Τι κάνει το μήκος κύματος του ηλεκτρονίου εάν κινείται με φως ταχύτητας;
* Ειδική σχετικότητα: Η θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν δηλώνει ότι τίποτα με τη μάζα δεν μπορεί να ταξιδέψει με την ταχύτητα του φωτός. Καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η μάζα του αυξάνεται απεριόριστα, απαιτώντας μια άπειρη ποσότητα ενέργειας για να επιταχυνθεί περαιτέρω.
* Μήκος κύματος ενός σωματιδίου: Το μήκος κύματος ενός σωματιδίου περιγράφεται από την εξίσωση μήκους κύματος de Broglie:
λ =h/p
όπου:
* λ είναι το μήκος κύματος
* H είναι η σταθερά του Planck
* P είναι η ορμή του σωματιδίου (ταχύτητα μάζας)
* Άπειρη ορμή: Εάν ένα ηλεκτρόνιο θα ταξιδέψει με την ταχύτητα του φωτός, η ορμή του θα γίνει άπειρη, οδηγώντας σε μηδέν μήκος κύματος. Αυτό δεν έχει φυσικά νόημα.
Τι συμβαίνει:
Καθώς ένα ηλεκτρόνιο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η ενέργεια του αυξάνεται τεράστια. Αυτή η ενέργεια εκδηλώνεται ως αύξηση της σχετικιστικής μάζας του ηλεκτρονίου, όχι της ταχύτητας της.
Πρακτικές συνέπειες:
Ενώ τα ηλεκτρόνια μπορούν να επιταχυνθούν σε πολύ υψηλές ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός σε επιταχυντές σωματιδίων, ποτέ δεν φτάνουν πραγματικά. Η έννοια του ηλεκτρονίου που κινείται με την ταχύτητα του φωτός είναι ένα θεωρητικό όριο που ποτέ δεν είναι φυσικά εφικτό.
