Paigalpüsivas massi omavas (seisumassiga) objektis on energia sisaldus dzaulides leitav selle massi kilodes korrutamisega valguse kiiruse ruuduga ehk ~9.0 × 1016 dzauli iga kg kohta. Kui selline energiahulk vabaneks sekundiga, siis see oleks võrreldav 9x 1012 tonnisele objektile (näiteks ~9000 kuupkilomeetrile veele) sekundis mõjuva gravitatsiooniga.
Mass on iga gravitatsiooni tugevuse korral leitav seosega selle energia jagatud valguse kiiruse ruut.
Samas liikuva massi korral lisandub sellele liikumise kineetiline energia ning valguse kiirusele lähenedes kasvab see täiendavalt relatiivsuse tõttu mis praeguse arusaama järgi võib kasvatada osakese energiat lõputult.
Kuna relatiivsuse järgi on energia lisamine või kaotus vastavalt massi lisav või eemaldav, siis näiteks soojendades vett 1 dzauli soojusenergia võrra suureneb selle mass 1.11×10−17 kg võrra.
21 kilotonnise tuumarelva lagunemisel laguneks 1 grammi jagu osakesi energiaks. Tuuma pooldumisel kaob ~0,1% massist energiaks muutudes ning tuumade liitumisel saab ~0,3% massist energiaks.
Keemias võidakse selle seosega pidada molekuli veidi vähem massiivsemaks kui selle aatomeid üksikuna kokku ning erinevus energias on see energia hulk mida peaks molekulis kulutama aatomite lahti saamiseks. Algselt läks see mass kaduma soojusena kui molekul moodustus.
Footonitel puudub seisumass kuid nende relativistlik mass on samuti energia jagatud valguse kiiruse ruut. Seisumassi võib illustreerida äärmusliku punanihkega. Kiirguse energia sõltub selle sagedusest ning mida kiiremini liikuda valgusallikast eemale seda väiksema sagedusega see paistab ning seda väiksema energiaga see oleks. Kui valgusallikas eemalduks valguse kiirusel, siis oleks selle kiirguse sagedus null hertsi ja selle energiahulk jõuaks samuti nullini mistõttu sellise matemaatika järgi ei saa footonil seisumassi arvestada.
Varasem energia-massi seose valem leiti vaakumit täitvat "eetrit" kirjeldava Umovi poolt 1873. aastal seosega Е = kmc2 , kus k väärtus oli 0,5-1 vahel.
Esialgu ei olnud nendel valemitel otstarvet kuid neid hakati tõsisemalt võtma kui tekkis vajadus selgitada radioaktiivsusega vabanenud suurte energikoguste teket.
Einsteini 1905. aasta esialgne ~1 leheküljeline artikkel (ingliskeelne tõlge) väitis kitsamalt, et muutus massis võrdub L/c2 kus elektromagnetkiirgusena eraldunud energiat tähistati L'ga.
Kineetilise energia p valem arvestades relatiivsuse mõju. Seisumass on mo, lorentz'i tegur on gamma sümboliga, v on liikumise kiirus ja c valguse kiirus.
Mateeria laguneb footoniteks ning footonitel pole definitsiooni järgi seisumassi.
Valguse kiirusele väga lähedase liikumise korral (nagu näiteks footonil) saab energiat leida seosega E=pc.
Mateeria loomisel ei piisa ainult energilisest footonist vaid see peab ka mõne teise osakesega kokku põrkuma nagu aatomid või potentsiaalselt ka teised footonid. Kui elektronpaari loomiseks kulub 1,022 MeV, siis prootoni-antiprootoni loomiseks kulub vähemalt 1,9 GeV energiat, mida leidub energilisemates gamma kiirguse footonites.
Ka temperatuur peaks lisaks footonite tihedusele olema kõrge eeldades kiirendites elektronide loomisel 1010 K kraadist temperatuuri ning prootonite ja neutronite loomiseks 1013 K temperatuuri.
Mõneti kahtlane on selliste osakeste loomise juures tingimus, et peavad olema ka osakesed millele see energia anda. Kui 2 osakest saavad annihilatsiooniks piisava energia, siis oleks keeruline teha vahet kas see energia kadus neist kokkupõrgetega ja osakeste kiirgamise tõttu nagu see toimuks ka väiksema energia korral või tekkisgi eriline antimateeria-mateeria paar mille peaaegu kohene lagunemine põhjustas näiliselt annihilatsiooni.
No comments:
Post a Comment