相对论原理下质心系的应用

摘要

在经典力学中,研究质点组的问题时,为了简化问题的研究,往往会选择质心参考系,尤其是孤立的质点组就更为方便了。在实验系中质点组的总动能为各质点相对于质心系的动能与质心动能之和(柯西尼定理);而在质心系中质点组的总动能即为各质点相对于质心系的动能,孤立质点组的质心的动能不参与作用。在近代高能物理中为了研究微观粒子的结构和相互作用以及反应机制,需要使用加速器把粒子加速到很高的能量去撞击静止靶中的粒子,以观测反应的结果,与理论互相印证。然而,在实验室参考系中参与粒子间的反应,真正有用的能量是高能粒子与靶粒子之间的相对动能,也就是质点组在质心系中的动能,亦为资用能。在高能物理学中,粒子遵循相对论原理,下面就在相对论原理下对质点组的问题进行研究。