Dokładne pomiary protonu i antyprotonu

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Uczeni z Harvard University wykonali niezwykle dokładne pomiary pola magnetycznego pojedynczej cząstki materii i antymaterii. Pomogą one lepiej zrozumieć naturę otaczającego nas wszechświata. Zespół profesora Geralda Gabrielse złapał w pułapki pojedyncze protony i antyprotony. Uczeni zmierzyli nastepnie oscylacje każdej z cząstek, dzięki czemu z niespotykaną dotychczas precyzją określili ich właściwości magnetyczne. W przypadku protonu dokładność pomiaru wzrosła 1000-krotnie, a w przypadku antyprotonu zwiększono ją o 680 razy w porównaniu z dotychczasowymi pomiarami.

Profesor Gabrielse twierdzi, że tego typu badania dadzą pewnego dnia odpowiedź na pytanie, dlaczego istniejemy. Jedną z największych zagadek fizyki jest dlaczego wszechświat powstał z materii - mówi Gabrielese. Obecnie obowiązujące teorie mówią, że podczas Wielkiego Wybuchu powstała równa ilość materii i antymaterii. Gdy spotykają się one ze sobą, dochodzi do anihilacji. Dlaczego cała materia nie zetknęła się z antymaterią i nie zaszła anihilacja obu? Mamy wokół pełno materii, przy braku antymaterii i nie wiemy, dlaczego tak się dzieje - stwierdził uczony.

Najnowsze badania pozwolą m.in. sprawdzić, czy prawdziwa jest teoria symetrii CPT. Pomyśleliśmy sobie: stwórzmy prosty system, pojedynczy proton i pojedynczy antyproton, i porównajmy ich przewidywany związek, sprawdzając w ten sposób, czy teorie są prawdziwe. Czegokolwiek byśmy się nie dowiedzieli, rzuci to nieco światła na tajemnice wszechświata - opowiada Gabrielse.

Stosunkowo łatwo jest złapać pojedyncze protony, jednak antyprotony powstają tylko podczas wysokoenergetycznych zderzeń, np. w akceleratorach cząstek. W ubiegłym roku opublikowaliśmy raport, w którym dowiedliśmy, że możemy zmierzyć właściwości protonu ze znacznie większą dokładnością niż dotychczas. Gdy już to zrobiliśmy, musieliśmy podjąć decyzję. Czy zaryzykujemy i przeniesiemy nasz zespół i nasze urządzenia - duże ilości elektroniki i bardzo delikatne pułapki - do CERN-u i spróbujemy dokonać tego samego z antyprotonami? Antyprotony byłyby tam dostępne tylko do połowy grudnia. Później musielibyśmy czekać półtora roku. Podjęliśmy ryzyko i to zrobiliśmy. Użyliśmy argumentu, że nawet jeśli nam się nie uda, to porażka nas czegoś nauczy - mówi Gabrielse.

Nowe pomiary mieszczą się w ramach przewidzianych teorią, nie przynoszą zatem żadnego przełomu. Jednak większa precyzja wzbogaca naszą wiedzę, a profesor Gabrielse zapewnia, że w przyszłości będzie w stanie zwiększyć ich precyzję o 1000, a może nawet 10 000 razy.

[yaworski 2]

Gdzieś czytałem, że antymateria powinna zachowywać się dokładnie tak samo, jak materia (jedyna różnica, to odwrócone ładunki). Jeżeli tak jest rzeczywiście, to czy stoi coś na przeszkodzie, żeby całe galaktyki były zbudowane z antymaterii? Być może w początkowych fazach WIelkiego Wybuchu, gdy materia i antymateria zaczęły się anihilować, energia jaka się przy tym wydzieliła spowodowała odrzucenie w różnych kierunach materii i antymaterii. W takim przypadku część galaktyk byłaby zbudowana z materii, a część z antymaterii i znika dylemat, gdzie podziała się antymateria.

[kretyn 4]

W tym rzecz, że uważamy, że są dokładnie tym samym poza znakiem ładunku. Gdyby się jednak okazało inaczej, tj. że są jakieś dodatkowe różnice, to trzeba by było aktualizować teorię.

 

Nikt nie wyklucza istnienia równoległych "światów" materii i antymaterii. Po prostu, jeszcze ich nie zaobserwowaliśmy. Aktualnie uważa się, że jednak w początkowych stadiach była lekka przewaga materii nad antymaterią przez co, zdecydowana większość obserwowanego wszechświata jest materią.

 

Ze stwierdzeniem "gdy materia i antymateria zaczęła się anihilować" jest głębokie pytanie fizyczno-filozoficzne: dlaczego tylko część uległa anihilacji? Fizycy lubią ładne i okrągłe rzeczy, np. symetria obrotu. Niby dlaczego któryś z kierunków miałby być wyróżniony i na nim miałaby zajść anihilacja 'wcześniej'? Może Wielki Wybuch nie był punktowy, a był kulą (raczej elipsoidą, skoro jest asymetria)? I tak dalej, i tak dalej...

[madan 0]

By rzecz roztrzygnąć, należałoby poznać strukturę cząstek. Na razie wszystkie traktowane są jako punkty materialne. Uzbrojmy sie w cierpliwość.

[pogo 102]

To co wiemy o antymaterii skłania do przemyśleń, że być może niektóre z obserwowanych galaktyk są zbudowane z antymaterii (chyba o to chodziło yaworskiemu).

Jednak od czasu do czasu dochodzi do zderzeń galaktyk. Gdyby choć raz zdarzyło się, że jedna byłaby zbudowana z materii a druga z antymaterii to mielibyśmy spektakularne fajerwerki nie do przegapienia, a ślady po tym byłyby praktycznie nie do zatarcia przez czas.

Niestety mimo ciekawej wizji galaktyki na drugim końcu wszechświata zbudowanej z antymaterii pozostaje to nierealne.

Jeśli materia i antymateria różnią się wyłącznie ładunkiem to kompletnie nie mogę sobie wyobrazić dlaczego miałyby powstać niesymetrycznie. Musi być coś jeszcze... może okres rozpadu.

[Beata 2]

Dlaczego cała materia nie zetknęła się z antymaterią i nie zaszła anihilacja obu? Mamy wokół pełno materii, przy braku antymaterii i nie wiemy, dlaczego tak się dzieje - stwierdził uczony.

 

Wyjaśniła to badaczka ze Stanford Uni,

http://www.youtube.com/watch?v=VYNP4YFI2ZM

od 18:00 minuty.

Pojawiły się różnice między cząstką i antycząstką, chodzi własnie czas rozpadu. Joanne Hewett pokazała to na przykładzie Mezonu B i jego antycząstki.

Antycząstki rozpadły się zanim zdążyły anihilować z cząstkami, stąd obecna materia.

 

Wyjaśniono tym samym co się stało z większością antymaterii, jednak naukowcom ciągle "brakuje" pewnej części. Czego możemy się spodziewać po wyjaśnieniu tej asymetrii wyjaśnia Friedman:

.

[madan 0]

Nie mam zaufania do hipotez bez zaplecza w postaci konkretnych faktów obserwacyjnych i doświadczalnych. Czasami jednak coś z tego fantazjowania wychodzi. Przypadkiem lub genialną intuicją wspartą przez dostateczne niedouczenie. Śmiem przypuszczać, że powstała tylko materia nam znana, że antymateria różni się jeszcze czymś. Nie chodzi o anihilację, bo przecież ta nie rozwiązuje kwestii przewagi imaterii nad antymaterią. Czy chodzi tylko o szybkość rozpadu? A dlaczego niby? Wszystko to prowadzi do konieczności poznania struktury cząstek elementarnych. Wspomniałem o tym w poprzednim poście. Dopiero wtedy zbliżymy się do szansy odpowiedzi na pytanie zasadnicze. Uważam, dzięki lekturze książek, które chyba już rekomendowałem, że to sprawa cykliczności Wszechświata i tego, jak i kiedy wyodrębniły się nautrina. Zauważcie, że wszelkie rozpady spontaniczne cząstek zachodzą z udziałem neutrin. Czy się mylę? Jeśli aktualnie (podczas ekspansji) w jakimś stopniu przeważają na przykład neutrina, to podczas kontrakcji Wszechświata decydować będą antyneutrina - tak to sobie można wyobrazić. Oznacza to, że w półcyklu kontrakcji Wszechśwat jest antymaterialny. Dzięki temu mamy upragnioną symetrię. To nie ja wymyśliłem.

[pogo 102]

medan, czy dobrze zrozumiałem, że wszechświat się tworzy, potem się zapada i przy ponownym wybuchu powstaje w wersji przeciwnej?

Czyli jak teraz mamy materię to poprzedni był z antymaterii i następny też będzie z antymaterii?

[madan 0]

Nie. Chyba nie wyraziłem się wystarczająco jasno. Cykl, zgodnie z tą teorią, zaczyna się od WW, Wsz. się rozszerza, a gdy osiąga rozmiary maksymalne, zaczyna się kurczyć. W momencie inwersji następuje nie odczuwana przez nikogo zmiana materii w antymaterię. Zmienia się wszystko w tym samym momencie. Nikomu nic nie grozi. Wsz. się zapada, aż do formy maksymalnie ściśnietego "monokryształu". Tak, jak maksymalnie ściśnięta sprężyna. Na moment. Zaraz potem mamy WW. Kierunek znów zmienia się na przeciwny, więc znów mamy materię.

[pogo 102]

Twój opis brzmi zbyt utopijnie jak na moje rozumowanie. Wolę swoją wersję

Dawno temu w mojej głowie zrodził się pomysł, że być może nasz wszechświat ma jeszcze jeden wymiar przestrzenny i dzięki temu wszystko co widzimy wydaje się poruszać po powierzchni kuli (wyobraźni mi brakuje na wyobrażenie sobie 4 wymiarów przestrzennych, więc wszystko spłaszczam do 3). W ten sposób WW nastąpił na jednym biegunie i wszystko dąży do spotkania na drugim biegunie, aby tam ponownie nastąpił WW. A może ta "kula" też nie ma stałych rozmiarów przez cały "cykl życia" wszechświata. Ale to tylko takie luźne przemyślenia, niczym nie poparte

[madan 0]

Szanuję Twój pogląd, zresztą zbieżny (ogólnie rzecz biorąc) z dzisiejszym widzeniem spraw. Chodzi jednak o to, że ta "kula" jakoś nie zgadza sie ze stwierdzoną obserwacyjnie płaskością Wszechświata. Geometria Wszechświata jest euklidesowa, a nie riemanowska. Przypuszczam, że skłaniasz się ku tezie o cykliczności Wszechświata. Jednak model wędrówki od bieguna do bieguna (i dalej powrót), choć bardzo nęcący, posiada mankamenty. Głównym z nich jest to, że trudno to pogodzić z zasadą kosmologiczną, którą ja przyjmuję a priori za prawdę. Można też sobie wyobrazić, że wznosimy się do góry ogarniając wzrokiem coraz szerszy horyzont. Znaczyłoby to, że nie widzimy całego Wszechświata. Z tym (prawie) wszyscy zgadzają się. Wprost automatycznie. A jednak twierdzenie, że to, co widzimy jest całym Wszechświatem, wprost Wszystkością, jest także uzasadnione, może nawet jeszcze bardziej. Zachęcam do lektury całej serii artykułów W Salonie24, pod wspólnym tytułem "Niekonwencjonalna wizja Wszechświata". Pierwszy z nich dotyczy właśnie zasady kosmologicznej.

http://bardek.salon24.pl/302175,zasada-kosmologiczna-czy-wszechswiat-oscylujacy

[pogo 102]

Rzeczywiście, ja też wierzę w prawdziwość zasady kosmologicznej, choć są już jakieś odkrycia ją podważające...

A moją teorię można rozwijać na tyle sposobów, że w końcu zacznie się zgadzać z prawie wszystkim, ale chyba nie o to chodzi... Sam już nie wierzę w tamten pomysł, więc nie ma o czym mówić.