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9: Cinemática relativista

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Una de las características de la física de partículas es la importancia de la relatividad especial. Esto ocurre a un nivel muy fundamental, ya que la física de partículas se trata de crear y aniquilar partículas. Esto sólo puede ocurrir si podemos convertir la masa en energía y viceversa. Así, la idea de Einstein de la equivalencia entre masa y energía juega un papel sumamente fundamental en este campo de la física. Para que esto sea posible, normalmente necesitamos procesos que ocurran a velocidades cercanas a la velocidad de la luzc, de manera que la cinemática (es decir, la descripción de momentos y energía) de estos procesos requiere relatividad. En este capítulo presentaremos sucintamente los pocos conceptos necesarios —espero que para la mayoría de ustedes se trate de una revisión, pero este capítulo pretende ser autónomo y contiene todo lo que necesitaré en la cinemática relativista.

  • 9.1: Lorentz Transformaciones de Energía y Momentum
  • 9.2: Masa invariante
    Uno de los números clave que podemos extraer de la masa y el impulso es la masa invariante, un número independiente del marco Lorentz en el que nos encontramos.
  • 9.3: Transformaciones entre CM y marco de laboratorio
    Aunque el uso de la masa invariante simplifica considerablemente los cálculos, es evidente que no proporciona toda la información necesaria. Sin embargo, sugiere que un marco natural para analizar las reacciones es el marco del centro de masa (CM). A menudo analizaremos un proceso en este marco y utilizaremos una transformación de Lorentz para obtener información sobre los procesos en el marco del laboratorio.
  • 9.4: Elástico-inelástico
    A menudo nos interesarán los casos en los que transferimos tanto energía como impulso de una partícula a otra, es decir, tenemos colisiones inelásticas donde las partículas cambian su carácter, por ejemplo, su masa de reposo.
  • 9.E: Cinemática relativista (Ejercicios)

Miniaturas: Un boceto de una colisión entre dos partículas.


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