Ускорители частиц достигают скорости света [дубликат]

Они становятся ужасно близко. Вместо того, чтобы говорить о «скорости» частиц, сотрудники ЦЕРН в конечном итоге говорят об «энергии» — потому что, как только вы достигаете 0,99 с и выше, ваша энергия продолжает увеличиваться (по сути, увеличивается масса), но скорость не увеличивается. т - много. Это выражается коэффициентом

$$\gamma = \frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$$ да, это следствие теории относительности. Текущий рекорд энергии составляет около 7 ТэВ для ядра свинца с «массой покоя» ~ 0,2 ТВ, что означает $\gamma=14$и v=0,997 с

В 2015 году LHC работал на протонах с энергией 6,5 ТэВ ( ссылка ); так как их масса намного меньше массы свинца (938 МэВ), это соответствует$\gamma$около 6900 и

$$v = 0.9997 c$$

У меня просто есть вопрос, который застрял в моей голове, и почему ускорители частиц не могут разогнать любую частицу до скорости света.

Это связано с волновой природой материи . Мы можем в буквальном смысле сделать материю из световых волн при образовании пар . Тогда мы сможем дифрагировать электроны . А на атомных орбиталях электроны «существуют как стоячие волны» . Изображения, подобные этому атому де Бройля, сделанному Кеннетом Снельсоном, немного упрощены, но они ясны:

Флорис сослался на фактор Лоренца. Взгляните на простой вывод о замедлении времени из-за относительной скорости в статье Википедии о замедлении времени. Фактор Лоренца можно вывести из теоремы Пифагора. Гипотенуза прямоугольного треугольника представляет световой путь, где c=1 в натуральных единицах. База представляет вашу скорость как часть c:

_{Изображение общественного достояния от Mdd4696, см. Википедию.}

Высота дает фактор Лоренца$\gamma$, и мы используем обратное выражение, когда это уместно, например, чтобы отличить замедление времени от сокращения длины.

Я предполагаю, что это связано с теорией относительности Эйнштейна.

Оно делает. Масса тела есть мера содержания в нем энергии. Излучающее тело теряет массу. При электрон-позитронной аннигиляции в гамма-фотоны два излучающих тела теряют массу. У нас есть доказательства таких вещей, как магнитный момент и спин электрона, где эффект Эйнштейна де Хааса демонстрирует, что «угловой момент вращения действительно имеет ту же природу, что и угловой момент вращающихся тел, как это понимается в классической механике».. Итак, снова посмотрите на изображение атома де Бройля и представьте электрон как волну, проходящую по кругу n=1: O. Затем поверните круг на бок вот так: | . Затем переместите его, и он будет напоминать луч света выше: /\. Это можно сравнить с растяжением винтовой пружины. Растягивать его становится все труднее и труднее, и вы не можете растянуть его прямее, чем прямо. Точно так же вы можете добавлять все больше и больше энергии, но вы не можете заставить электрон двигаться быстрее света.