Relatividad (física): ¿Es la masa una forma o un efecto?

La relación entre la energía [math] E [/ math], la masa en reposo [math] m [/ math] y el momentum [math] p [/ math] de una partícula (o un sistema) se da, de acuerdo con la relatividad especial, por la ecuación
[math] E ^ 2 = m ^ 2 + p ^ 2 [/ math]
donde establecemos [math] c = 1 [/ math] para mayor brevedad. Así que la impresión que tienes es incorrecta. Necesitas cambiar tu forma de pensar acerca de la energía, la masa y el impulso. Estas cantidades deben estar relacionadas por esta ecuación en todo momento . Por lo tanto, cuando una cantidad cambia, al menos una de las otras dos también debe cambiar. Por ejemplo, si agrega impulso, debe eliminar la masa, agregar energía o ambos.

Tomemos, por ejemplo, una colisión entre dos protones en un acelerador de partículas. La masa en reposo de los protones es una constante; siempre tiene [math] m_ {p} \ approx940 \, \ mathrm {MeV} [/ math]. Entonces, cuando los protones están (hipotéticamente) en reposo , su impulso es [math] p = 0 [/ math] y, por lo tanto, su energía es simplemente [math] E = m_p \ approx940 \, \ mathrm {MeV} [/ math]. Ahora aceleramos los protones, dándoles un gran impulso [math] p [/ math]. Su energía se vuelve más y más grande a medida que ganan más impulso.

Luego viene el paso crucial: los dos protones chocan con la energía muy grande [math] E [/ math] a la que fueron acelerados. Los protones se destruyen y otras partículas se crean en el proceso, utilizando la energía de los protones. Una de estas partículas podría ser, por ejemplo, un bosón de Higgs, que tiene una masa en reposo de [math] m_H \ approx126 \, \ mathrm {GeV} [/ math], ¡aproximadamente 134 veces la masa de los protones originales! Lo que sucedió aquí es que [math] E [/ math] se mantuvo igual en la ecuación anterior, ya que la energía se conserva, pero [math] m [/ math] se hizo mucho más grande, por lo que [math] p [/ math] tuvo que hacerse mucho más pequeño.

En conclusión, la respuesta es que la masa no es una forma de energía, ni es un “efecto”. Energía, masa y momento son cantidades intercambiables.

Espero que esto ayude a aclarar las cosas, si no, puede hacer un comentario sobre mi respuesta.

Busque la ley de Shepard que debería arrojar algo de luz. Añadir respuesta