能量与动量

不变质量(静质量)

不变质量是一个物体真正的、内禀的质量——无论观察者相对于它运动得多快,大家都认同的那个数。它由物体的能量与动量共同算出:m = sqrt(E^2 - (p c)^2)/c^2。尽管不同观察者对 E 和对 p 各自的取值意见不一,但这个特定的组合算出来总是相同的,物理学家因此称它为「不变」的。

这正是「质量」这个朴素词语的现代含义。关键在于,它不随速度改变:一个电子,无论是在导线中缓缓漂移,还是在对撞机里飞速绕行,它的不变质量都一样。随速度增长的是物体的能量和动量,而不是它的质量。把 m 当作一个固定的属性,而把所有的速度依赖都放进显式的 gamma 因子里,能让物理表述保持清晰。

对于一个由若干粒子组成的系统,不变质量并不只是各个质量的简单相加——它还囊括了它们相对运动的能量与结合能。这正是重建一个不稳定粒子的方法:探测器测出它衰变碎片的能量与动量,而这群碎片的不变质量便揭示出产生它们的母粒子的质量。

m = √(E² − (p c)²) / c² (same value in every frame)

能量与动量因观察者而异,但这个组合不变。

光子的不变质量为零,却携带能量与动量,满足 E = p c;无质量并不等于无能量。

又称
rest massintrinsic mass静止质量固有质量