hypothetische Frage zur Impulserhaltung

armchairastronaut

Angenommen, auf dem hypothetischen Planeten Immobilia steht ein Beobachter und sieht eine Reihe von Körpern alle aus derselben Richtung, mit unterschiedlicher, aber jeweils konstanter Geschwindigkeit auf einen bestimmten Punkt zufliegen. Die Gesamtheit dieser Körper vefügt für unseren Beobachter über einen in Richtung und Betrag eindeutig bestimmbaren Impuls.
Die Geschwindigkeiten der Körper seien so beschaffen, dass alle "gleichzeitig" an einem Punkt eintreffen. Die einzelnen Körper seien so beschaffen, dass sie beim Zusammenprall vollständig zerstrahlen, wobei die freigesetzte Strahlung gleichmäßig mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen abgeht.

Haben dann die Strahlen, die von dem Treffpunkt ausgehen, noch den ursprünglichen Gesamtimpuls (äußere Kräfte haben ja nicht eingewirkt) und äußert sich dies darin, dass in der ursprünglichen Bewegungsrichtung kürzerwellige Strahlung vorherrscht, aber entgegen der unrspünglichen Begegungsrichtung langwellige Strahlung vorherrscht?
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but a fire to be kindled. (Plutarch)

Oldy · Full Member Anmeldungsdatum: 11.01.2007 Beiträge: 496

Ich nehme an, dass die Intensitäten richtungsabhängig sein würden. Ich stelle mir erst mal ein einzelnes Teilchenpaar vor: Ein Teilchen, das in einem spitzem Winkel mit einem Antiteilchen zusammentrifft. Die dabei erzeugten Photonen (2 oder mehr?) würden aus Gründen der Impulserhaltung bevorzugt vorwärts abgestrahlt. --> Wahrscheinlichkeitsfunktion mit Maximum in Vorwärtsrichtung. --> Im Falle vieler Teilchen: höhere Intensität nach vorne als nach hinten.
Das gilt für den Fall, dass die jeweils gemeinsam erzeugten Photonen ungefähr die gleiche Energie haben. Dann müssen sie nach vorne fliegen.

Der Fall, dass ein Photon aus einem Paar nach vorne, das andere nach hinten fliegt, ist ebenfalls möglich. Und in diesem Fall müssten tatsächlich die Frequenzen verschieden sein.

Mein Fazit: In Vorwärtsrichtung höhere Intensität und größere Anteile an energiereicheren Photonen.