Mierzą siły działające między antyprotonami

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Po raz pierwszy udało się zmierzyć siłę interakcji pomiędzy parami antyprotonów. Autorami osiągnięcia są fizycy z Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) w Brookhaven National Laboratory.

Podczas Wielkiego Wybuchu powstały równe ilości materii i antymaterii. Jednak obecnie antymateria niemal nie występuje. To tajemnicza sprawa. Problem ten znany jest od dekad. To jeden z największych problemów nauki. Wszystko, czego dowiemy się o naturze antymaterii może pomóc nam rozwiązać tę zagadkę - mówi Aihong Tang, fizyk pracujący przy RHIC.

RHIC to idealne miejsce do badania antymaterii. Jest to jedno z niewielu urządzeń, w którym można wytworzyć wystarczającą ilośc antymaterii. Jej cząstki powstają podczas zderzeń ciężki atomów, takich jak np. złoto. W czasie takich zderzeń odtwarzane są warunki panujące podczas Wielkiego Wybuchu, a temperatura, jakiej doświadczają atomy jest 250 000 razy wyższa, niż temperatura wewnątrz Słońca. Powstaje plazma kwarkowo-gluonowa oraz tysiące cząstek materii i antymaterii.

Już wcześniej we wchodzącym w skład RHIC detektorze STAR badano rzadkie formy antymaterii, w tym cząstki antyalfa - największe cząstki materii stworzone w laboratorium. Składają się one z dwóch antyprotonów i dwóch antyneutronów. Dzięki tamtym badaniom wiemy, w jaki sposób antyprotony wchodzą w interakcje z antyneutronami. Teraz jednak uczeni posunęli się dalej. Badają interakcje pomiędzy samymi antyprotonami. Przyglądając się ich zderzeniom możemy zmierzyć pewne ich właściwości, co daje nam informacje o siłach działających pomiędzy parami antyprotonów, w tym o ich wartości i odległości, na jaką działają, mówi student Zhengqiao Zhang.

Dotychczas odkryto, że siły działające pomiędzy parami antyprotonów przyciągają je do siebie, czyli działają podobnie jak siły utrzymujące razem atomy materii. Odkrycie to nie było zaskoczeniem. Z tego, co wiedzieliśmy dotychczas, należało się spodziewać takiego działania. Dotychczasowe pomiary nie wykazały żadnej różnicy w zachowaniu oddziaływań silnych w materii i antymaterii. Wydaje się zatem, uwzględniając oczywiście precyzję pomiaru, że materia i antymateria są idealnie symetryczne. To z kolei oznacza, że jak dotychczas nie ma żadnej przyczyny, dla której w obecnym wszechświecie materia i antymateria pozostają w nierównowadze.

"Istnieje wiele sposobów badania asymetrii materia/antymateria. Istnieje wiele precyzyjnych testów. Ale sama precyzja nie wystarczy. Musimy prowadzić badania w jakościowo nowy sposób. To właśnie jest przykład takiego badania" - mówi Richard Lednicky z Czeskiej Akademii Nauk.

« powrót do artykułu

[Gość Astro]

 

 

Po raz pierwszy udało się zmierzyć siłę interakcji pomiędzy parami antyprotonów

 

Proponuję "pomiędzy antydeuteronami". Krócej i czytelniej.

[ex nihilo 222]

No chyba nie...

[Gość Astro]

Już wiem, że nie. Trzeba kopać głębiej by odkryć sens interakcji między parami.

[Sławko 101]

Nie rozumiem w czym jest problem? Jestem przekonany (i kiedyś ktoś to sprawdzi doświadczalnie), że antymateria oddziałuje na siebie i inne cząstki w sposób antygrawitacyjny. To oznacza, że nie ma ona tendencji do skupiania się w bryły jak zwykła materia, ale wręcz przeciwnie - ma tendencję do rozpraszania się. To wyjaśnia, dlaczego jej teraz wokół siebie nie obserwujemy. Antymaterii było dokładnie tyle samo ile zwykłej materii i nadal tak jest, nic się nie zmieniło! W trakcie Wielkiego Wybuchu antymateria rozproszyła się szybciej od zwykłej materii. Znaczna część antymaterii anihilowała zapewne ze zwykłą materią, ale reszta ocalała. Antymateria dalej się rozprasza rozciągając całą naszą przestrzeń, dlatego Wszechświat wciąż się rozszerza. Antymateria stanowi niejako "ściany" naszego Wszechświata. Nie widzimy jej, bo po pierwsze nie świeci (gdyż się nie skupia w gwiazdy), a po drugie po Wielkim Wybuchu Wszechświat rozszerzał się szybciej od światła (albo co najmniej z prędkością światła), więc gdyby nawet antymateria ze ścian Wszechświata świeciła, to i tak to światło nigdy do nas nie dotrze. Wszechświat przypomina trochę wywróconą na lewą stronę czarną dziurę, a antymateria stanowi tutaj swego rodzaju horyzont zdarzeń. My jesteśmy w środku.

Ot cała filozofia.

Edytowane 9 listopada 2015 przez Sławko

[ex nihilo 222]

Raczej to nie takie proste... Nic nie wskazuje na to, żeby to coś miało jakieś ściany i środek.

 

 

 

Antymateria dalej się rozprasza rozciągając całą naszą przestrzeń, dlatego Wszechświat wciąż się rozszerza.

 

 

Przestrzeń rozciąga się wszędzie, też "tu", czyli tutaj też by musiała być antymateria i to pewnie w ilości wystarczającej, żebyśmy razem z nią polecieli w π^zdu z v=c. 

 

Nawet gdyby nie było trzeba jej aż tyle, to hipoteza rozciągania Wszechświata przez antygrawitację antymaterii byłaby podstawową (a nie ciemna energia), bo łatwiej ją sprawdzić - wystarczy dorzucić trochę forsy na produkcję antymaterii i doświadczenia podobne jak w projekcie ALPHA (CERN) http://alpha.web.cern.ch/. I ta forsa pewnie by się znalazła, chętni na nią też. Czyli sprawa raczej byłaby już wyjaśniona. Antymateria w naszym otoczeniu jest, jest rejestrowana, ale nic nie wskazuje na to, żeby jej ewentualna antygrawitacja miała związek z rociąganiem przestrzeni. 

 

No i parę innych haków w tym "Ot..." ...

[Sławko 101]

Raczej to nie takie proste... Nic nie wskazuje na to, żeby to coś miało jakieś ściany i środek.

Ależ proste, tylko nie traktuj przestrzeni jako trójwymiarowej bryły! Przestrzeń nie zamyka się wyłącznie w trzech wymiarach, dlatego nam wydaje się nieskończona. Mówi się o czasoprzestrzeni, a więc dochodzi czwarty wymiar. Być może jest ich nawet więcej. My jesteśmy jak "płaszczaki na powierzchni kuli", albo nawet kreski lub tylko punkty na jej powierzchni.

 

Przestrzeń rozciąga się wszędzie, też "tu", czyli tutaj też by musiała być antymateria i to pewnie w ilości wystarczającej, żebyśmy razem z nią polecieli w π^zdu z v=c.

Nie! A niby jakie siły miałby zatrzymać tu antymaterię? Cały czas myślisz zbyt klasycznie. Jak pisałem. Materia ma tendencję do skupiania się, antymateria przeciwnie, dlatego jej tu już nie ma (tej pierwotnej). Gdyby nie antymateria nasz Wszechświat nigdy by nie "urósł", a jeśli by nawet trochę się rozszerzył to zapadłby się z powrotem. Dlatego naukowcy wymyślili sobie ciemną energię, aby tą lukę w swojej wiedzy zapełnić.

 

Nawet gdyby nie było trzeba jej aż tyle, to hipoteza rozciągania Wszechświata przez antygrawitację antymaterii byłaby podstawową (a nie ciemna energia), bo łatwiej ją sprawdzić - wystarczy dorzucić trochę forsy na produkcję antymaterii i doświadczenia podobne jak w projekcie ALPHA (CERN) http://alpha.web.cern.ch/. I ta forsa pewnie by się znalazła, chętni na nią też. Czyli sprawa raczej byłaby już wyjaśniona. Antymateria w naszym otoczeniu jest, jest rejestrowana, ale nic nie wskazuje na to, żeby jej ewentualna antygrawitacja miała związek z rociąganiem przestrzeni. 

 

No i parę innych haków w tym "Ot..." ...

A dlaczego przestrzeń miałaby się rozciągać wyłącznie na obrzeżach? Wtedy by się nie rozszerzała, a powiększała, tylko kosztem czego miałaby się powiększać?

Wyciągnij gumę z majtek. Zacznij ją rozciągać. Czy rozciąga się tylko na końcach? Nie! Rozciąga się na całej długości, a wszystkie jej punkty oddalają się od siebie.

Nikt nie zbadał dotąd jak oddziałuje antymateria grawitacyjnie (chyba - ja nie dotarłem do takich badań). Tymczasem jestem przekonany, że zakrzywia ona przestrzeń odwrotnie do zwykłej materii.

Jeśli mam rację, to moja teoria:

- wyjaśnia proces rozdzielenia materii od antymaterii w Wielkim Wybuchu

- wyjaśnia pytanie gdzie się podziała antymateria

- wyjaśnia dlaczego przestrzeń rozszerza się w nieskończoność

- wyjaśnia czym jest ciemna energia, a dokładniej, że jej nie ma, to energia antymaterii

Pewnie jeszcze wiele innych rzeczy dałoby się dzięki niej wyjaśnić.

 

Naukowcy próbują teraz zbadać różnicę mas protonu i antyprotonu. Być może dojdą do jakiejś mikroskopijnej różnicy graniczącej z błędem pomiaru. Tymczasem powinni szukać siły grawitacji antyprotonu. Grawitacja jest słabą siłą, bardzo słabą i taki proton będzie miał także mikroskopijną grawitację. Grawitację protonu można policzyć, ale czy naszymi instrumentami możemy ją zmierzyć? Antymaterię możemy wytworzyć, ale póki co pojedyncze cząstki. Udało się "zrobić" antywodór i jądra antydeuteru oraz antyhelu. Jednak chyba nie mamy możliwości zmierzenia sił w jaki sposób zakrzywiają one czasoprzestrzeń. Do tego potrzebna jest większa ilość antymaterii, albo bardzo-bardzo czułe przyrządy. Mam nadzieję, że kiedyś ktoś to zrobi i ktoś przyzna mi rację.

Uważam też, że mierzenie mas to ślepa uliczka. Jeśli ktoś "znajdzie różnicę" w masach będzie ona porównywalna z siłami grawitacji protonu i antyprotonu. Różnica ta będzie wynikać z błędu pomiaru spowodowanego być może właśnie oddziaływaniem grawitacyjnym tych cząstek, a nie z rzekomego faktu, że te masy się różnią nominalnie.

Edytowane 10 listopada 2015 przez Sławko

[Gość Astro]

Sławko, zanim ktoś wyciągnie młot (słusznej) krytyki, ustalmy jedno. Według Ciebie materia przyciąga się grawitacyjnie z materią, antymateria odpycha wzajemnie, a materia z antymaterią?

 

Grawitację protonu można policzyć, ale czy naszymi instrumentami możemy ją zmierzyć?

 

Nie bardzo wiem, co to ma być… Jeśli prowokacja, to pewnie równie kiepska jak żart.

 

No i pamiętaj, że każda teoria powinna być weryfikowalna. Przemyślałeś wszystkie przewidywania Twojej "teorii" i ich zgodność z tym, co obserwujemy?

 

Edycja: Przepraszam za edycję, ale dwie moje literówki, nawet po alkoholu, wywołały u mnie jednak palpitacje.

Edytowane 10 listopada 2015 przez Astro

[Jajcenty 314]

 

 

materia z antymaterią?

No i mamy kolejne fundamentalne pytanie  

[ex nihilo 222]

Ależ proste, tylko nie traktuj przestrzeni jako trójwymiarowej bryły!

 

Hmm... ale to właśnie z Twojego opisu wynika taki trójwymiarowy model, do jajka na twardo podobny, w którym żółtko jest zwykłą materią, a białko anty

 

 

 

Naukowcy próbują teraz zbadać różnicę mas protonu i antyprotonu. (...) Tymczasem powinni szukać siły grawitacji antyprotonu. (...) Antymaterię możemy wytworzyć, ale póki co pojedyncze cząstki. Udało się "zrobić" antywodór i jądra antydeuteru oraz antyhelu. Jednak chyba nie mamy możliwości zmierzenia sił w jaki sposób zakrzywiają one czasoprzestrzeń. (...) Mam nadzieję, że kiedyś ktoś to zrobi i ktoś przyzna mi rację.

 

 

Widzę, że nie zajrzałeś do linku, który wrzuciłem - właśnie tam jest opis i wyniki doświadczeń z bezpośrednim pomiarem grawitacji antymaterii (+ odnośniki do publikacji, do których też warto zajrzeć, link do pełnego tekstu: http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2787.html). Wyniki opisanego doświadczenia nie są statystycznie mocne, jednak wskazują na większe prawdopodobieństwo, że antymateria grawitacyjnie jest identyczna z materią, niż na jakieś antygrawitacyjne oddziaływania antymaterii.

 

Istnieje ciekawa hipoteza związana z ewentualną antygrawitacją antymaterii (wszechświat Diraca-Milne'a), chyba najlepiej opisana tu: http://www.worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/S2010194514602725. Jak na razie jednak więcej jest "przeciw" niż "za", a doświadczenie w CERN dodatkowo znacząco zmniejsza prawdopdobieństwo "za".

 

Ogólnie nie zaprotestowałem przeciw samemu założeniu "antymateria = antygrawitacja", bo jako założenie jest ono całkiem sensowne i sprawdzane - teoretycznie i doświadczalnie. Protesuję przede wszystkim przeciw Twojemu "Ot cała filozofia.", bo te sprawy nie chcą być takie proste, jak mogłoby się wydawać patrząc na prostotę takich czy innych założeń - im bardziej się wchodzi w szczegóły, tym bardziej wszystko się komplikuje

 

Edycja:

 

 

Według Ciebie materia przyciąga się grawitacyjnie z materią, antymateria odpycha wzajemnie, a materia z antymaterią? 

 

 

Napisał: 

 

 

 

antymateria oddziałuje na siebie i inne cząstki w sposób antygrawitacyjny

Edytowane 10 listopada 2015 przez ex nihilo

[Gość Astro]

taki trójwymiarowy model, do jajka na twardo podobny, w którym żółtko jest zwykłą materią, a białko anty

 

Trzymam kciuki za Autora, który zgrabnie wytłumaczy dlaczego żółtko i białko wciąż pozostają w jajku.

 

Nihilo, pełen szacun, bo "Ot, cała filozofia" zaciska mą dłoń w pięść, której objętość zdecydowanie wybija ponad średnią.

 

Sławko. Tak pokrótce. Skoro masz tak "genialne" przebłyski, to podaj proszę jakieś namiary źródłowe na Twoją jakąś prackę w szanującym się czasopiśmie, które opublikowało Twoje "zwierzenia".

 

Napisał:

 

Oy!!! Napisał… :D

Tak właśnie działają recenzenci z większością tego typu publikacji (myślę o sobie).

 

Edycja: wielki plus za namiary na wszechświat Diraca-Milne'a (goopi ja, goopi…)

Edytowane 10 listopada 2015 przez Astro

[thikim 119]

 

Nie! A niby jakie siły miałby zatrzymać tu antymaterię? Cały czas myślisz zbyt klasycznie

Słyszysz ex nihilo? Zbyt klasycznie. Zbyt szablonowo zapewne

Sławko - nie za bardzo rozumiem czemu jedna masa załóżmy dla uproszczenia 1 gram miałaby być odpychana przez inną masę 1 grama.

I nie. Antyproton nie ma masy - 1 u (minus 1u). Ładunek i owszem ma - 1 e. Tak jak i elektron.

Ale może jednak to zbyt klasyczne podejście, zatem:

jeśli możesz to odpowiedz mi czy ta masa odpychająca antymaterii to powinna być w gramach czy w minusgramach, zanim jednak odpowiesz zastanów się dobrze nad tą odpowiedzią.

Edytowane 10 listopada 2015 przez thikim

[galen 9]

Nie podchodząc klasycznie: słynne e=mc²  mówi nam, że masa i energia są równoznaczne. To, że siła grawitacji zależy od masy wiemy od dawna, a dzięki Newtonowi nawet jesteśmy w stanie to policzyć. Zatem, jeśli masa przyciąga grawitacyjnie, to energia też. Wiemy również, że antyproton też może powstać z energii (skoro elektron i antyelektron może). Wydaje się więc nielogiczne, żeby forma energii nagle straciła odziaływanie grawitacyjne, o zyskaniu antygrawitacyjnego nie wspominając.

 

Fajny pomysł, ciekawe interpretacje, ale raczej nic z tego.

Edytowane 10 listopada 2015 przez galen

[Gość Astro]

Nie podchodząc klasycznie, to bardzo miło Cię widzieć Galen na forum. Dawno Cię tu nie było; witaj i bądź.

Trochę bym uściślił dodając, że nie chodzi o energię, a o jej zmianę…

[galen 9]

No tak, ale myślałem, że znak równości mówi sam za siebie.

 

Bywam, czytam codziennie, po prostu dopiero niedawno znajduję czas, coby dorzucić coś od siebie:) Zwyczajnie podpierałem ściany Dzięki za powitanie, czuję się zoobowiązany

 

Wracając do tematu. Czytałem, że fizycy nie wykluczają istnienia egzotycznej materii, która byłaby odpychająca. Most Einsteina-Rosena tego wymaga, a niektórzy nawet sądzą, że może powstawać naturalnie. Moje pytanie brzmi, co to miałaby być za materia egzotyczna? Ciemna materia odpada, bo doskonale wiadomo o jej grawitacyjnym oddziaływaniu. Biorąc pod uwagę moje poprzednie słowa, musiałaby to być materia o ujemnej energii.

Edytowane 10 listopada 2015 przez galen

[Gość Astro]

Nic nowego

https://pl.wikipedia.org/wiki/Morze_Diraca

[thikim 119]

Trochę odchodząc od tematu antymaterii i wchodząc w temat cząstek wirtualnych.

A może to wśród nich powinno się szukać przyczyn dla których wprowadzamy ciemną materię i energię?

[Gość Astro]

 

 

wchodząc w temat cząstek wirtualnych. A może to wśród nich powinno się szukać przyczyn dla których wprowadzamy ciemną materię i energię?

 

Ciemna materia to zdecydowanie cząstki, i to nezbyt wirtualne. Ewntualnie nasze problemy z rozumieniem fundamentów. Fanatycy powiedzą, że może siła grawiatacji nie jest odwrotnie proporcjoanalna do r², a do r^{2,00000000000000000001}, czy coś w tym stylu.

Ciemna energia, a ile rzeczywiście coś takiego jest potrzebne (nie podważam przyznanego Nobla ), też zdecydowanie nie będzie efektem "tematu cząstek wirtualnych".

[ex nihilo 222]

 

 

wchodząc w temat cząstek wirtualnych. A może to wśród nich powinno się szukać przyczyn dla których wprowadzamy ciemną materię i energię?

 

:D Trafiłeś tym kamykiem w moje pudełko z zabawkami

A dokładniej w durne pytanie: czy istnieje taka możliwość, że "ciemniaki" to śmietnik wirtualnych egzotyków, które urwały się z uwięzi swoich antypartnerów i nie mają w danym przedziale czasu z kim anihilować? 

Edytowane 10 listopada 2015 przez ex nihilo

[thikim 119]

Ja jednak bym szukał innego mechanizmu. Może się nie zerwały. Po pierwsze, statystycznie w danym przedziale czasu zawsze ileś cząstek jeszcze nie zdążyło anihilować.Po drugie część cząstek o ujemnej energii może mieć to szczęście że przez pewien czas będzie oddziaływało z cząstkami rzeczywistymi. Globalnie to może dać efekt o jakim piszemy.

Ok. Teraz zauważyłem że napisałeś "w danym przedziale".

Ale jak już jesteśmy przy wirtualnych (nie mylić z antymaterią) - to wydaje mi się że bardziej fundamentalnym pytaniem jest czemu z tych dwóch energii my mamy akurat tę? Czy te energie są równe? A jeśli nie to dlaczego?

Edytowane 10 listopada 2015 przez thikim

[Jajcenty 314]

 

 

Zatem, jeśli masa przyciąga grawitacyjnie, to energia też

Cząstki rozpędzone do prędkości relatywistycznych nie zmieniają się grawitacyjnie. To sugeruje, że istnieją formy energii nieaktywne grawitacyjnie. Nie dość, że mamy tu dużo masy (relatywistycznej) to i energii kinetycznej  

Podobnie Twój przykład elektron - antyelektron, jeśli upieramy się przy prawach zachowania  (a ja się upieram), ładunek mamy zerowy to i grawitację powinnśmy mieć jakoś zachowaną. 

Chyba.

[Gość Astro]

"ciemniaki" to śmietnik wirtualnych egzotyków

 

Ciekawe, ale trudno zrobić statystykę na wirtualach, które w d*pie mają powłokę masy.

 

Cząstki rozpędzone do prędkości relatywistycznych nie zmieniają się grawitacyjnie.

 

Niekoniecznie.

 

To sugeruje, że istnieją formy energii nieaktywne grawitacyjnie.

 

Przeczyłoby to emcekwadratowi.

 

Chyba.

 

Też nie wiem.

 

P.S. Wilk, będzie może jakiś update do edytora kopalnianego?

Edytowane 10 listopada 2015 przez Astro

[Jajcenty 314]

Niekoniecznie.

 

Coś się zmieniło? Rozpędzona materia ma inną grawitację od tej w spoczynku? 

 

Bardzo fajny tensor Ale nie potrafię na wiki znaleźć odpowiedzi na pytanie: czy można tak rozpędzić proton by pod wpływem własnej grawitacji zapadł się w czarną dziurę?

Ostatni raz jak pytałem odpowiedź brzmiała: nie. Internet jest też pełen dyskusji o masie relatywistycznej https://pl.wikipedia.org/wiki/Masa_relatywistyczna

Edytowane 10 listopada 2015 przez Jajcenty

[Gość Astro]

https://pl.wikipedia.org/wiki/Tensor_napi%C4%99%C4%87-energii

[galen 9]

Emce kwadrat to forma uproszczona wzoru. Normalnie przecież jeszcze jest pęd cząstki. Wszystko można ładnie przekształcić i podstawić do wzoru na siłę ciążenia.

Prędkości relatywistczne pewnie trochę to komplikują, ale przecież mamy masę relatywistyczną. I zagrożenie czarnymi dziurami w akceleratorach :-)

Edytowane 10 listopada 2015 przez galen