Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Rozwiązano zagadkę znikających elektronów

Recommended Posts

Astronomowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) rozwiązali zagadkę wysokoenergetycznych elektronów znikających z pasów Van Allena. W latach 60. zauważono, że z niedawno odkrytych pasów Van Allena, czyli otaczających Ziemię obszarów intensywnego promieniowania, co jakiś czas znikają niemal wszystkie wysokoenergetyczne elektrony. Co dziwne, elektrony „ginęły“ w czasie zwiększonej aktywności słonecznej, gdy należało spodziewać się raczej, że zwiększone promieniowanie gwiazdy będzie powodowało wzrost liczby wysokoenergetycznych cząsteczek w okolicach Ziemi.

Gdy mamy do czynienia z burzą geomagnetyczną, spowodowaną np. koronalnym wyrzutem masy, z pasów Van Allena na kilka godzin znikają niemal wysokoenergetyczne elektrony.

Jedna z teorii mówiła, że elektrony są wystrzeliwane wówczas w przestrzeń międzyplanetarną. Badania zjawisk zachodzących w pobliżu Ziemi oraz wpływu pogody kosmicznej na okolice naszej planety odgrywają istotną rolę. Jesteśmy coraz bardziej uzależnieni od techniki kosmicznej, a tymczasem intensywne promieniowanie może uszkodzić satelity, skracając o całe lata ich przewidywany czas pracy. Ponadto może ono stanowić zagrożenie dla osób przebywających w przestrzeni kosmicznej.

Dlatego też Drew Turner i jego zespół postanowili wykorzystać sieć satelitów THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions durign Substorms) umieszczonych w różnych odległościach od Ziemi, by zbadać zagadkę znikających elektronów. Dodatkowe dane uzyskano z satelitów POES (Polar Operational Environmental Satellite) oraz GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite).

Badania wykazały, że o ile część wysokoenergetycznych elektronów jest kierowanych przez wiatr słoneczny w stronę Ziemi, to większość, wybita z pasów Van Allena przez oddziaływanie naszej gwiazdy, ucieka w przestrzeń międzyplanetarną.

To jednak nie koniec badań. UCLA nawiązała współpracę z Uniwersytetem Moskiewskim, dzięki czemu wspólnie będą korzystali z danych satelity Łomonosow, który wiosną bieżącego roku zostanie wysłany na niską orbitę okołoziemską, by badać znajdujące się tam wysokoenergetyczne cząsteczki.

To, co obecnie badamy, było pierwszym odkryciem epoki podboju kosmosu [pasy Van Allena odkrył w 1958 roku pierwszy amerykański satelita i jednocześnie pierwszy satelita naukowy, Explorer I - red.]. Wtedy to właśnie ludzie przekonali się, że wystrzeliwanie satelitów niesie nie tylko korzyści propagandowe, ale również naukowe - mówi Yuri Shprits, współautor badań.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W latach 60. zauważono, że z niedawno odkrytych pasów Van Allena, czyli otaczających Ziemię obszarów intensywnego promieniowania, co jakiś czas znikają niemal wszystkie wysokoenergetyczne elektrony. Co dziwne, elektrony „ginęły“ z czasie zwiększonej aktywności słonecznej, gdy należało spodziewać się raczej, że zwiększone promieniowanie gwiazdy będzie powodowało wzrost liczby wysokoenergetycznych cząsteczek w okolicach Ziemi.

 

Robią z tych ludzi kretynów?? czy sami są kretynami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie zadziwiają informacje o występowaniu wysokoenergetycznych i niskoenergetycznych elektronów. Naukowcy błądzą głosząc istnienie cząstek materii o nazwie elektron. Elektron, to jednostka energii magnetycznej a nie cząstka materialna, więc sporo twierdzeń wymaga prostowania.

  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Żadne cuś, tylko logika i przyjęcie, że materia nie jest w stanie przenikać przez siebie. Z tego wynika, że światło i prąd są energią, zresztą powszechnie tak się uważa. Nauka dokonała cudu określając najmniejsze jednostki tych energii cząstkami materialnymi i musi zmienić stanowisko, by przełamać zastój w teorii.

Share this post


Link to post
Share on other sites
materia nie jest w stanie przenikać przez siebie.

Ależ oczywiście, że jest. Na przykład woda przesiąka przez bawełnę. Tak samo elektron swobodnie może przenikać przez warstwę dowolnego materiału, bo struktura tegoż materiału składa się de facto w przeogromnej większości z pustej przestrzeni - jądra atomowe są niebywale małe w porównaniu do chmury elektronów, która jest strefą niebywale mało zagęszczoną. Elektron o odpowiednio dużej energii swobodnie może więc przez tę chmurę przeniknąć, tak samo jak samolot może przeniknąć przez chmurę pary wodnej, która jest dostatecznie luźno upakowana.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Strumień wody nie przeleci przez płótno z bawełny, a "chmura" elektronów przez izolator. Prąd powstaje przez indukowanie się w przewodach energii magnesów.

  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Strumień wody nie przeleci przez płótno z bawełny

Ale przez nie przecieknie, a to oznacza, że materia może przenikać przez materię.

"chmura" elektronów przez izolator.

Ale przez przewodnik już tak.

Prąd powstaje przez indukowanie się w przewodach energii magnesów.

No ba, a woda po jednej stronie płótna indukuje wodę po drugiej stronie płótna? :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mikroos źle do tego podchodzisz, w przypadku elektronów te które wnikają nie wychodzą po drugiej stronie tylko wypychają inne i to z prędkością światła - gdyby elektronowi zrobić kropkę na plecach :D i puścić go drutem o długości 1m to wypadłby z niego po ok 0,3sek. jeśli będzie gradient potencjału (jeśli nie - nigdy).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ależ oczywiście, że jest. Na przykład woda przesiąka przez bawełnę. Tak samo elektron swobodnie może przenikać przez warstwę dowolnego materiału, bo struktura tegoż materiału składa się de facto w przeogromnej większości z pustej przestrzeni - jądra atomowe są niebywale małe w porównaniu do chmury elektronów, która jest strefą niebywale mało zagęszczoną. Elektron o odpowiednio dużej energii swobodnie może więc przez tę chmurę przeniknąć, tak samo jak samolot może przeniknąć przez chmurę pary wodnej, która jest dostatecznie luźno upakowana.

 

Akurat elektrony podlegają zakazowi Pauliego więc swoboda ich "przenikania" jest mocno ograniczona. Trza nam opinii fizyka cząsteczkowego czy nie fermiony mogą się przenikać. Ale za twardość i solidność w naszym świecie odpowiadają fermiony i krępujący je zakaz Pauliego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pamiętajmy, że mało który pierwiastek ma zapełnione wszystkie orbitale elektonowe, przez co brakuje "wolnych stanów" i tym samym zakaz Pauliego elektrony mogą niejako omijać.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Konkludując: nadal nie "jestem przekonany czy elektron jest jednostką energii magnetycznej" ponieważ "woda przesiąka przez bawełnę".

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Konkludując: nadal nie "jestem przekonany czy elektron jest jednostką energii magnetycznej" ponieważ "woda przesiąka przez bawełnę".

 

Nie rozumiem dlaczego. Przecież to elementarne...

Share this post


Link to post
Share on other sites

To co wypisuje Turner to oczywiście bzdura. Elektrony te nie zostają wyrzucone z tych pasów ale po prostu dochodzi do połączenia ich a właściwie dwóch wakuol przestrzeni z których się składają, z protonami pochodzącymi z wybuchu na słońcu. W efekcie powstały atomy Helu zwane inaczej promieniowaniem alfa.

 

Mechanizm jest identyczny z tym opisanym przeze mnie tutaj.

 

http://pogadanki.salon24.pl/368831,bajeczki-fizykow-bajeczka-o-neutrino

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dzisiaj przy mrozie -20 C Polska zużywa 68mln m3 na dobę (co daje 1,78m3 na obywatela) w zdecydowanej większości to piece gazowe centr. ogrzewania i podgrzew ciepłej wody - oznacza to wyprodukowanie 600 000 000 kW/h energii cieplnej na dobę i wypalenie tlenu do zera w 700mln m3 powietrza na dobę (przypomnę że ani jeden listek na drzewie ani trawka tlenu nie uwalnia). Gdyby to przeliczyć na pow. Polski to dziennie znika wrastwa powietrza o grubości 3mm (razy 100dni zimy to warstwa ta wynosi 3metry tylko z spalania gazu a CO2 jest cięższy niż O2 więc do życzeń Noworocznych należy dokładać .... wiatru w zimie i tlenu na wiosnę).

 

Wyliczanka zupełnie nie ujmuje spalania węgla w elektrociepłowniach i domach gdzie tlen również przepada (podejrzewam że to przynajmniej drugie tyle).

 

Dusimy się , latem trawa powinna rosnąć po pas żeby zrobić zapas tlenu na zimę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dusimy się , latem trawa powinna rosnąć po pas żeby zrobić zapas tlenu na zimę.

 

Nie wszędzie na Ziemi jest teraz zima. Są takie obszary gdzie wegetacja idzie w najlepsze. Nie sprawdzałem Twoich obliczeń ale jeśli są prawdziwe to oznacza zużycie 106 ton powietrza a w atmosferze mamy 1015 ton - starczy na wiele dni :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
to oznacza zużycie 106 ton powietrza a w atmosferze mamy 1015 ton - starczy na wiele dni :)

 

Spalanie powoduje całkowite usunięcie tlenu z powietrza a do oddychania potrzeba minimum 17%..

Powietrze znad południowej półkuli (tam jest teraz ciepło ) tutaj nie cyrkuluje.

 

W dużych miastach bez wiatru może być krytycznie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa naukowców położyła fundamenty pod skonstruowanie niezwykle dokładnego zegara atomowego. Zegara, który może pomylić się o 1/10 sekundy w ciągu 14 miliardów lat.
      Takie urządzenie byłoby przydatne do nawiązywania bezpiecznej łączności oraz posłużyłoby do zbadania postaw fizyki. Obecnie najdokładniejszy zegar atomowy świata - brytyjski CsF2 - może wykazać odchylenie o 1 sekundę na 138 milionów lat.
      Obecnie używane zegary atomowe są wystarczająco dokładne do większości zastosowań. Są jednak takie dziedziny, w których posiadanie dokładniejszego zegara jest bardzo pożądane - mówi profesor Alex Kuzmich z Georgia Institute of Technology. Oprócz fizyków z Georgii w pracach zespołu brali udział naukowcy z australijskiego University of New South Wales oraz University of Nevada.
      Zegary atomowe do pomiaru czasu wykorzystują drgania elektronów w atomach wywoływane przez działanie laserów. Jednak elektrony są podatne na oddziaływanie pola elektrycznego i magnetycznego, co zaburza ich dokładność. Naukowcy z USA i Australii wpadli na pomysł, by zamiast elektronów wykorzystać neutrony, które są cięższe i gęściej upakowane, zatem mniej podatne na wpływy zewnętrzne. Zegar neutronowy powinien być zatem dokładniejszy od opartego na elektronach.
      W naszym artykule pokazaliśmy, że za pomocą lasera można tak wpłynąć na orientację elektronów, że będziemy mogli wykorzystać neutrony w roli wahadła odmierzającego czas. Jako, że neutrony są gęsto upakowane, czynniki zewnętrzne nie będą miały niemal żadnego wpływu na ich drgania - mówi Corey Campbell, główny autor artykułu.
      Uczeni proponują wykorzystać petahercowy (1015) laser do wzbudzenia jonu toru 229. Taki zegar będzie pracował tylko w bardzo niskich temperaturach, rzędu ułamków kelwina. Zwykle takie temperatury uzyskuje się za pomocą lasera, jednak tutaj będzie to stanowiło problem, gdyż laser jest wykorzystywany do wzbudzenia jonów. Naukowcy zaproponowali użycie jonu toru 232 obok toru 229. Tor 232 reaguje na inną częstotliwość światła lasera niż tor 229. Cięższy jon miałby zostać schłodzony i schłodzić cały system, bez wpływania na oscylacje toru 229.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda są pierwszymi, którzy uzyskali system składający się z „zaprojektowanych elektronów“. Pozwala to na dobranie właściwości elektronów, a w przyszłości umożliwi stworzenie nowych typów materiałów.
      Sercem wszystkich dzisiejszych technologii jest zachowanie się elektronów w materiale. Teraz jesteśmy w stanie dobrać podstawowe właściwości elektronów tak, by zachowywały się one w sposób rzadko spotykany w zwykłych materiałach - mówi profesor Hari Manoharan.
      Pierwszym stworzonym w ten sposób materiałem jest struktura w kształcie plastra miodu, zainspirowana grafenem. Naukowcy nazwali ją „molekularnym grafenem“.
      Uczeni za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego umieszczali pojedyncze molekuły tlenku węgla na idealnie gładkiej powierzchni miedzi. Węgiel odpychał wolne elektrony z atomów miedzi i zmuszał je do utworzenia heksagonalnej struktury, w której miały właściwości podobne do elektronów w grafenie, czyli zachowywały się tak, jakby nie miały masy. Aby odpowiednio dobrać ich właściwości uczeni przesuwali molekuły CO, co zmieniało symetrie przepływu elektronów. W pewnych ustawieniach zachowywały się one tak, jakby były wystawione na działanie pola elektrycznego bądź magnetycznego. Inne ułożenie molekuł umożliwiało np. na precyzyjne dobranie gęstości elektronów na powierzchni. Możliwe było też wyznaczenie obszarów, na których elektrony zachowywały się tak, jakby posiadały masę. Jedną z najbardziej niesamowitych rzeczy, którą osiągnęliśmy jest spowodowanie, by elektrony zachowywały się tak, jakby znajdowały się w silnym polu magnetycznym, podczas gdy w rzeczywistości nie ma żadnego pola - stwierdza Manoharan. Dzięki teorii opracowanej przez współautora badań, którym jest Francisco Guinea z Hiszpanii, naukowcy byli w stanie obliczyć, jak ułożyć atomy węgla, by elektrony zachowywały się jak zostały poddane polu magnetycznemu do 60 tesli.
      To nowe pole do badań dla fizyki. Grafen molekularny to pierwsza z wielu możliwych struktur. Sądzimy, że nasze badania pozwolą na stworzenie nowych przydatnych w elektronice materiałów - mówi Manoharan.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wynikiem współpracy uczonych z Purdue University, University of New South Wales i University of Melbourne jest najmniejszy tranzystor na świecie. Urządzenie zbudowane jest z pojedynczego atomu fosforu. Tranzystor nie tyle udoskonali współczesną technologię, co pozwoli na zbudowanie zupełnie nowych urządzeń.
      To piękny przykład kontrolowania materii w skali atomowej i zbudowania dzięki temu urządzenia. Pięćdziesiąt lat temu gdy powstał pierwszy tranzystor nikt nie mógł przewidzieć, jaką rolę odegrają komputery. Teraz przeszliśmy do skali atomowej i rozwijamy nowy paradygmat, który pozwoli na zaprzęgnięcie praw mechaniki kwantowej do dokonania podobnego jak wówczas technologicznego przełomu - mówi Michelle Simmons z University of New South Wales, która kierowała pracami zespołu badawczego.
      Niedawno ta sama grupa uczonych połączyła atomy fosforu i krzem w taki sposób, że powstał nanokabel o szerokości zaledwie czterech atomów, który przewodził prąd równie dobrze, jak miedź.
      Gerhard Klimeck, który stał na czele grupy uczonych z Purdue prowadzących symulacje działania nowego tranzystora stwierdził, że jest to najmniejszy podzespół elektroniczny. Według mnie osiągnęliśmy granice działania Prawa Moore’a. Podzespołu nie można już zmniejszyć - powiedział.
      Prawo Moore’a stwierdza, że liczba tranzystorów w procesorze zwiększa się dwukrotnie w ciągu 18 miesięcy. Najnowsze układy Intela wykorzystują 2,3 miliarda tranzystorów, które znajdują się w odległości 32 nanometrów od siebie. Atom fosforu ma średnicę 0,1 nanometra. Minie jeszcze wiele lat zanim powstaną procesory budowane w takiej skali. Tym bardziej, że tranzystor zbudowany z pojedynczego atomu ma bardzo poważną wadę - działa tylko w temperaturze -196 stopni Celsjusza. Atom znajduje się w studni czy też kanale. Żeby działał jak tranzystor konieczne jest, by elektrony pozostały w tym kanale. Wraz ze wzrostem temperatury elektrony stają się bardziej ruchliwe i wychodzą poza kanał - wyjaśnia Klimeck. Jeśli ktoś opracuje technikę pozwalającą na utrzymanie elektronów w wyznaczonym obszarze, będzie można zbudować komputer działający w temperaturze pokojowej. To podstawowy warunek praktycznego wykorzystania tej technologii - dodaje.
      Pojedyncze atomy działające jak tranzystory uzyskiwano już wcześniej, jednak teraz po raz pierwszy udało się ściśle kontrolować ich budowę w skali atomowej. Unikatową rzeczą, jaką osiągnęliśmy, jest precyzyjne umieszczenie pojedynczego atomu tam, gdzie chcieliśmy - powiedział Martin Fuechsle z University of New South Wales.
      Niektórzy naukowcy przypuszczają, że jeśli uda się kontrolować elektrony w kanale, to będzie można w ten sposób kontrolować kubity, zatem powstanie komputer kwantowy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA informuje, że pomimo niezwykle niskiej aktywności Słońca, Ziemia przyjmuje więcej energii niż jej oddaje. To kolejny dowód, iż nasza gwiazda nie odgrywa większej roli w ocieplaniu się klimatu planety.
      Naukowcy pracujący pod kierunkiem Jamesa Hansena, dyrektora Goddard Institute for Space Studies, opublikowali wyniki swoich badań w piśmie Atmospheric Chemistry and Physics.
      Ich obliczenia wykazały, że pomimo bardzo niskiej aktywności słonecznej w latach 2005-2010, Ziemia absorbuje więcej ciepła niż wypromieniowuje go w przestrzeń kosmiczną.
      Całkowita irradiancja słoneczna zmienia się o około 0,1% podczas okresów zmniejszonej aktywności słonecznej. Nasza gwiazda zmienia poziom swojej aktywności w 11-letnich cyklach. Zwykle przez rok mamy do czynienia z minimum słonecznym, później aktywność gwiazdy rośnie. Ostatnio jednak Słońce było niezwykle spokojne aż przez dwa lata. Od czasu, gdy ludzie wysyłają w przestrzeń kosmiczną satelity, nie zaobserwowano jeszcze tak małej aktywności naszej gwiazdy. Jeśli zatem Słońce miałoby znaczący wpływ na ocieplanie klimatu, powinniśmy to zauważyć chociażby badając budżet energetyczny Ziemi w czasie, gdy gwiazda wykazuje niską aktywność.
      Badanie nierównowagi budżetu energetycznego naszej planety jest bardzo istotne dla klimatologów, gdyż jeśli w budżecie tym występuje nadwyżka, czyli Ziemia więcej ciepła absorbuje niż wypromieniowuje, klimat będzie się ocieplał. Przy niedoborze energii dojdzie do jego ochłodzenia.
      Hansen i jego zespół wyliczyli, że w latach 2005-2010 na każdy metr kwadratowy powierzchni Ziemia zaabsorbowała o 0,58 wata więcej energii, niż wypromieniowała. Tymczasem różnica pomiędzy ilością energii dostarczanej na Ziemię przez Słońce w czasie maksimum i minimum aktywności wynosi 0,25 wata na metr kwadratowy.
      Fakt, że pomimo przedłużonego minimum słonecznego budżet energetyczny jest dodatni, nie jest zaskoczeniem w świetle tego, co wiemy o klimacie. Warto jednak zwrócić na to uwagę, gdyż to niezaprzeczalny dowód, iż Słońce nie jest główną siłą napędową globalnego ocieplenia - stwierdził Hansen.
      Z badań pracowników NASA wynika również, że jeśli chcielibyśmy osiągnąć równowagę w bilansie energetycznym Ziemi, ilość dwutlenku węgla w atmosferze powinna wynosić około 350 części na milion. Obecnie jest to 392 części na milion.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Abdulaziz Alhaidari wraz ze współpracownikami z Saudyjskiego Centrum Fizyki Teoretycznej wysunęli hipotezę, że wśród niezwykłych cech grafenu znajduje się również... możliwość tworzenia masy.
      Jednym z najbardziej interesujących pomysłów dotyczących grafenu jest nadzieja, że materiał ten będzie mógł służyć do prowadzenia eksperymentów na gruncie fizyki relatywistycznej. Okazało się bowiem, że właściwości elektroniczne grafenu można dostosować tak, że elektrony i dziury poruszające się z prędkością miliona metrów na sekundę są matematycznym odpowiednikiem zachowania elektronów podróżujących w próżni z prędkością bliską prędkości światła. To oznacza, że elektrony nie podlegają konwencjonalnemu równaniu Schrodingera, ale równaniu Diraca, wykorzystywanemu w fizyce relatywistycznej. Równanie Diraca nie bierze pod uwagę masy, a zatem elektrony i dziury zachowują się tak, jakby nie miały masy. Spostrzeżenie takie jest niezwykle ważne dla badań, gdyż dotychczas relatywistyczne zachowanie elektronów mogli obserwować tylko ci naukowcy, którzy mieli dostęp do akceleratorów cząstek. Teraz badać je będzie mogło każde laboratorium dysponujące grafenem. Takie właściwości mogą też oznaczać powstanie urządzeń elektronicznych korzystających z zasad fizyki relatywistycznej.
      Uczeni rozważając czym jest masa spekulują, że występuje ona dlatego, że wszechświat ma dodatkowe wymiary, które istnieją tylko w najmniejszej skali. Wymiary te są uzwarcone. Takie wymiary mają niezwykły wpływ na mechanikę kwantową zmieniając dotyczące jej równania tak, że zawierają masę. Stąd, w teorii, bierze się masa.
      Alhaidari i jego zespół spekulują, że podobny efekt może występować w grafenie jeśli znajdujące się w nim wymiary zostaną uzwarcone (skompaktyfikowane). Grafen, jak wiemy, jest strukturą dwuwymiarową. Jeśliby zatem udało się zmniejszyć liczbę wymiarów grafenu z dwóch do jednego, wówczas równania opisujące zachowanie elektronów i dziur w grafenie - które, jak pamiętamy, nie biorą pod uwagę masy - zmieniłyby się w takie, które biorą pod uwagę masę. W wyniku tego, uzwarcenie wymiarów stworzyłoby masę.
      Saudyjscy uczeni wiedzą też, w jaki sposób można skompaktyfikować wymiary grafenu. To bardzo proste zadanie. Wystarczy płachtę grafenu zwinąć w rurkę. Z punktu widzenia elektronów i dziur taka struktura będzie jednowymiarowa.
      Wywody Abdulaziza Alhaidariego są niezwykłe. Jeśli bowiem uczony ma rację, będzie to oznaczało, że generowanie czy niszczenie masy może odbywać się za pomocą zwykłej zmiany geometrii grafenu.
      Z dokumentem Dynamical mass generation via space compactification in graphene [PDF] można zapoznać się w sieci.
×
×
  • Create New...