Titelseite des Kapitels über mechanische und relativistische Grundlagen

Mechanische und relativistische Grundlagen

In der Teilchen- bzw. Hochenergiephysik werden Teilchen beschleunigt und dadurch so energiereich (man nennt sie daher "hochenergetisch"), dass ihre Impulse und Energien nicht mehr klassisch sondern relativistisch beschrieben werden müssen. In diesem

Kapitel sollen die relativistischen Grundlagen besprochen werden.
Der bekannteste Zusammenhang der relativistischen Mechanik ist zugleich die bekannteste physikalische "Formel" überhaupt: E = mc²

Sie sagt aus, dass Masse und Energie proportional zueinander sind. Der Proportionalitätsfaktor ist das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit, c².
Wir haben an anderer Stelle dieser Einführung in die Teilchenphysik die Prozesse Paarvernichtung und Paarerzeugung kennengelernt. Diese

beiden Vorgänge zeigen, dass Energie und Masse ineinander umwandelbar sind.
Aufgrund der Umwandelbarkeit und der Proportionalität spricht man auch von der Äquivalenz von Masse und Energie.

In diesem Kapitel sollen folgende Begriffe geklärt werden:

relativistische "Massenzunahme"
Zeitdilatation
relativistische Energie und relativistischer Impuls
relativistische Energie- und Impulsbeziehung
Dreier- und Vierer-Vektoren
invariante Masse