جرم نوع دوم M2

در جهانی که ما در آن زندگی می کنیم درکنار خلاء، ماده و انرژی اشغالگران اصلی آن محسوب می شوند. ماده و انرژی در بحث های مربوط به فیزیک بسیار پرکار بودند بگونه ای که بدون آنها فیزیک چیزی برای گفتن ندارد.

ما با صورت های مختلف انرژی آشنا هستیم و می دانیم که هر کدام به نوعی به دیگری تبدیل می شوند. اما چیزی که ما ازآن به عنوان یک چیز واحد نام می بریم ماده است. اما سوالی که اینجا پیش می آید این استکه آیا چیزی که ما از آن به عنوان ماده یاد می کنیم همین چیزی است که در اطراف ما وجوددارد وما همه روزه با آن سرو کارداریم. از بدن ما گرفته تا تمام وسایل و لوازمی که برای گذراندن زندگی در آنها از ماده استفاده شده است ؟
سوالمان را واضح تر بیان می کنیم. آیا بجز این ماده که جهان پیرامون ما از الکترون ها گرفته تا کهکشان هاکه از آن ساخته شده اند تنها نوع ماده در جهان است. آیا نوع دیگری از ماده نیز وجوددارد که ما تا به حال به آن دسترسی نداشته‌ایم. یا اصلاً در حالت عادی نمی توانیم درباره‌ی آن صحبت کنیم؟
بحث خود را با سرعت نور ادامه می دهیم ما می دانیم که ماده نمی تواند به این سرعت برسد. اگر هم برسد طبق فرمول e=mc^2 به انرژی کامل تبدیل خواهد شد. این مطلب به این معنا است که ما برای ماده نوعی محدودیت قائل می شویم و این محدودیت در سرعت نور خود را بروز می دهد. این مطلب را داشته باشید تا طبق فرمول هایی که ما به شما معرفی می کنیم سری هم به سرعت های بالای نور بزنیم. فرمولی که ما برای سرعت بالای نور از اثبات هندسی نسبیت خاص بدست می آوریم. بسیار شگفت انگیز است چون دقیقا قرینه‌ی فرمول سرعتهای پائین نوراست بطوریکه اعداد بدست آمده در یک تقارن اعدادی برای هر دو محاسبه تقریبا یکسان بدست می آیند.
در اینجا ما مطلب خود را با به میان کشیدن بحثی به نام جرم نوع دوم ادامه می دهیم. شاید در ابتدا تعجب آور باشد اما چیزی که ما از آن به عنوان ماده یاد می کنیم و دارای جرم است شاید آن چیزی نباشد که همیشه در ذهن خود داریم. یعنی ماده ای که همیشه در سرعت های پائین نور می تواند حرکت کند و ما برای آن سرعتی بالاتر از سرعت نور متصور نیستیم. البته این مطلب درست هم هست.
چون ماده معمولی و آن چیزی که جهان اطراف ما از آن ساخته شده همین خاصیت ها را نیز با خود به همراه دارد .اما اگر ما نوع دیگری از ماده داشته باشیم که در سرعت های بالای نور حرکت کند و برعکس ماده معمولی سکون برای آن بی معنا باشد مسئله فرق خواهد کرد.
بر طبق نمودارهایی که ما رسم می کنیم از فرمول های که برای نسبیت خاص درسرعت های پائین وبالای نور بدست می آوریم ماده نوع یک که ما آن را ماده ی معمولی مینامیم هنگامی که به سرعت نور نزدیک می شود جرم حرکتی اش افزایش می یابد و در آن طرف نیز ماده ی نوع دوم را داریم که همواره در بالای سرعت نور حرکت می کند. اما برعکس ماده ی نوع یک هنگامی که به این ماده انرژی دهیم سرعت آن کاسته خواهد شد. وسرعت آن به نزدیکیهای سرعت نور افول پیدا خواهد کرد. چیزی که دراین دو نوع ماده یا جرم یکسان است این است که آن ها نمی توانند با سرعت نور حرکت کنند. چون دراین صورت به انرژی تبدیل خواهند شد. یعنی چه ماده ی معمولی و چه ماده ی ما فوق سرعت نورهنگام رسیدن به سرعت نور به انرژی خالص تبدیل می شوند و ما نمی توانیم تشخیص دهیم که این انرژی مربوط به ماده ی نوع اول است یا نوع دوم.
حال سوالی که اینجا پیش می آید این است که چرا ما تا به حال نتوانسته ایم چنین ماده ای را شناسایی کنیم. در پاسخ می توان گفت ما هنوز بسیاری از ذراتی که در سرعت های پائین نور حرکت می کنند را نتوانسته ایم شناسایی کنیم و برخی آنها مثل نوترینوها را نیز به تازگی و با روش های خاصی آشکار کرده ایم. پس پیدا کردن این ماده هم باید کمی مشکل باشد. چون شاید با ماده ی معمولی بر هم کنش نداشته و فرایندهای دیگری را از ماده ی معمولی دنبال می کند.
در ادامه ما مجبور هستیم اندکی در مورد اثبات هندسی این فرمول ها توضیح دهیم تا بتوانیم فرمول هایی را که بدست آورده ایم ثابت کنیم با قوانین مربوط به نسبیت سازگاری دارند