Войти
В физике элементарных частиц, А безмассовая частица является элементарной частицей которого инвариантная масса равна нулю. Две известные безмассовые частицы являются калибровочными бозонами : фотон (переносчик электромагнетизма ) и глюон (переносчик сильного взаимодействия ). Однако глюоны никогда не наблюдаются как свободные частицы, поскольку они заключены внутри адронов. Первоначально считалось, что нейтрино безмассовые. Однако, поскольку нейтрино меняют аромат по мере своего путешествия, по крайней мере два типа нейтрино должны иметь массу. Открытие этого явления, известного как осцилляция нейтрино, привело к тому, что канадский ученый Артур Б. Макдональд и японский ученый Такааки Кадзита разделили Нобелевскую премию по физике 2015 года.
| Имя | Условное обозначение | Античастица | Заряд ( е ) | Вращаться | Взаимодействие опосредовано | Существование |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Фотон | γ | Себя | 0 | 1 | Электромагнетизм | Подтвержденный |
| Глюон | грамм | Себя | 0 | 1 | Сильное взаимодействие | Подтвержденный |
| Гравитон | грамм | Себя | 0 | 2 | Гравитация | Неподтвержденный |
Поведение безмассовых частиц понимается с помощью специальной теории относительности. Например, эти частицы всегда должны двигаться со скоростью света. В этом контексте их иногда называют люксонами, чтобы отличить их от брадионов и тахионов. В специальной теории относительности масса покоя означает инвариантную массу. Масса покоя одинакова для всех наблюдателей с любыми системами отсчета.
Известно, что безмассовые частицы испытывают то же гравитационное ускорение, что и другие частицы (что дает эмпирические доказательства принципа эквивалентности ), потому что они действительно имеют релятивистскую массу, которая действует как гравитационный заряд. Таким образом, перпендикулярные компоненты сил, действующих на безмассовые частицы, просто меняют направление своего движения, причем изменение угла в радианах составляет GM / rc 2 с гравитационным линзированием, что предсказывает общая теория относительности. Составляющая силы, параллельная движению, все еще действует на частицу, но изменяя частоту, а не скорость. Это потому, что импульс безмассовой частицы зависит только от частоты и направления, в то время как импульс низкоскоростных массивных объектов зависит от массы, скорости и направления (см. Соотношение энергия-импульс ). Безмассовые частицы движутся в пространстве-времени по прямым линиям, называемым геодезическими, а гравитационное линзирование зависит от кривизны пространства-времени. Глюон-глюонное взаимодействие немного отличается: глюоны действуют друг на друга, но, поскольку ускорение параллельно линии, соединяющей их (хотя и не в одновременные моменты), ускорение будет равно нулю, если глюоны не движутся в направлении, перпендикулярном направлению движения. линия, соединяющая их, так что скорость перпендикулярна ускорению.
Теории, которые постулируют квантование гравитации, вводят гравитоны - безмассовые тензорные бозоны (со спином 2), которые опосредуют гравитационное взаимодействие. Нет никаких прямых экспериментальных доказательств их существования. Однако косвенное свидетельство существования гравитонов может быть получено с помощью гравитационных волн.
