מסת מנוחה

מסת המנוחה בתורת היחסות הפרטית היא מאפיין של סך כל האנרגיה והתנע של עצם או מערכת של עצמים, שנשאר קבוע בכל מערכות הייחוס בטרנספורמציית לורנץ. כשהמערכת כולה במנוחה, מסת המנוחה שווה לסך כל האנרגיה של הגוף, מחולקת לc², ושקולה למסה הנמדדת על ידי משקל.

מכיוון שמרכז המסה של מערכת סגורה נע בקו ישר ובמהירות קבועה, צופה יכול תמיד לנוע יחד איתה. במערכת הייחוס הזאת, מערכת המנוחה, ניתן להתייחס למערכת העצמים כולה כאל גוף במנוחה. סך האנרגיה במערכת המנוחה הוא כמות האנרגיה המינימלית שניתן למדוד שיש לגוף, מבין כל מערכות הייחוס השונות.

אם הגוף מכיל יותר מחלקיק אחד, החלקיקים ינועו אחד ביחס לשני במערכת המנוחה, ויפעילו אינטראקציות על ידי כוחות היסוד. האנרגיה הקינטית של החלקיקים והאנרגיה הפוטנציאלית של שדות הכח מגדילה את סך כל האנרגיה של הגוף אל מעל לסכום מסות המנוחה של החלקיקים, ומעלה את מסת המנוחה של הגוף. סכום האנרגיות הקינטיות של החלקיקים הוא הנמוך ביותר במערכת המנוחה.

במערכת זו מתקבלת הנוסחה המפורסמת $\ E=m_0c^2$.

חלקיק אשר מסת המנוחה שלו היא אפס (פוטון למשל) ינוע אך ורק במהירות האור.

משוואות רלוונטיות

פרק זה דורש שכתוב. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולשכתב אותו.

מסת המנוחה נתונה על ידי

$\ m_0 = \frac{1}{c} \sqrt{ (E/c)^2 - p^2 } = \frac{1} {c} \sqrt{ \sum_{\mu=0}^{3} { p^\mu p_\mu } }$

הקשר בין מסת המנוחה $\ m_0$ למסה היחסותית (בתנועה) $\ m$ נתון על ידי:

$m= \frac{m_0} {\sqrt{1-{v^2\over c^2}}} = \gamma m_0$

כאן $\ v$ היא מהירות הגוף (או החלקיק), ו-$\ c$ היא מהירות האור.