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Die Spezielle Relativitätstheorie lässt die Möglichkeit zu, das Teilchen sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen können, sofern sie eine imaginäre Masse (imaginäre Ruhemasse m0) haben, das heisst m <0 ==> Masse=i*m mit i=Sqrt(-1). Dies basiert z.B. auf der Definition der relativistischen Masse M=m0/sqrt(1-v /c ) (m0=Ruhemasse, v=Geschwindigkeit, c=Lichtgeschwindigkeit)

Diese Teilchen können die Grenzgeschwindkeit v=c nicht erreichen (sonst M --> unendlich) und nicht nach unten hin überschreiten (wenn man fordert M reell, sonst wäre Ruhemasse m0 reell und M imaginär bei v>c), bewegen sich also immer mit v>c. Nach oben hin ist ihrer Geschwindkeit jedoch keine Grenze gesetzt. Man bezeichnet solche Teilchen in der theoretischen Physik oft als Tachyonen. Daneben werden aber auch Tachyonen ohne Masse vorhergesagt.

Teilchen mit imaginärer Masse bewegen sich rückwärts in der Zeit und werden bei Abbremsung schneller, sowie bei Beschleunigung langsamer (Eine Folge der relativistischen Zeitformel: t=t0*sqrt(1-v /c ) ). Das Quadrat ihrer Ruhemasse ist negativ, ihre Ruhemasse daher komplex-imaginär. Aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit oberhalb der Lichtgeschwindigkeit ist ihre Masse m ungleich ihrer Ruhemasse und wird sogar reell. Je höher ihre Geschwindigkeit, desto kleiner wird ihre relativistische Masse, sofern ihre Ruhemasse ungleich 0 ist. Wie Photonen haben sie einen Impuls und unterliegen dem Welle-Teilchen-Dualismus und der Heisenbergschen Unschärferelation.

Sich mit Überlichtgeschwindigkeit rückwärts in der Zeit bewegende Teilchen erscheinen einem irdischen Beobachter als sich mit Unterlichtgeschwindigkeit vorwärts in der Zeit bewegende Teilchen. Aus dieser Sicht sind gewöhnliche Teilchen und Massen identisch mit Tachyonen und imaginären Massen. Sich mit Unterlichtgeschwindigkeit rückwärts in der Zeit bewegende Teilchen erscheinen einem irdischen Beobachter als sich mit Überlichtgeschwindigkeit vorwärts in der Zeit bewegende Teilchen.

Wenn es sie gibt, haben sie offenbar keine elektrische Ladung und keine magnetischen Felder, da sie aufgrund der Tscherenkow-Strahlung sonst wohl schon entdeckt worden wären. Man glaubt, dass sie mit minimalem Energieaufwand in grosser Menge zu erzeugen wären, und wäre augrund ihres Impulse gut als Antrieb geeignet.

Daneben ergeben sich in einigen Theorien und Berechnungen für die negative Werte bei Massenquadraten ((m <0), so dass die Massen selbst imaginär wären. Unter anderem wurde das Neutrino als superluminales Teilchen mit imaginärer Masse vermutet.

Wechselwirken zwei imaginäre Tachyonen-Massen m1 und m2 gravitativ miteinander, so ergibt sich laut Newtonschem Gravitationsgesetz F ~ m1*m2=i |m1*m2|=-|m1*m2| eine negative Kraft also Abstossungskraft zwischen zwei solchen Tachyonen, was sogenannte Antigravitonen implizieren würde. Sie würden sich also verhalten wie eine Negative Masse m3 gegenüber "normaler" Masse m ( F ~ m3*m=-|m3*m| ).

Zwischen reellen und imaginären Massen gibt es jedoch keine reellen Kräfte, höchstens imaginäre Kräfte, sollten solche existieren, den F ~ m*(i*M)=i*|m*M| ist ebenfalls imaginär. Tachyonen werden also nicht durch Gravitation und Raumkrümmung beeinflusst und erzeugen selbst keine realen Gravitationskräfte.

Ob die imaginäre Masse nur ein Rechenhilfsmittel ist oder eine reale Bedeutung hat, ist umstritten.

Links:Bearbeiten

http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/bstuecke/42307/ http://www.teilchen.at/news/27072003hiesmayr27062003__114301PHIL.shtml

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