Hallo,
ich habe mal eine physikalische Frage, die mich derzeit beschäftigt. Folgendes Zitat macht micht nachdenklich „Materie ist kondensierte Energie“.
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann müsste man reine Energie wieder in Materie umwandeln können.
Stimmt das? Ist das nachweisbar? Hat man das experimentell schon einmal durchgeführt? Finde das sehr spannend.
Moin,
Stimmt das?
ja.
Ist das nachweisbar?
Ja.
Hat man das experimentell
schon einmal durchgeführt?
Ja.
Das stichwort ist u.a. Paarbildung.
http://de.wikipedia.org/wiki/Paarbildung_%28Physik%29
Gandalf
Das ist ja hochinteressant. Funktioniert das nur mit Photonen?
Das ist ja hochinteressant. Funktioniert das nur mit Photonen?
Nein, du kannst auch kinetische Energie nutzen, um Teilchen zu erzeugen. Dazu beschleunigst du z.B. Protonen auf Beinahe-Lichtgeschwindigkeit und lässt die dann zusammenstoßen. Dabei entsteht eine so hohe Energiedichte am Ort des Zusammenstoßes, dass dort spontan eine Vielzahl von Teilchen entsteht.
Das macht man derzeit z.B. gerade in CERN im LHC-Experiment.
http://www.weltderphysik.de/de/351.php
Also erzeuge ich im Prinzip in einem Teilchenbeschleuniger durch die Kinetische Energie des Zusammenstoßes Materie, oder?
Also erzeuge ich im Prinzip in einem Teilchenbeschleuniger
durch die Kinetische Energie des Zusammenstoßes Materie, oder?
Ja genau, die Beziehung die dabei zum tragen kommt ist die einzige physikalische Formel die wohl nahezu jeder kennt. E=mc^2. D.h. aus der kinetischen Energie Ekin kannst Du Masse in der Größenordnung Ekin/(c^2) = m erzeugen. c ist die Lichtgeschwindigkeit, also von der Größenordnung 10^8.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, brauchst Du (Vorsichtig, alles nur ganz naiv abgeschätzt!) um 1 Gramm Materie auf diesem Weg zu erzeugen etwa die Energiemenge in kcal die in 2 Millionen Cheesburgern einer gewissen Burgerkette steckt!
Hossa 
Eine Masse m ist nichts anderes als kondensierte kinetische Energie. Das kann man sich wie folgt klar machen.
Die Masse m eines Objektes ist von dessen Geschwindigkeit v abhängig. Nach Einstein gilt:
m(v)=\frac{m_0}{\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}}
wobei c=299.792.458m/s die Lichtgeschwindigkeit und m_0 die Ruhemasse des Objektes sind.
Für Geschwindigkeiten v, die sehr viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit c sind, ist der Parameter x:= v/c sehr klein. Für diesen Fall gilt die Näherungsformel:
\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}=1+\frac{x^2}{2}+\frac{3x^4}{8}+ \frac{5x^6}{16}+\cdots
Daher gilt für vm(v)=m_0+\frac{m_0}{2}\cdot\frac{v^2}{c^2}+\frac{3m_0}{8}\frac{v^4}{c^4}+\frac{5m_0}{16}\frac{v^6}{c^6}+\cdots
Die wohl berühmteste Formel der Physik, E=mc², liefert die in der Masse m „kondensierte“ Energie:
E=m(v)\cdot c^2=m_0c^2+\frac{m_0}{2}\cdot\frac{v^2}{c^2}\cdot c^2+\frac{3m_0}{8}\frac{v^4}{c^4}\cdot c^2+\frac{5m_0}{16}\frac{v^6}{c^6}\cdot c^2+\cdots
Lässt man alle extrem kleinen Terme weg (in denen c^2 im Nenner vorkommt), folgt:
E=m_0c^2+\frac{1}{2}m_0v^2
Der zweite Summand auf der rechten Seite ist gerade die „normale“ kinetische Energie der klassischen Physik.
Viele Grüße
Ich mach’s schon.
Hallo!
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann müsste man reine
Energie wieder in Materie umwandeln können.
Na klar! Wenn ich einen Akku auflade, wird er schwerer.
Grüße
Andreas
Oder leichter, je nach Bauart …
Gruss