Wird ein Teilchenbeschleuniger schwerer, wenn man darin Teilchen beschleunigt?

[Cordess]

Mal angenommen man könnte das ganze System, das einen Teilchenbeschleuniger ausmacht, auf eine hochpräzise Waage stellen.
Würde dann, wenn man dem Teilchenbeschleuniger Energie von Außen zuführt und in diesem Teilchen (z.B. Protonen) beschleunigt der Teilchenbeschleuniger schwerer werden?
Immerhin werden die beschleunigten Teilchen ja selbst schwerer, je schneller sie werden, also müßte der Teilchenbeschleuniger am Ende ja mehr wiegen, da auch die beschleunigten Teilchen Teil dieses Systems sind.

[Hades]

Da Energie zwar keine Masse hat, nach der Energie-Masse-Gleichheit trotzdem Gravitation besitzt muss bei einer Energiezufuhr in das System die "Masse" erhöht werden. Masse im Sinne von Gewichtskraft.

[Agent Scullie]

Mal angenommen man könnte das ganze System, das einen Teilchenbeschleuniger ausmacht, auf eine hochpräzise Waage stellen.
Würde dann, wenn man dem Teilchenbeschleuniger Energie von Außen zuführt und in diesem Teilchen (z.B. Protonen) beschleunigt der Teilchenbeschleuniger schwerer werden?
Immerhin werden die beschleunigten Teilchen ja selbst schwerer, je schneller sie werden, also müßte der Teilchenbeschleuniger am Ende ja mehr wiegen, da auch die beschleunigten Teilchen Teil dieses Systems sind.

die Teilchen werden nicht schwerer, nur ihre Energie wird größer. Die relativistische Massenzunahme ist eine veraltete Vorstellung, und betrifft außerdem nur die träge Masse, nicht die schwere Masse. Um die Schwerkraft einzubeziehen, muss man von der speziellen zur allgemeinen Relativitätstheorie übergehen, in der die Massenzunahme kaum noch eine Rolle spielt.

Es ist allerdings richtig, dass die kinetische Energie der beschleunigten Teilchen einen Beitrag zur Gesamtmasse des Systems Beschleuniger + Teilchen liefert. Ob das während der Beschleunigungsphase bedeutet, dass die Gesamtmasse des Systems größer wird, hängt maßgeblich davon ab, wo die den Teilchen zugeführte Energie vor der Zuführung lokalisiert war, ob innerhalb des Teilchenbeschleunigers oder außerhalb. Wird der Teilchenstrahl z.B. auf einem Beschleunigerabschnitt durch ein elektrisches Feld beschleunigt, so war die den Teilchen zugeführte Energie vorher in diesem elektrischen Feld gespeichert und trug somit auch da schon zur Masse des Systems bei.

Gegenüber dem ausgeschalteten Beschleuniger, in dem keine elektrischen oder magnetischen Felder aufgebaut sind, ist die Masse aber auf jeden Fall erhöht.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 7 Minuten und 1 Sekunde:

Da Energie zwar keine Masse hat, nach der Energie-Masse-Gleichheit trotzdem Gravitation besitzt

Energie besitzt nicht nach der Energie-Masse-Gleichheit Gravitation. Die Äquivalenz von Ruhenergie und Masse ist ein Element der SRT, Gravitation ein Element der ART.

Energie wirkt als Quelle der Gravitation, da sie zum Energie-Impuls-Tensor beiträgt, der in der ART die Rolle der aktiven schweren Masse übernimmt. Nach einem Beitrag der Energie zur passiven schweren Masse zu fragen, ist wenig sinnvoll, da in der ART eine passive schwere Masse nur in nicht frei fallen Bezugssystemen existiert und nur im nichtrelativistischen Grenzfall betrachtet wird. Für den allgemeinen Fall nimmt man direkt die ART-Bewegungsgleichung, in der keine passive schwere Masse vorkommt.

Masse im Sinne von Gewichtskraft.

Masse im Sinne von Gewichtskraft gibt es nicht.

[Hades]

[/color][/size]Energie besitzt nicht nach der Energie-Masse-Gleichheit Gravitation. Die Äquivalenz von Ruhenergie und Masse ist ein Element der SRT, Gravitation ein Element der ART.

Ich glaub ohne Studium sollte man hier generell die Klappe halten oder?
Ich tap von einem Reinfall in den nächsten.

Masse im Sinne von Gewichtskraft gibt es nicht.

Ich hab immer noch Probleme, die sachlich Falschen Terminologien meines Gymi-Physiklehrers loszuwerden. ^^''
Ich mein, der Mann wollte uns erzählen, dass Antimaterie sich von normaler Materie abstoßen würde, weil sie >>entgegengesetzt<< ist.

[Cordess]

die Teilchen werden nicht schwerer, nur ihre Energie wird größer. Die relativistische Massenzunahme ist eine veraltete Vorstellung, und betrifft außerdem nur die träge Masse, nicht die schwere Masse. Um die Schwerkraft einzubeziehen, muss man von der speziellen zur allgemeinen Relativitätstheorie übergehen, in der die Massenzunahme kaum noch eine Rolle spielt.

Vielen Dank, das erklärt einiges.
Das es 2 Formen von Masse gibt, träge und schwer war mir in dieser Form noch nicht bekannt.
Zwar hab ich schonmal etwas von Massenträgheit usw. gehört, aber bisher bin ich davon ausgegangen das Masse immer das gleiche ist und mit einer höheren Geschwindigkeit an Schwere und somit auch an Gravitationswirkung zu nimmt.

Gegenüber dem ausgeschalteten Beschleuniger, in dem keine elektrischen oder magnetischen Felder aufgebaut sind, ist die Masse aber auf jeden Fall erhöht.

Welche Dimensionen der Massezunahme kann man sich da vorstellen?

Um wieviel kg steigt die Gesamtmasse des Beschleunigers an, wenn wir z.B.
1 mg an Protonen (was zweifelsfrei sicher schon ne Menge ist) auf 99 % von c beschleunigen?

[Hades]

Welche Dimensionen der Massezunahme kann man sich da vorstellen?

Um wieviel kg steigt die Gesamtmasse des Beschleunigers an, wenn wir z.B.
1 mg an Protonen (was zweifelsfrei sicher schon ne Menge ist) auf 99 % von c beschleunigen?

Ein Blick ins Tafelwerk hilft weiter:



Taschenrechner schwingen und selber rechnen.

[McWire]

Ein Blick ins Tafelwerk hilft weiter:



Taschenrechner schwingen und selber rechnen.

1 mg * 1/(1-0,99²)^(1/2) = 7,1 mg

Die träge Masse der Protonen entspräche bei 0,99c das siebenfache der Ruhemasse.
Dementsprechend würde die Summe aus Energie der Ruhemasse und kinetischer Energie sieben mal so groß werden.
d.h. bei 0,99% macht das Energieäquivalent der Ruhemasse nur noch 1/7 der Gesamtenergie aus.

Falls die Gravitation über den Energie-Impuls-Tensor direkt proportional zur Summe von Ruhemasse-Energie-Äquivalent und kinetischer Energie ist, sollte sich die Schwerkraft der Protonen um 610% auf auf 710% erhöhen.