Masse

Eigenschaft von Teilchen.

Einheiten Die alltägliche Einheit für Massen ist das Kilogramm. In der Teilchenphysik führt dies zu sehr kleinen Zahlen. Daher ist hier die gebräuchliche Einheit eine Million Elektronenvolt (Megaelektronenvolt).

Einige häufig verwendete Massen

Ruhemasse des Elektrons

me9,109x10-31 kg = 511 MeV/c2

Ruhemasse des Protons

mp = 1,673x10-27 kg = 938.272 MeV/c2

Ruhemasse des Neutrons

mn = 1,675x10-27  kg = 939.565 MeV/c2

Schwere und träge Masse Massen macht sich auf zwei unterschiedlichen Arten bemerkbar: Über die so genannte schwere Masse ziehen sich Gegenstände an. Die schwere Masse ist es, die uns zum Erdmittelpunkt drückt und für den Ausschlag einer Personenwaage sorgt. Die schwere Masse ist damit die Ladung der Schwerkraft. Unsere träge Masse hingegen leistet Widerstand, wenn jemand versucht, uns zu beschleunigen oder abzubremsen. Es ist eine der Grundannahmen der allgemeinen Relativitätstheorie, dass diese beiden Masseformen gleich sind. Stellen Sie sich dazu die folgende Situation vor: Sie befinden sich eingesperrt in einem dunklen Raum und werden gegen den Boden gedrückt. Dies könnte nun daran liegen, dass sich der Raum auf einem Planeten befindet und ihre schwere Masse Sie zu Boden drückt. Es könnte aber auch sein, dass der Raum nach oben beschleunigt wird und Ihre Trägheit für die gefühlte Schwere verantwortlich ist.

Masse im Standard-Modell der Teilchenphysik Im Standard-Modell der Teilchenphysik vermuten Physiker, dass die Masse der Elementarteilchen durch den Higgs-Mechanismus entsteht. Der Großteil der Masse normaler Materie entsteht jedoch nicht durch den Higgs-Mechanismus. Dieser sorgt nur für wenige Prozent der Masse der Protonen, die aus Quarks zusammengesetzt sind. Die restlichen rund 95 Prozent der Masse gehen auf die Energie zurück, die in der starken Kraft zwischen den Quarks steckt. Denn nach der speziellen Relativitätstheorie können Energie und Masse ineinander überführt werden.

Energie und Masse

Nach der Speziellen Relativitätstheorie gilt: E=mc2. Masse und Energie sind also nicht gleich, sondern über den Faktor c2 miteinander verbunden.

Nimmt man für die Einheit der Masse nun die Einheit der Energie, das Elektronenvolt, so unterschlägt man den Faktor c2. Dies ist rechtens, wenn man die Lichtgeschwindigkeit c auf 1 (ohne Einheiten) setzt und die Einheiten für Länge und Zeit entsprechend umdefiniert.


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