7. Beispiele und Anwendungen

Im Alltag haben wir sehr selten direkt mit relativistischen Effekten jeglicher Art zu tun. Dennoch gibt es mehrere technische Anwendungen und Beispiele für die dynamische Masse und die Energie-Masse-Äquivalenz, die uns sehr geläufig sind.

Beim radioaktiven Zerfall geht typischerweise Masse verloren, die in Form von Strahlungsenergie frei wird. Diese kann z.B. von Wasser aufgefangen werden, das dadurch erwärmt wird und Turbinen antreiben kann - so funktionieren Kernkraftwerke.

Wird die Strahlung nicht aufgefangen und kann frei entweichen, können sehr schnell sehr hohe Temperaturen entstehen, die katastrophale Folgen haben können. Das kann einerseits bei Kernreaktorunfällen passieren, andererseits ist es das Funktionsprinzip von Atombomben.

 

Bei den gängigen Anwendungen der Kernkraft wird größenordnungsmäßig \(1 \%\) der reaktiven Masse in Energie umgesetzt. Das mag nach nicht viel klingen, in der Formel

\(E = m c^2\)

wird die Masse jedoch mit der quadratischen Lichtgeschwindigkeit multipliziert, die eine sehr große Konstante ist - dementsprechend ergibt sich auch für sehr wenig Masse bereits eine gewaltige Energiemenge.

 

 

 

Das Forschungsgebiet der Teilchenphysik beschäftigt sich mit der Umwandlung verschiedener Elementarteilchen ineinander. Dabei gilt der Grundsatz: Alles, was physikalisch passieren kann, passiert auch. Möchte man also ein Teilchen einer bestimmten Masse erzeugen, braucht man (vereinfacht gesagt) "nur" genügend Energie zur Verfügung zu stellen. Da es sich oft um sehr hohe Energien handelt, benutzt man dabei sogenannte Teilchenbeschleuniger.

In einem Teilchenbeschleuniger werden zwei Teilchen mit sehr hohen Geschwindigkeiten gegeneinander gestoßen, sodass ihre gemeinsame dynamische Masse größer ist, als die Ruhemasse des Teilchens, das man erzeugen möchte.