Up 運動量──4元運動量 作成: 2017-12-07
更新: 2017-12-07


    「ニュートン力学の4元化」では,質量は慣性系に依らないとされる。
    速度の4元化は既に成った。
    そこで,つぎが運動量の4元化の候補になる:
      \[ {\bf P} = m \,{\bf u} \]
    \( \bf P \) は,慣性系に依らない──ローレンツ変換で不変であることがわかる。
    よって,これを運動量の4元化とする。


    \( \bf P \) を成分で表すと,つぎのようになる:
      慣性系Sで \[ {\bf u} = \left( \frac{c}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{v_x}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{v_y}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{v_z}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } \right) \\ \] であるとき: \[ {\bf P} = \left( \frac{m\,c}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{m\,v_x}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{m\,v_y}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } ,\, \frac{m\,v_z}{ \sqrt{1 - \frac{| {\bf v} |^2}{c^2}} } \right) \]