, пропорциональное силе, с «массой» или «инерцией», являющимися коэффициентом, определяющим, насколько сильным будет изменение для данной силы. Теперь в нерелятивистском мире приложение силы к стационарному или движущемуся объекту приведет к одинаковому изменению скорости, которое вы будете наблюдать. Однако в теории относительности это неверно из-за того, что существует максимальная скорость, с . Итак, если вы приложите силу к покоящейся частице, вы увидите большое изменение скорости, но если частица уже движется очень близко к с , вам покажется, что он почти не изменился. Интересно отметить, что исторически СТО преподавали с идеей как массы покоя, м 0 и релятивистская масса м "=" γ м 0 "=" м 0 / 1 − ( в / с ) 2 (это масса в Е "=" м с 2 ) принять идею о том, что воспринимаемая масса становится бесконечной, когда скорость частицы приближается с во внимание, но в современной физике это в значительной степени опущено.

Итак, говорят, составляющие протона, движущиеся с чрезвычайно высокими скоростями, сопротивляются изменениям в движении из-за этого релятивистского эффекта массы? То есть без специальной теории относительности мы не смогли бы объяснить массу протона?
Да. Идея о том, что энергия, такая как энергия связи, которая удерживает протон вместе, создает эффективную инерцию или массу, исходит из теории относительности. Е "=" м с 2 Уравнение — это простейшая форма, которая буквально говорит, что масса — это форма энергии, что, как оказывается, означает, что масса может быть преобразована в энергию или, наоборот, что энергия может быть превращена в массу (связанная энергия).

Почему вещи труднее двигать, когда у них больше энергии? Существует ли какой-то процесс, с помощью которого объекты с большой энергией сопротивляются изменениям в движении?

Это не общий ответ, но он должен помочь вам более интуитивно понять, почему это происходит.

Рассмотрим две одинаковые коробки, обе коробки имеют идеально отражающую внутреннюю часть. Один ящик пуст, а в другом находится связка изотропных некогерентных фотонов. Из-за фотонов «полный» ящик обладает большей энергией, а поскольку фотоны переносят импульс, на стенки оказывается давление. В состоянии покоя это давление изотропно.

Теперь, когда вы пытаетесь ускорить полный ящик, фотоны смещаются в синюю область после столкновения с задней стенкой и смещаются в красную область после столкновения с передней стенкой из-за эффекта Доплера. Это приводит к тому, что результирующая сила на задней стенке больше, чем результирующая сила на передней стенке от фотонов. Это означает, что ящик с большей энергией имеет большую инерцию.

Оказывается, в силу относительности все формы энергии ведут себя одинаково.

Как инерция работает на уровне частиц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v