Relativistische Masse im Teilchenbeschleuniger
 

Hallo zusammen :D

eine Frage hab ich noch dann bin ich vorerst wieder versorgt :D

Nehmen wir einen Teilchenbeschleuniger. Den LHC z.B. Protonen werden beschleunigt auf sehr hohe Geschwindigkeiten. Aus Sicher eines Beobachters wie dem Beschleuniger selbst oder der Erde bzw. den Mitarbeiten der Anlage wird das Proton schwerer aufgrund der relativistischen Massezunahme. Das kann man ja auch dadurch belegen dass die Magneten immer mehr Energie benötigen um das Proton weiter zu beschleunigen.
Führt diese Masseänderung aus Sicht des Bezugssystems Erde auch zu einer erhöhten gravitativen Wirkung des Protons? Also krümmt dieses schnelle Proton die Raumzeit um sich mehr ?
Denn Masse ist ja die Ursache der Gravitation wenn ich das richtig verstanden habe?

Liebe Grüsse :)

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Ja und Nein!
Ja, da die Ruhemasse und der Impuls eines Teilchens in den Energie-Impuls-Tensor reinzählt. Dies für den Beobachter.
Wir sind aber in einer Relativitätstheorie, daher
Nein für den lokalen Beobachter, da er sich ja nicht bewegt und keinen Impuls hat.

Wenn ein Stern für sich wissen will, ob er zum SL wird, dann zählt nur die lokale Ruhemasse und nicht der Impuls (den er nicht feststellen kann)
Den Impuls seiner eigenen einzelnen Teilchen (die er feststellen kann) muss er wieder mitzählen

Beispiel: Ein Neutrino fliegt mit fast c auf die Erde zu. Das kann auch behaupten, dass es ruht und die Erde mit fast c angesaust kommt. Dann müssten fast alle Sterne und Planeten für das Neutrino ein SL sein.
Während ich den Text schreibe, bin ich mir aber sicher, dass die Erde kein SL ist.

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Ahhh okay interessant vielen Dank für die Antwort :)

Das bedeutet dass für die gravitative Wirkung einzig und alleine die reale Ruhemasse verantwortlich ist und nicht die relativistische.

Stimmt ja von der anderen Seite aus habe ich das garnicht betrachtet dass von außen einfliegende hochenergetische Teilchen dann natürlich die aus unserer Sicht ruhenden Massen ebenfalls mit deutlich höherer Masse ansehen würden.

Liebe Grüsse :)

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Eine bessere Formulierung als "einzig und alleine die reale Ruhemasse" ist "alle Energien in dem Ruhesystem des Objektes". Da kann auch Impuls mitzählen, aber nur aus dem Inertialsystem des Objektes heraus.

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Stimmt ja das wäre in Detail korrekter :)

Liebe Grüsse :)

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Wenn es um Quellen der Gravitation geht, da gibt's noch mehr, alles was im Energie-Impuls Tensor steht.

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meines Wissens hat bereits Albert Einstein (himself) davon abgeraten, von einer relativistischen Massenzunahme zu sprechen, da es hierfür keine beobachtbare Entsprechung in der Natur gibt. Er hat statt dessen vorgeschlagen, von einem relativistischen Impuls der Masse zu sprechen. Demnach wäre die Masse immer gleich der Ruhemasse und der Impuls aber relativistisch.

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Da hast du natürlich recht und ist auch irgendwie logisch

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So eine Formulierung finde ich extrem verwirrend: Masse und Impuls sind unterschiedliche Größen und haben unterschiedliche Einheiten.
Wenn Einstein das wirklich gesagt hat, dann gebe ich einen aus. :)

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Besser im Sinne von Hawkwinds Einwand: von einem relativistischen Impuls des Körpers zu sprechen.

Genau.

Relativistische Masse: Sinn oder Unsinn? (Spektrum.de, Andreas Müller)

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Ich denke, "relativistische Geschwindigkeit" macht mehr Sinn als "relativistischer Impuls": man kann sagen bei Geschwindigkeiten in der Nähe der Vakuumlichtgeschwindigkeit ist man im relativistischen (oder sogar hoch-relativistischen) Bereich. So eine unmittelbare quantitative Aussage ist bei Impulsen nicht möglich, da die Aussage bei Impulsen auch von der Ruhemasse abhängt.

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Die relativistische Masse nimmt um den Faktor Gamma 1/sqrt(1-v²/c²) zu.

Die Masse ist mit diesem Faktor sowohl in der relativitischen Energie als auch im relativistischen Impuls vertreten.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Test...puls-Beziehung

In beiden Fällen steigert sich der Wert bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit ins Unendliche.

Im nicht relativistischen Bereich (v«c) überwiegt bei der Energie das Quadrat der Geschwindigkeit, der Impuls steigt linear mit der Geschwindigkeit.

Obwohl die relativistische Energie keine Richtung hat, gibt es eine verwandte Größe, die als relativistische Energie-Impuls-Vierervektor bezeichnet wird und eine vierdimensionale Vektordarstellung der Energie und des Impulses eines Teilchens in der speziellen Relativitätstheorie darstellt. Dieser Vierervektor besteht aus der relativistischen Energie als zeitlicher Komponente und dem relativistischen Impuls als räumlicher Komponente. Der Vierervektor ist eine wichtige Größe in der speziellen Relativitätstheorie und kann verwendet werden, um die Energie- und Impulsübertragung zwischen Teilchen bei relativistischen Geschwindigkeiten zu beschreiben.

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Ich kenne da die 10% Daumenregel für die Geschwindigkeit v. Für beta = 0,1 gilt gamma ungefähr gleich 1,005. Ab da kann man relativistische Effekte dann vergleichsweise leicht messen und man kann deshalb ab diesem Bereich von relativistischen Geschwindigkeiten oder indirekt auch von den entsprechenden relativistischen Impulsen sprechen.

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Ich nehme an 10% der Lichtgeschwindigkeit oder 30.000km/h
Auch kein kleiner Aufwand Elektronen auf diese Geschwindigkeit zu beschleunigen.
https://www.leifiphysik.de/atomphysi...remst%20werden.

Aber in einen Blitz werden sie schon diese Geschwindigkeit bekommen und Röngenstrahlung erzeugen.

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Genau

BTW: Es entsteht dort sogar Gammastrahlung: Auch Blitze erzeugen Antimaterie, Erster Nachweis von blitzinduzieren Kernreaktionen in der Luft (scinexx.de, 24.11.2017)