Как измеряется масса частицы?

Масса элементарных частиц измеряется в электрон-вольтах. Но это, вообще говоря, не единица массы, а единица энергии. И это не спроста так.

В макромире мы можем тело макроскопических размеров положить на весы и определить его вес, то есть силу, с которой масса притягивается к Земле. А потом этот вес перевести в массу. (Вес 1 кг равен массе 1 кг на экваторе на высоте уровня моря при нормальном атмосферном давлении. В других условиях весы надо калибровать.)

В микромире положить элементарную частицу на весы невозможно.

Но есть много методов измерения энергии частицы. Поэтому измеряют не саму массу, а энергию. (Также, как на весах измеряют тоже не саму массу, а силу притяжения к Земле.)

Есть несколько способов измерения энергии элементарной частицы:

• Определение по следам в камере Вильсона. Массы заряженных элементарных частиц определяют по их следам в камере. Массы короткоживущих элементарных частиц, не оставляющих следов в камере Вильсона, определяют, оценивая суммарную энергию продуктов их распада.
• Использование ускорителя частиц. Когда частица ускоряется до значительной части скорости света, её релятивистская масса увеличивается, что влияет на динамику её взаимодействия с другими частицами.
• Наблюдение за взаимодействием частиц с полем Хиггса. Для этого используются детекторы CMS и ATLAS на Большом адронном коллайдере. Детекторы наблюдают за последствиями столкновений частиц, измеряя различные параметры, включая энергию и импульс. Затем из этих величин высчитывается масса, используя соотношение энергии и импульса.
• Использование ловушек Пеннинга. Они позволяют изолировать заряженные частицы с помощью магнитных и электрических полей. Это даёт возможность точно определять отношение заряда к массе.