CoachRéunissons l’énergie et la quantité de mouvement d’une particule dans son quadrivecteur énergie–impulsion . Pour un système de particules, on somme composante par composante : , . La masse invariante du système est définie par
le même nombre dans tout référentiel, égal à l’énergie totale (sur ) dans le référentiel du centre de masse, celui où . Notez que dépasse la somme des masses des constituants dès qu’ils bougent les uns par rapport aux autres — deux photons qui s’écartent ont bien que chacun soit de masse nulle.
উদাহরণ
Exemple 5.11 (L’empreinte du pion)
Un pion chargé au repos se désintègre, (le neutrino étant pratiquement de masse nulle). La conservation de la quantité de mouvement place les produits dos à dos avec le même ; la conservation de l’énergie s’écrit . En résolvant :
si bien que tout muon issu d’un pion se désintégrant au repos naît avec exactement d’énergie cinétique — une raie monoénergétique, dont l’observation (Powell, 1947) est la première pesée de la masse du pion. Les désintégrations à deux corps produisent toujours de telles raies ; celles à trois corps les étalent en spectres, et c’est précisément ainsi que le neutrino fut d’abord soupçonné dans la désintégration nucléaire.