আপেক্ষিক শক্তি ও ভরবেগ

বিশেষ আপেক্ষিকতায় শক্তি ও ভরবেগ একটি একক চার-ভেক্টরে একত্রিত হয় যার অপরিবর্তনীয় দৈর্ঘ্য হল স্থির ভর, যা বিখ্যাত সম্পর্ক E = mc^2 এবং সমস্ত উচ্চ-গতির প্রক্রিয়ার জন্য একটি সংরক্ষিত রাশি প্রদান করে।

Definition

আপেক্ষিক শক্তি ও ভরবেগ হল শক্তি-ভরবেগ চার-ভেক্টর p = (E/c, p)-এর সময় ও স্থান উপাদান, যার সংরক্ষিত মোট কণার গতিবিদ্যা নিয়ন্ত্রণ করে এবং যার অপরিবর্তনীয় মান স্থির ভর গুণ c-এর সমান।

Scope

এই বিষয়টি ভরবেগ ও শক্তির আপেক্ষিক সংজ্ঞা, শক্তি-ভরবেগ চার-ভেক্টর, অপরিবর্তনীয় সম্পর্ক E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2, স্থির শক্তি ও ভর-শক্তি সমতা, ফোটনের মতো ভরহীন কণার আচরণ, এবং সংঘর্ষ, ক্ষয় ও বিক্রিয়ায় চার-ভরবেগের সংরক্ষণ নিয়ে আলোচনা করে।

Core questions

• ভরবেগ ও শক্তিকে কীভাবে পুনরায় সংজ্ঞায়িত করতে হবে যাতে সংরক্ষণ সূত্রগুলি প্রতিটি জড় কাঠামোতে বজায় থাকে?
• স্থির অবস্থায় থাকা একটি বস্তুর জন্য E = mc^2 বলতে কী বোঝায়, এবং শক্তি কীভাবে ভরের সাথে যুক্ত হয়?
• ফোটনের মতো ভরহীন কণা কীভাবে ভরবেগ ও শক্তি বহন করতে পারে?

Key concepts

• আপেক্ষিক ভরবেগ
• স্থির শক্তি ও স্থির ভর
• শক্তি-ভরবেগ চার-ভেক্টর
• অপরিবর্তনীয় E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2
• ভরহীন কণা
• চার-ভরবেগের সংরক্ষণ

Key theories

শক্তি-ভরবেগ চার-ভেক্টর

শক্তি ও ভরবেগ একটি একক চার-ভেক্টরের উপাদান যা লরেন্টজ রূপান্তর দ্বারা রূপান্তরিত হয়, যাতে মোট চার-ভরবেগ সমস্ত কাঠামোতে সংরক্ষিত থাকে এবং এর অপরিবর্তনীয় মান হল স্থির ভর।

ভর-শক্তি সমতা

স্থির অবস্থায় থাকা একটি বস্তুর স্থির শক্তি E = mc^2 থাকে, এবং এর অভ্যন্তরীণ শক্তির যেকোনো পরিবর্তন এর ভরকে আনুপাতিকভাবে পরিবর্তন করে, যাতে ভর হল শক্তির একটি রূপ এবং পারমাণবিক ও কণা প্রক্রিয়ায় এই দুটি পরস্পর রূপান্তরযোগ্য।

Clinical relevance

ভর-শক্তি সমতা পারমাণবিক বিভাজন ও ফিউশনের শক্তি নির্গমন, কোলাইডার এবং PET ইমেজিং-এ কণা-প্রতিকণা জোড়ার সৃষ্টি ও বিলুপ্তি, এবং বন্ধন-শক্তির হিসাবের ভিত্তি যা ব্যাখ্যা করে কেন তারা জ্বলে এবং কেন কিছু নিউক্লিয়াস স্থিতিশীল।

History

আইনস্টাইনের ১৯০৫ সালের সংক্ষিপ্ত ফলো-আপ গবেষণাপত্র থেকে অনুমান করা হয়েছিল যে একটি শক্তি নির্গমনকারী বস্তু ভর হারায়, যা ভর-শক্তি সমতা প্রদান করে; এই সম্পর্কটি প্লাঙ্ক এবং অন্যদের দ্বারা তীক্ষ্ণ করা হয়েছিল এবং ১৯৩০-এর দশকে পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা দ্বারা চূড়ান্তভাবে নিশ্চিত করা হয়েছিল, যেখানে পরিমাপকৃত বন্ধন শক্তি ভর ত্রুটির সাথে মিলে গিয়েছিল।

Key figures

• Albert Einstein
• Max Planck
• Gilbert N. Lewis

Seminal works

• einstein1905b
• rindler2006

Frequently asked questions

একটি বস্তুর গতি বাড়ার সাথে সাথে কি তার ভর বৃদ্ধি পায়?

আধুনিক ব্যবহারে ভরকে অপরিবর্তনীয় স্থির ভর হিসাবে রাখা হয় এবং উচ্চ গতিতে জড়তার বৃদ্ধিকে ক্রমবর্ধমান আপেক্ষিক শক্তি ও ভরবেগের জন্য দায়ী করা হয়; পুরোনো 'আপেক্ষিক ভর' ভাষা একই পদার্থবিদ্যা বর্ণনা করে তবে এখন সাধারণত এড়ানো হয়।

একটি ফোটনের ভর না থাকলে কীভাবে তার ভরবেগ থাকতে পারে?

ভরহীন কণার জন্য অপরিবর্তনীয় সম্পর্ক E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2 হ্রাস পেয়ে E = pc হয়, তাই একটি ফোটন তার শক্তির আনুপাতিক ভরবেগ বহন করে, যা বিকিরণ চাপ এবং কম্পটন বিক্ষেপণকে সম্ভব করে তোলে।