Ruheenergie
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Die Ruheenergie ist ein Begriff aus der Relativitätstheorie. Sie spielt bei Energiebetrachtungen in der Elementarteilchenphysik eine große Rolle. Sie ist die Energie, die ein Körper der Masse m besitzt, wenn er relativ zum Beobachter ruht. Allgemein liefert die spezielle Relativitätstheorie für die Energie eines Körpers, der sich mit der Geschwindigkeit v bewegt, die Beziehung
mit
,
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Für v = 0, also γ = 1, ergibt sich also die berühmte Formel
- E0 = mc2.
Die Differenz E − E0 ist die kinetische Energie, die gerade den klassischen Wert annimmt, wenn v klein gegen die Lichtgeschwindigkeit ist.
Dass die Ruhenergie nicht nur ein mathematisches Konstrukt ist, zeigt sich bei Umwandlungsprozessen in der Elementarteilchenphysik. Das bekannteste Beispiel ist hier die Paarbildung, bei der aus einem hochenergetischen Photon in der Nähe eines Atomkerns ein Elektron-Positron-Paar erzeugt wird. Sie ist wegen des Energieerhaltungssatzes nur möglich, wenn die Energie E = hν des masselosen Photons größer ist als die Gesamtruheenergie von Elektron und Positron, 2·0,511 MeV = 1,02 MeV.
