Запрещена ли отрицательная масса для связанной системы двух частиц?

Существует ли теорема, запрещающая связанной системе двух массивных частиц иметь отрицательную массу?

Верно ли это даже в классическом понимании? См. en.wikipedia.org/wiki/Positive_energy_theorem
Ваша система консервативна? Если ее нет, то вы можете иметь сколько угодно «эффективной отрицательной массы», просто нужно откуда-то поставлять необходимую энергию.

Ответы (2)

Отрицательная энергия связи сделала бы вакуум нестабильным.

Например, предположим, что виртуальные электрон и позитрон выскакивают из вакуума. Это требует энергии для создания частиц, но если бы их энергия связи могла быть больше по величине, чем их массы покоя, тогда они могли бы связываться, чтобы сформировать энергетическое состояние ниже, чем вакуум, из которого они были созданы. В результате вакуум самопроизвольно распадается на более низкое энергетическое состояние, которое затем становится новым состоянием вакуума.

Таким образом, вакуум по определению является состоянием с наименьшей энергией, которое может существовать, и никакое связанное состояние не может иметь общую энергию ниже этой.

Мне это не кажется полностью удовлетворительным ответом, потому что он предполагает, что у нас будет нижняя граница энергий состояний, так что у нас будет то, что мы можем назвать основным состоянием. Если бы масса пиона была отрицательной, то мы, по-видимому, начали бы производить пары кварк-антикварк и формировать множество пионов. Не будет ли это беглым процессом? Почему он должен заканчиваться в четко определенном основном состоянии?

В определениях специальной теории относительности масса - это положительный корень квадратного корня из скалярного произведения в четырехвекторном пространстве.

масса

При таком определении масса не может быть отрицательной по построению. Две покоящиеся частицы будут иметь нулевой импульс, а их массы будут линейно складываться для минимальной инвариантной массы их системы. Как только они получают импульс, инвариантная масса увеличивается. Связанные частицы обладают импульсом.

Как потенциальная энергия играет роль в этом аргументе? Или нет?
Это не так. Знак потенциала может быть относительно того места, где предполагается нуль. гиперфизика.phy-astr.gsu.edu/hbase/hyde.html
Я имел в виду, может ли масса связанной системы быть отрицательной по отношению к массе свободной, несвязанной, бесконечно отделенной составной частицы, подобно тому, как масса атома водорода (связанной системы) сравнивается с массами свободного электрона и протона. Поэтому я счел естественным положить потенциальную энергию равной нулю на бесконечности. (Мне следовало упомянуть, что я не думаю об ограничивающем потенциале.) Так что, боюсь, я до сих пор не понимаю, почему потенциальная энергия не имеет значения в аргументе.
Аргумент связан с ограничениями, которые специальная теория относительности устанавливает для масс. Масса должна пройти через добавление четырех векторов импульса. В связанном состоянии часть массы уходит на энергию связи, что важно при связывании ядер в ядра. Тогда сумма масс составляющих становится больше массы ядра. Вы спрашиваете, может ли масса ядра стать отрицательной? Должна быть возможность дойти до нуля, прежде чем стать отрицательным, а квантово-механические решения имеют основное состояние намного выше нуля.
Запрещена ли отрицательная масса для связанной системы двух частиц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v