Wahrscheinlich eine dumme Frage, aber etwas, das mir gestern in den Sinn kam. Bei der Suche konnte ich nichts finden.
Warum gibt es ein Energie-Massen-Äquivalenzprinzip, aber kein Energie-Ladungs-Äquivalenzprinzip?
Mit anderen Worten, warum haben unsere Feldtheorien eine Eichinvarianz, die eine Ladungserhaltung, aber keine Massenerhaltung zulässt, oder warum ist die Ladung davon abgekommen, ein Term in der Energie-Massen-Äquivalenz zu sein? Ist es nur, weil wir beobachtet haben, dass dies der Fall ist, und unsere Feldtheorien darum herum aufgestellt haben, oder weil die Mathematik einfach so funktioniert?
Sie machen einige Kategoriefehler in der Frage. Energie kann nicht in Masse umgewandelt werden, Masse ist eine Form, die Energie annehmen kann. Mit anderen Worten, wenn Energie in Masse „umgewandelt“ wird, hört sie nie auf, Energie zu sein. Es ist so, als hätte ich eine Masse an einer Feder, die senkrecht in einem Gravitationsfeld hängt, und ich bringe sie zum Springen. Die Energie bewegt sich hin und her von kinetischer Energie zu den potentiellen Energien der Gravitation und Federdehnung und zurück. Zu keinem Zeitpunkt in diesem Prozess gilt eine dieser Größen nicht als "Energie". Masse ist ebenfalls nur eine andere Möglichkeit, Energie zu speichern. Wenn Sie die Quantenfeldtheorie studieren, werden Sie sogar lernen, dass Masse eine der Arten von potentiellen Energien ist, die ein Feld speichern kann.
Bei der Ladung hingegen geht es darum, wie sich ein Teilchen an eine Kraft koppelt. Dass Schwerkraft mit Masse gekoppelt ist, ist einfach eine Beobachtungstatsache, die nicht unbedingt der Fall sein musste. Wenn diese Unterscheidung getroffen wird, beziehen sich Physiker auf schwere Masse versus träge Masse. Eines der stärksten Argumente für die allgemeine Relativitätstheorie ist die beobachtete Tatsache, dass die Schwerkraft nicht nur an Masse koppelt, sondern direkt an Energie/Impuls auf eine Weise, die mit Einsteins Gleichungen übereinstimmt. Siehe: Gravitationslinseneffekt (oft durch die Schwerkraft von Galaxien, Galaxienhaufen, Mikrolinseneffekten und sogar sonnennahen Sternen während einer Sonnenfinsternis beobachtet), gravitative Rotverschiebung (beobachtete Frequenzverschiebung von nach oben gerichtetem Licht) usw.
Auf der anderen Seite koppeln verschiedene Fermionenfelder, wie das Elektron, Aufwärts- und Abwärtsfelder, an das elektromagnetische Feld.
Beachten Sie, dass die Gesamtenergie erhalten bleibt, so dass das, woran das Gravitationsfeld koppelt, genauso erhalten bleibt wie die elektrische Ladung.
Ich glaube, dass diese Frage durch logische Schlussfolgerungen immer noch gültig ist, da Ladung mit den folgenden Gleichungen in Energie umgewandelt werden kann:
Daher sollte nach derzeitigem Stand der physikalischen Erkenntnisse folgendes angewendet werden:
Wobei die Variablen die folgenden Werte symbolisieren:
Ich stelle es mir so vor, Atome können ionisiert werden, Isotope können zerfallen und andere Reaktionen können auftreten, die Atome dazu bringen, Masse aus ihrem umgebenden Feld freizusetzen. Dieser Prozess reduziert die Masse dieses Felds und bewirkt die Freisetzung der Energien, die diese Masse an das Feld binden, und entfernt die Ladung aus dem Feld, da die Masse bei der Emission Ladung mit sich trägt (entweder negativ, neutral oder positiv). Mit diesem Wissen haben wir gelernt, einige dieser Energien direkt mit aktuellen Technologien wie Batterien zu nutzen.
Benutzer108787
Tanner – Wiedereinsetzung von LGBT-Menschen