Ist negative Masse für ein gebundenes System aus zwei Teilchen verboten?

Gibt es einen Satz, der es verbietet, dass das gebundene System aus zwei massiven Teilchen eine negative Masse hat?

Gilt das überhaupt klassisch? Vgl. en.wikipedia.org/wiki/Positive_energy_theorem
Ist Ihr System konservativ? Ist dies nicht der Fall, kann man beliebig viel "effektive negative Masse" haben, man muss nur irgendwo die nötige Energie zuführen.

Antworten (2)

Eine negative Bindungsenergie würde das Vakuum instabil machen.

Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein virtuelles Elektron und ein Positron aus dem Vakuum herausspringen. Dies kostet Energie, um die Teilchen zu erzeugen, aber wenn ihre Bindungsenergie größer sein könnte als ihre Ruhemasse, könnten sie sich binden, um einen Energiezustand zu bilden, der niedriger ist als das Vakuum, aus dem sie erzeugt wurden. Das Ergebnis ist, dass das Vakuum spontan in einen niedrigeren Energiezustand zerfallen würde, der dann der neue Vakuumzustand wäre.

Das Vakuum ist also per Definition der niedrigste Energiezustand, der existieren kann, und kein gebundener Zustand kann eine niedrigere Gesamtenergie haben.

Dies scheint mir keine vollständig zufriedenstellende Antwort zu sein, da davon ausgegangen wird, dass wir eine untere Grenze für die Energien von Zuständen haben, sodass wir etwas haben, das wir einen Grundzustand nennen können. Wenn die Masse eines Pions negativ wäre, würden wir vermutlich anfangen, Quark-Antiquark-Paare zu produzieren und viele, viele Pionen zu bilden. Wäre das nicht ein außer Kontrolle geratener Prozess? Warum sollte es in einem wohldefinierten Grundzustand enden?

Innerhalb der Definitionen der speziellen Relativitätstheorie ist Masse die positive Wurzel der Quadratwurzel des Skalarprodukts im Raum mit vier Vektoren.

Masse

Mit dieser Definition kann eine Masse auf keinen Fall negativ sein. Zwei ruhende Teilchen haben keinen Impuls und ihre Massen addieren sich linear für die minimale unveränderliche Masse ihres Systems. Sobald sie in Schwung kommen, steigt die unveränderliche Masse. Gebundene Teilchen haben einen Impuls.

Wie kommt in diesem Argument potentielle Energie ins Spiel? Oder nicht?
Das tut es nicht. Das Vorzeichen in einem Potential kann relativ zu der Stelle sein, an der die Null angenommen wird. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hyde.html
Ich meinte, ob die Masse des gebundenen Systems relativ zur Masse des freien, ungebundenen, unendlich getrennten Teilchens negativ sein kann, genauso wie wenn die Masse des Wasserstoffatoms (gebundenes System) relativ zu den Massen des freien Elektrons und des Protons verglichen wird. Also hielt ich es für natürlich, die potentielle Energie im Unendlichen auf Null zu setzen. (Ich hätte erwähnen sollen, dass ich nicht an ein einschränkendes Potenzial denke.) Ich fürchte, ich verstehe immer noch nicht, warum die potenzielle Energie in dem Argument keine Rolle spielt.
Das Argument hat mit den Einschränkungen zu tun, die die spezielle Relativitätstheorie den Massen auferlegt. Die Masse muss die Addition der vier Impulsvektoren durchlaufen. In einem gebundenen Zustand geht ein Teil der Masse in die Bindungsenergie über, die bei Kernbindungen in Kernen wichtig ist. Dann wird die Summe der Massen der Bestandteile größer als die Masse des Kerns. Sie fragen, ob die Masse des Kerns negativ werden kann? Es müsste möglich sein, auf Null zu gehen, bevor es negativ wird, und quantenmechanische Lösungen haben Grundzustände weit über Null.
Ist negative Masse für ein gebundenes System aus zwei Teilchen verboten?
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