Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Monofluorek radu pozwoli wyjaśnić, dlaczego materii jest więcej niż antymaterii?

Recommended Posts

Pierwsze badania spektroskopowe monofluorku radu wskazują, że molekuła ta może zostać wykorzystana do bardzo precyzyjnych testów Modelu Standardowego. Autorzy badań – fizycy z CERN-u oraz laboratorium ISOLDE – twierdzą, że mogą one doprowadzić do ustalenia nowego górnego limitu elektrycznego momentu dipolowego elektronu, a to zaś może pozwolić w wyjaśnieniu, dlaczego we wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.

Spektroskopia atomowa i molekularna umożliwia przeprowadzenie niezwykle precyzyjnych pomiarów niektórych podstawowych właściwości elektronów i jąder atomowych. Takie pomiary pozwalają na stwierdzenie, czy dana cząstka pasuje do Modelu standardowego. Monofluorek radu to niezwykle interesująca molekuła, gdyż w niektórych jej wersjach izotopowych jądro radu jest bardzo niesymetryczne. Rozkład masy w nim ma kształt gruszki. Ta właściwość oraz sama wysoka masa radu oznaczają, że świetnie się nadaje do badania właściwości elektronów, w tym ich elektrycznego momentu dipolowego.

Wiemy, że elektron posiada magnetyczny moment dipolowy, będący wynikiem posiadania spinu. W najprostszej wersji Modelu Standardowego parzystość T, czyli parzystość operacji odwrócenia czasu, zakazuje elektronom jednoczesnego posiadania elektrycznego momentu dipolowego. Jednak bardziej złożone wersje Modelu Standardowego dopuszczają, że elektrony posiadają elektryczny moment dipolowy, jednak jego wartość jest niezwykle mała. Jeśli udałoby się wykazać, że wartość ta jest znacząco większa od zakładanej, wskazywałoby to na istnienie fizyki poza Modelem Standardowym oraz oznaczałoby poważne złamanie symetrii we wczesnym wszechświecie, dzięki temu zaś moglibyśmy zrozumieć, dlaczego materii jest więcej niż antymaterii.

Podczas najnowszych badań wykazano, że molekuły monofluorku radu można za pomocą lasera schłodzić do temperatur nieco tylko wyższych od zera absolutnego. A skoro tak, to można też dokonać niezwykle precyzyjnych pomiarów ich właściwości.

Dlatego też ISOLDE, CERN i MIT już nawiązały współpracę, której celem jest precyzyjne określenie elektrycznego momentu dipolowego elektronów. Chcemy jeszcze bardziej zmniejszyć różnicę pomiędzy najbardziej precyzyjnymi pomiarami, a teoretycznie przewidywaną wartością momentu dipolowego. Wartość przewidywana przez Model Standardowy jest niezwykle mała i poza obecnym zasięgiem pomiarów. Doprecyzowując ją możemy przetestować teorie przewidujące znacznie wyższą wartość, mówi Gerda Neyens, z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven, która stoi na czele laboratorium ISOLDE.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
45 minut temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

wskazywałoby to na istnienie fizyki poza Modelem Standardowym

Lepiej napisać, że jest efektem niezgodnym z Modelem Standardowym, to że istnieje fizyka poza MS jest pewne od dawna a ostatnio potwierdzono obserwacyjnie.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mamy fundamentalne monopole elektryczne i dipole magnetyczne - dualnie do monopoli magnetycznych Diraca, wszystko wskazuje że zarówno monopol magnetyczny, jak i dipol elektryczny są fundamentalnie zero ...

Czyli tutaj raczej nie znajdziemy wyjaśnienia dlaczego mamy więcej barionów niż antybarionów, więc należy szukać gdzie indziej np.:
- model cykliczny z kolejnymi Wielkimi Odbiciami (zapadnięcie-wybuch), w którym może być wręcz zachowana liczba barionowa - przenosząc problem do minus nieskończoności ... liczba barionowa jako stała naszego wszechświata, nie potrzebne żadne łamanie,

- łamanie na poziomie statystycznym jak z życiem: czym więcej np. organizmów używających D-cukrów, tym więcej pożywienia mając kolejne pokolenia tego typu. Sytuacja pół na pół L,D jest statystycznie odpychająca, prowadząc do pełnej dominacji losowo wybranego jednego z nich. W fizyce analogicznie wystarczy symetryczna reguła jak np.: w obecności np. elektronu (pozytronu) ciut łatwiej wytworzyć proton (anty-proton), co spowodowałoby że równowaga między nimi jest statystycznie odpychająca.

 

A co do momentów elektrycznych, znacznie lepiej gdyby się skupili na neutronie.

To są niby 3 naładowane kwarki - nie da się ustawić 3 ładunków żeby był zerowy zarówno moment dipolowy jak i kwadrupolowy - jednak tak bezkrytycznie się przyjmuje.

Tutaj jest kilka prac twierdzących że neutron ma dodatnio naładowany rdzeń i ujemnie 'shell':

https://inspirehep.net/literature/1377841

http://www.actaphys.uj.edu.pl/fulltext?series=Reg&vol=30&page=119

http://www.phys.utk.edu/neutron-summer-school/lectures/greene.pdf

qSl6kTu.png

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dipolowy jak najbardziej zero.

Pytanie właśnie o kwadrupolowy, "- + -" jak na gęstościach powyżej zwykle oznacza ujemny moment kwadrupolowy ... ale przyjęte jest że cząstka o spinie 1/2 nie może mieć momentu kwadrupolowego i basta.

Owszem niestety przetestowanie tego to bajka, choć pewnie porównywalna kosztem z tymi ograniczeniami na dipol elektryczny elektronu ... i są ciekawe lusterka na neutronach: https://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_reflector

 

Też ciekawostka z deuteronem - tutaj wiemy że ma duży dodatni moment kwadrupolowy ...

Tylko jak dostać kwadrupol z "pn"?

No więc stwierdzili że jest on w stanie D jak orbital, czyli że jakby proton jest po obu stronach neutronu ... co jak dla mnie jest oszustwem, pozwalającym osiągnąć dowolny multipol.

Edited by Jarek Duda

Share this post


Link to post
Share on other sites

To jest wniosek z łamania CP, czyli "ponieważ kaony rozpadają się na dwa sposoby, więc neutron musi mieć dipolowy moment elektryczny".

Dobrze, ale jeśli np. za 100 lat poprawimy górną granicę powiedzmy 10^-10 raza, to czy będzie można się w końcu poddać? Czy jeśli nie będzie widać tego dipola to ludzkość już będzie skazana na wieczne poszukiwania?

Czy może jednak warto zostawiać furtkę bezpieczeństwa pozwalającą na stwierdzenie że konkluzja jak powyżej jednak miała w sobie zbyt wiele pychy?

Ogólniej: czy powinniśmy dopasowywać eksperymenty do teorii, czy może jednak teorię do eksperymentów? Jak tutaj wygląda współczesna praktyka?

Może jednak bezpieczniej zamiast bezkrytycznie zakładać np. że kwadrupolowy moment elektryczny neutronu jest zero, jednak agnostycznie potraktować go jako nieznany parametr i dofitować do eksperymentów? Nie, tak się teraz nie robi - jest zero i basta.

Podobnych przykładów z bezkrytyczną wiarą w założenia jest oczywiście znacznie więcej, jak ten chyba najbardziej kluczowy: że elektron jest idealnym punktem - podczas gdy jak się zajrzy do literatury, okazuje się że ta bezkrytyczna wiara wzięła się z ekstrapolacji dopasowując parabolę do dwóch punktów poniżej (!): https://physics.stackexchange.com/questions/397022/experimental-boundaries-for-size-of-electron

6BAG4.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, Jarek Duda napisał:

Czy może jednak warto zostawiać furtkę bezpieczeństwa pozwalającą na stwierdzenie że konkluzja jak powyżej jednak miała w sobie zbyt wiele pychy?

Nie wiem ile jest w tym pychy, bo według mnie to tylko konsekwencja założeń. Nikt rozsądny chyba nie uważa takiego MS za ostateczną teorię wszystkiego. Zupełnie tego bym nie chciał, ale może nasza wiedza jest limitowana tylko kolejnymi przybliżeniami?

8 godzin temu, Jarek Duda napisał:

Ogólniej: czy powinniśmy dopasowywać eksperymenty do teorii, czy może jednak teorię do eksperymentów? Jak tutaj wygląda współczesna praktyka?

Pytanie retoryczne (ładne :)). Odpowiem Ci z podwórka, które lepiej znam: jest jak powinno być*. ;)

8 godzin temu, Jarek Duda napisał:

jak ten chyba najbardziej kluczowy: że elektron jest idealnym punktem - podczas gdy jak się zajrzy do literatury, okazuje się że ta bezkrytyczna wiara wzięła się z ekstrapolacji dopasowując parabolę do dwóch punktów poniżej

Gdyby tak znienawidzeni przez Ciebie strunowcy wierzyli w to, to chyba nie staraliby się uprawiać uparcie tego ogródka? Wiara innych może brać się stąd, że górne ograniczenie na promień elektronu (empiria) to jakieś 10-22 m, czyli jakieś 7 rzędów wielkości mniej niż "promień" protonu.

*Bodaj z Mistrza i Małgorzaty: "fakty to najbardziej uparta rzecz pod Słońcem".
(oczywiście o ile w tym, co wydaje się nam, że obserwujemy, potrafimy oddzielić fakty)

P.S. Wiem, że dla wielu teoretyków ograniczenia empirii to woda na młyn, ale wydaje mi się, że dla większości to jednak powód do frustracji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cenię strunowców i podziwiam za biegłość matematyczną, ale widzę dziedzinę jako pułapkę systemu - nakazującego publikowanie ekscytujących rzeczy i wąskie specjalizacje.

26 minutes ago, Astro said:

Wiara innych może brać się stąd, że górne ograniczenie na promień elektronu (empiria) to jakieś 10-22 m, czyli jakieś 7 rzędów wielkości mniej niż "promień" protonu.

No właśnie poszukaj sobie źródła tego stwierdzenia (link powyżej).

Przypuszczam że dojdziesz do konkluzji: "ponieważ g-factor elektronu jest ciut powyżej 2, więc jego promień jest bardzo mały".

Szukając źródła tej "oczywistej konkluzji" dochodzimy do pracy Dehmelta z 1988 ( http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016/pdf ) z wykresem powyżej: proton jako z 3 kwarków, triton jako z 3 nukleonów. Z tych dwóch punktów ekstrapolował hipotezę elektronu jako z 3 partonów - chciałoby się użyć prostej, ale wyszedłby ujemny promień, więc sprytnie użył paraboli ... czy zgadzasz się z taką ekstrapolacją? Albo znasz inny argument doświadczalny za tym 10-22m?

Problem w tym że w fizyce jest pełno silnych ukrytych założeń, które mogą mieć podstawy typu ta ekstrapolacja parabolą z dwóch punktów, ale jest tak "oczywiste" że nikt nawet nie sprawdzi ... a naprawa takiego głębokiego przekonania w społeczności graniczy cudem ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minut temu, Jarek Duda napisał:

No właśnie poszukaj sobie źródła tego stwierdzenia (link powyżej).

Cytat

Observation of a single electron in a Penning trap suggests the upper limit of the particle's radius to be 10−22 meters.[76] The upper bound of the electron radius of 10−18 meters[77] can be derived using the uncertainty relation in energy. There is also a physical constant called the "classical electron radius", with the much larger value of 2.8179×10−15 m, greater than the radius of the proton. However, the terminology comes from a simplistic calculation that ignores the effects of quantum mechanics; in reality, the so-called classical electron radius has little to do with the true fundamental structure of the electron.[78][79][f]

https://en.wikipedia.org/wiki/Electron#Fundamental_properties
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie o tym mówię - sprawdź źródła, dojdziesz do powyższej pracy z 1988 Dehmelta, który dostał nobla za Penning trap w 1989.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czyli według Ciebie elektron to kulka o rozmiarze protonu z pilocikiem na łebku?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Intrygująca konkluzja, ale chyba nie o te źródła mi chodziło ...

Spróbuję jeszcze raz: czy mógłbyś naszkicować wnioskowanie tego ograniczenia do 10^-22m (znalezionego w tym źródle wiedzy ostatecznej)?

Ja próbując je prześledzić doszedłem do powyższego wykresu z ekstrapolacją z dwóch punktów parabolą, co brzmi kusząco bo możesz przewidzieć co tylko sobie zamarzysz ... zgadzasz się z takim wnioskowaniem, czy może znasz inne?

 

Natomiast odnośnie moich przekonań, tam gdzieś na szczycie jest zasada zachowania energii - czyli np. produkując elektron+pozytron z 2 x 511keV energii EM w fotonie, końcowa energia pola EM nie może przekraczać początkowej energii, a założenie punktowego ładunku oznaczałoby nieskończoną energię pola elektrycznego - kompletna bzdura.

Żeby dostać 511keV z pola elektrycznego ładunku, należy całkować nie od r=0, tylko od r~1.4fm, czyli dla zachowania energii konieczna jest deformacja pól wszystkich ładunków w tej skali. Rozumiem że masz na myśli promień RMS protonu - to jest uśrednienie po pozycjach 3 kwarków, czyli coś zupełnie innego.

Czy taka regularyzacja (deformacja pola żeby nie przekraczać 511keV) miałaby jakieś konsekwencje eksperymentalne? Owszem, np. jako deformacja oddziaływania Coulombowskiego dla bardzo bliskich cząstek - co jest obserwowane jako running coupling ( https://en.wikipedia.org/wiki/Coupling_constant#QED_and_the_Landau_pole ): alpha deformuje się w bardzo wysokich energiach.

Edited by Jarek Duda

Share this post


Link to post
Share on other sites
33 minuty temu, Jarek Duda napisał:

znalezionego w tym źródle wiedzy ostatecznej

:D Nie jest to dla mnie źródło wiedzy ostatecznej i nie wątpię, że gdybym stracił trochę czasu (a mnie to idzie topornie w tej materii), to doszedłbym do tego co Ty.

Dzięki za wyjaśnienie, a ponieważ nie mam najmniejszego pojęcia czym jest ładunek, to powiedz jak to widzisz. Coś, o czym natura uparcie przekonuje nas, że jest dyskretne miałoby być "ciągłym fluidem" jakoś tam rozmazanym na powierzchni "kulki"?
Skoro pytam, to zahaczę jeszcze o jedno. Czy falki pilotujące ktoś próbuje wplatać w jakąś "konkurencję" dla QCD?

 

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niestety problem w tym że praktycznie nikt nie szuka, tylko bezmyślnie bezkrytycznie używa tego typu źródeł - bardzo silnych założeń, które oznaczają np. nieskończone energie ... i tak naprawdę często nie mają podstaw w empirii - to jest ten ślepy zaułek współczesnej fizyki z którego społecznie prawie niemożliwe jest wyjść.

Na pytanie czym jest ładunek polecam przemyśleć fluxony/wiry Abrikosova etc. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Abrikosov_vortex ) - eksperymentalnie obserwowane kwanty pola magnetycznego (jako solitony topologiczne) które zachowują się jak cząstki, np. mamy kreację/anihilację par, oddziaływania między nimi ... interferencję ( https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.85.094503 ), tunelowanie ( https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.56.14677 ), Aharonova-Bohma ( http://www.tau.ac.il/~yakir/yahp/yh33 ) ...

Powyżej mamy ładunki topologiczne 2D, jak przeniesiemy to do 3D to kwantyzacja pola magnetycznego staje się kwantyzacją ładunku - dostajemy np. Maxwella z wbudowaną kwantyzacją ładunku (używając topologicznego tw. Gaussa-Bonneta w miejsce prawa Gaussa) i o skończonej energii pola ładunku (analogicznie jak dla fluxonów):

W którym miejscu natura przekonuje nas w dyskretność pola???? Ja widzę tylko argumenty przeciwko, zaczynając od tego że byłoby to sprzeczne z Lorenzowską niezmienniczością.

Odnośnie wpływu falek pilotujących, polecam przeglądnąć hydrodynamiczne analogi zjawisk kwantowych (odtwarzanych eksperymentalnie) jak interferencja, tunelowanie, kwantyzacja orbit, Casimir, Aharonov-Bohm: https://www.dropbox.com/s/kxvvhj0cnl1iqxr/Couder.pdf

Edited by Jarek Duda

Share this post


Link to post
Share on other sites
49 minut temu, Jarek Duda napisał:

W którym miejscu natura przekonuje nas w dyskretność pola???? Ja widzę tylko argumenty przeciwko, zaczynając od tego że byłoby to sprzeczne z Lorenzowską niezmienniczością.

Pisałem o ładunku, ale jakoś nie widzę problemu z kwantyzacją pola. ;)
Twierdzenie Noether, niezmienniczość lorentzowska itd. to owszem, piękne struktury klasyczne i choć nie powątpiewam w nie, to czasem (tak odbiję celowo od dziczki ;)) zastanawiam się na ile to fundamentalne prawa Rzeczywistości, a na ile coś "emergentnego" z czegoś bardziej fundamentalnego (oczywiście o ile istnieje).

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

Odnośnie wpływu falek pilotujących, polecam przeglądnąć hydrodynamiczne analogi zjawisk kwantowych (odtwarzanych eksperymentalnie) jak interferencja, tunelowanie, kwantyzacja orbit, Casimir, Aharonov-Bohm

Tak, kojarzę, ale raczej nie o to pytałem. Nie chodziło mi o analogie hydrodynamiczne dla kucharek (to analogon dowcipu z dawnych czasów, gdy często spotykałem się z "[...] dla fizyków"; czemuż więc nie np. "Mechanika kwantowa dla kucharek"? ;))

P.S. Moim zdaniem analogie klasyczne (jednak) w dość złożonych układach mogą się mieć nijak do czegoś dużo prostszego (i być może bardziej fundamentalnego).
Zamiast jednej magii aż trzy? Determinizm + magiczny pilot + nielokalność (znaczy ta ostatnia aż tak mnie nie boli)...

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

widzę dziedzinę jako pułapkę systemu - nakazującego publikowanie ekscytujących rzeczy i wąskie specjalizacje

Ech... Nie chciałem się odnosić, ale może jednak dodam. To pułapka całego systemu, nie tylko strunowców, nie tylko fizyki (w system finansowania chyba nie będziemy wchodzić; to też pułapka i przekleństwo, ale przyznam, że wolę to co jest niż wolę króla, któremu wiadomo co tylko mogłoby się podobać). Raz czy drugi też zdarzyło mi się zadać niezbyt wygodne pytania (może w mniejszym formacie)... Milczenie jest raczej tutaj powszechną odpowiedzią.

P.S. Jeszcze taki mały patent na "życie". Załóżmy, że interesują Cię robale X, ale wszyscy zachwyceni są robalami Y (jest medialne). Co robić? Składasz wniosek dotyczący poszukiwania Y w środowisku Z, w którym nikt by się nie spodziewał Y, choć z pewnością występują tam X. Masz dwie publikacje: jedna dotyczy kategorycznego stwierdzenia, że Y nie występują w Z, co potwierdzasz dowodami za grubą kasę, a przy okazji robisz swoje.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Są przeróżne kwantyzacje też klasycznych pól, np.:

- ładunku możemy zrobić analogicznie jak fluxony realizują kwantyzację pola magnetycznego - ładunkiem topologicznym (2D dla kwantyzacji pola magnetycznego, 3D dla ładunku elektrycznego),

- kwantyzacja orbit jest osiągana na wiele sposobów dla tych skaczących kropelek z "dualizmem korpuskularno-falowym" też podwójna (promienia i momentu pędu), efekt Zeemana (siła Coriolisa jako Lorentza): slajdy 14, 19-25 w https://www.dropbox.com/s/kxvvhj0cnl1iqxr/Couder.pdf ) ... ogólnie warunek kwantyzacji bierze się tutaj z rezonansu z polem - tak żeby sprzężona fala była fają stojącą (opisywaną Schrodingerem) żeby zminimalizować energię fluktuacji,

- tu jest "układ okresowy" z podwójną kwantyzacją dla wibracji jednej kropelki: https://www.pnas.org/content/116/11/4849

- druga kwantyzacja czyli w praktyce przejście do zespołów po diagramach Feynmana czyli scenariuszach - też trzeba je rozważyć chcąc liczyć zdarzenia na kropelkach czy solitonach gdy nie posiadamy pełnej informacji o stanie układu.

Problemy w fizyce biorą się głównie z bezkrytycznej wiary w stare założenia, jak ten punktowy ładunek mimo nieskończonej energii i braku prawdziwych argumentów eksperymentalnych ... też z tego że niby dalej oficjalnie "nikt nie rozumie mechaniki kwantowej", czyli można popuścić wodze fantazji - zamiast prawdziwej dyskusji jest kilku autorytetów którzy narzucają swoje ekscytujące pomysły.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minut temu, Jarek Duda napisał:

Problemy w fizyce biorą się głównie z bezkrytycznej wiary w stare założenia, jak ten punktowy ładunek mimo nieskończonej energii i braku prawdziwych argumentów eksperymentalnych ...

Jarku, nie bym złośliwością próbował odbijać, bo Nobelka dostaje się nie tylko za potwierdzenie, ale i za obalenie pewnych "ugruntowanych" rzeczy. Zapewne nie dziwi Cię ogromna ilość eksperymentów "potwierdzających" OTW. Zapewne doskonale wiesz, że każdy "ustawiający eksperyment" liczył na coś zupełnie innego. ;)
Przy okazji tych, którzy niekoniecznie przyjmują zasadę zachowania energii (i mają ku temu jakieś argumenty) też nie brakuje. Problem oczywiście w empirii, ale już dawno nasze możliwości "poznawcze" zostały w tyle za naszymi koncepcjami. Na szczęście nie wszędzie (by o astrofizykach nie wspomnieć ;)).

19 minut temu, Jarek Duda napisał:

też z tego że niby dalej oficjalnie "nikt nie rozumie mechaniki kwantowej", czyli można popuścić wodze fantazji - zamiast prawdziwej dyskusji jest kilku autorytetów którzy narzucają swoje ekscytujące pomysły

Problem "terminowania" jest znany od dawna, ale spójrz proszę na Einsteina. Miał pod górkę, ale nic nie stało na przeszkodzie, by sam zbyt długo "trzymał" pracę Theodora Kaluzy.
Nie chcę być złośliwy, ale gdyby Ci się udało... ;)
Wydaje mi się zdecydowanie, że obecnie młodzi mają zdecydowanie bardziej z górki. To, czy im chce się włączyć myślenie bardziej "ogólne" to już inny problem.

Dodam tylko, że (niestety, w większości tak bywa) bardziej "ogólny" ogląd wymaga nieco przebrnięcia również przez ścieżki, które "nie dają nadziei". Znaczy kwestia jednak doświadczenia wielu problemów.

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites

Najważniejszy eksperyment "potwierdzający OTW" to jest Gravity Probe B ... który tak naprawdę potwierdził GEM ( https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism wprowadzony wcześniej przez Heavisidea) jako przybliżenie OTW - to jest poziom którego raczej możemy być pewni, w przeciwieństwie do pełnego OTW trywialnie go zunifikować z EM (kolejne F_munu F^munu w Lagrangianie) ... co z kolejnymi poprawkami to ja nie wiem, bardzo trudno tutaj rozróżnić ukryte założenia od rzeczywistych wyników eksperymentalnych.

Problemy sprzed wieku były zupełnie inne - oczywiste braki które trzeba było uzupełnić, tzw. "low hanging fruit". Obecne problemy są głównie oparte na naleciałościach których nie da się ruszyć - bezkrytycznie przyjmowanych założeniach jak o punktowości elektronu (bo 30 lat temu noblista dofitował parabolę do dwóch punktów), które wręcz zabrania zadawania podstawowych pytań o strukturę pól EM cząstek.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minuty temu, Jarek Duda napisał:

"low hanging fruit"

Czasami ktoś chwyci i... Bingo. Było g*no. :D
Wbrew pozorom nie uważam tego za "low hanging fruit". Owszem, powszechnie astrofizycy to ciemnogród "miu-mezonów", ale co ciekawe od wczoraj (chyba) zniknęło to z wiki. :)

13 minut temu, Jarek Duda napisał:

Obecne problemy są głównie oparte na naleciałościach których nie da się ruszyć - bezkrytycznie przyjmowanych założeniach jak o punktowości elektronu

Jarku, radośnie odrzuć to i działaj. Nikt Ci nie zabroni. :)
Wszystko przed Tobą.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jakkolwiek by się wyklarował obraz na temat grawitacji sto lat temu (też wariacje na temat GEM Heavisidea), współcześni astrofizycy by go teraz bronili na śmierć i życie - ze względu na kilka pokoleń odstępu między teorią a porządną weryfikacją (czyli tysięcy doktoratów, artykułów, karier) - Gravity Probe B to prawie stulecie odstępu i zweryfikował tylko pierwszą poprawkę (wspólną dla Heavisidea i Einsteina, konieczną dla Lorentzowskiej niezmienniczości).

Z działaniem w postaci np. pytania o strukturę pól EM elektronu jest właśnie ten problem społeczny że "wszyscy wiedzą że jest punktem" (co tam nieskończona energia) i nikt nawet nie próbuje weryfikować tej informacji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jarku. Ludzie, którzy bardziej cenili OBSERWACJE dokładnie wówczas, gdy już Einstein nie był już "młody" prowadzili takie debaty:
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Debate_(astronomy)
Potem Einstein musiał pluć sobie zresztą w brodę i nigdy nie przeprosił Kaluzy. Przypadek? :D

8 minut temu, Jarek Duda napisał:

współcześni astrofizycy by go teraz bronili na śmierć i życie - ze względu na kilka pokoleń odstępu między teorią a porządną weryfikacją (czyli tysięcy doktoratów, artykułów, karier)

Wal śmiało, nazwiskami. :)

11 minut temu, Jarek Duda napisał:

(też wariacje na temat GEM Heavisidea)

Bardziej Cię boli samouk, czy fizyk? ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mówię tyko że wtedy była swoboda którą dopiero teraz powoli technicznie jesteśmy w stanie weryfikować ... ale w międzyczasie jej wynik tak głęboko społecznie się zakorzenił, że pojawia się poważny problem z rzeczywiście obiektywną oceną, kluczowe osoby bardziej mają motywację żeby zachwalać legendę ... "Einstein dał nam pracę".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po 10 latach analiz i wielokrotnego sprawdzania wyników, badacze z projektu CDF collaboration prowadzonego przez Fermi National Accelarator Laboratory (Fermilab) ogłosili, że dokonali najbardziej precyzyjnych pomiarów masy bozonu W, nośnika jednego z czterech podstawowych oddziaływań fizycznych. Uzyskane wyniki sugerują, że Model Standardowy powinien zostać poprawiony lub poszerzony.
      Znamy cztery podstawowe oddziaływania fizyczne: grawitacyjne, słabe, elektromagnetyczne i silne. Bozon W jest nośnikiem oddziaływań słabych. Specjaliści z Fermilab, wykorzystując dane z Collider Detector at Fermilab (CDF) okreslili masę bozonu W z dokładnością do 0,01%. Pomiar jest dwukrotnie bardziej dokładny niż dotychczasowe. Po jego wykonaniu  naukowcy wykorzystali nową wartość do przetestowania Modelu Standardowego.
      Wprowadziliśmy olbrzymią liczbę poprawek i dodatkowych weryfikacji. Wzięliśmy pod uwagę nasze lepsze rozumienie samego wykrywacza cząstek oraz postępy w teoretycznym i eksperymentalnym rozumieniu interakcji bozonu W z innymi cząstkami. Gdy w końcu przeprowadziliśmy wszystkie obliczenia okazało się, że różnią się one od przewidywań Modelu Standardowego, mówi Ashutosh V. Kotwal z Duke University, który stał na czele grupy wykonującej obliczenia. Jest on jednym z 400 naukowców skupionych wokół CDF collaboration.
      Nowe pomiary w wielu aspektach zgadzają się z wcześniejszymi pomiarami masy bozonu W, ale w niektórych są z nimi rozbieżne. Dlatego też konieczne będą kolejne badania. To bardzo intrygujące wyniki, ale do ich pełnego wyjaśnienie konieczne jest potwierdzenie w ramach innych eksperymentów, mówi zastępca dyrektora Fermilab, Joe Lykken.
      Bozon W, nośnik oddziaływań słabych, jest m.in odpowiedzialny za procesy powodujące, że Słońce świeci, a cząstki się rozpadają. Fermilab, a którym działał niezwykle zasłużony dla nauki akcelerator Tevatron, dysponuje olbrzymią ilością danych zbieranych w latach 1985–2011. Pomiary CDF były prowadzone przez wiele lat. Wyniki tych pomiarów były ukryte w danych, które trzeba było szczegółowo przeanalizować. Gdy w końcu je uzyskaliśmy, byliśmy zdumieni, mówi fizyk Chris Hays z Uniwersytetu Oksfordzkiego.
      Masa bozonu W jest około 80-krotnie większa od masy protonu i wynosi około 80 000 MeV/c2. Teraz naukowcy z Fermilab ją uściślili. Dzięki ich pracy wiemy, że wynosi ona 80 433 ± 9 MeV/c2. Wynik ten bazuje na badaniach 4,2 milionów bozonów W uzyskanych w Fermilab.
      W ciągu ostatnich 40 lat eksperymenty w wielu akceleratorach pozwoliły na badanie bozonu W. To bardzo trudne, złożone pomiary, które cały czas są doprecyzowywane. Nam praca zajęła wiele lat. Dokonaliśmy najbardziej precyzyjnych pomiarów, dzięki czemu mogliśmy stwierdzić, że istnieje rozbieżność pomiędzy wartością zmierzoną, a oczekiwaną, mówi rzecznik CDF collaboration Giogrio Chiarelli z Włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej.
      Najbardziej precyzyjne obliczenia masy bozonu W wykonane na podstawie Modelu Standardowego – w których wykorzystuje się pomiary masy kwarka górnego i bozonu Higgsa – dają wynik 80 357 ± 6 MeV/c2. Różnica pomiędzy teoretycznymi obliczeniami a wykonanymi pomiarami jest więc widoczna. Teraz autorzy kolejnych eksperymentów oraz fizycy teoretyczni powinni spróbować ją wyjaśnić. Jeśli różnica pomiędzy wynikiem eksperymentów a teoretycznymi obliczeniami jest spowodowana istnieniem jakiegoś nowego oddziaływania – a to tylko jedna z możliwości – to przyszłe eksperymenty powinny je wykryć.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Doktor Agnieszka Dziurda z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN stoi na czele międzynarodowego zespołu naukowego, który w CERN prowadzi badania nad oscylacjami cząstek pomiędzy światem materii i antymaterii. Co prawda materia i antymateria wydają się swoimi przeciwieństwami, jednak istnieją cząstki, które raz zachowują się jak należące do świata materii, a raz antymaterii. Grupa doktor Dziurdy zmierzyła właśnie ekstremalne tempo oscylacji takich cząstek.
      Naukowcy wzięli na warsztat mezony Bs0 i za pomocą detektora LHCb z niespotykaną dotychczas dokładnością zbadali ich oscylacje. Nie byli pierwszymi, którzy podjęli się tego zadania. Już w 2006 roku w amerykańskim Fermilab mierzono to zjawisko. Nam udało się teraz poprawić dokładność pierwotnego pomiaru aż o dwa rzędy wielkości, chwali się doktor Dziurda.
      Materia widzialna jest złożona głównie z kwarków górnych, dolnych, elektronów i neutrin elektronowych. Na przykład jądra atomów zbudowane są z protonów (składających się z 2 kwarków górnych i 1 kwarka dolnego) oraz neutronów (1 kwark górny i 2 kwarki dolne). Model Standardowy klasyfikuje kwark górny, dolny, elektron i neutrino elektronowe jako cząstki jednej generacji. Istnieją jeszcze dwie inne generacje, z cząstkami o podobnych właściwościach, ale coraz bardziej masywnych.
      Kwarki nie występują swobodnie. Łączą się z innymi kwarkami. A najprostsze takie połączenie tworzy mezon, złożony z par kwark-antykwark. Mezony mogą przenosić ładunek elektryczny, lecz nie muszą. Te pozbawione ładunku elektrycznego, określane jako neutralne, wykazują frapującą cechę: oscylują między postacią materialną a antymaterialną. My skupiliśmy się na analizie częstotliwości oscylacji neutralnych mezonów zawierających kwark piękny b z trzeciej generacji i kwark dziwny s z drugiej, oznaczonych jako Bs0, mówi doktor Dziurda.
      Mezony są niestabilne i rozpadają się w czasie pikosekund. Jedna pikosekunda to 0,000000000001. Jednak zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej, produkty rozpadu neutralnych mezonów są różne, w zależności od tego, czy w momencie rozpadu znajdowały się w świecie materii czy antymaterii. Zatem dopiero po zarejestrowaniu i zidentyfikowaniu produktów rozpadu danego mezonu mogliśmy ustalić, czy rozpadł się on jako reprezentant świata materii, czy antymaterii. Połączenie tej wiedzy z informacją o naturze cząstki w momencie produkcji pozwoliło nam na pomiar częstotliwości oscylacji, stwierdza polska uczona.
      Zespół Dziurdy przeanalizował mezony Bs0 powstałe w latach 2015–2018 w Wielkim Zderzaczu Hadronów jako wynik zderzeń proton-proton o łącznej energii 13 TeV (teraelektronowoltów). Badania wykazały, że mezony te oscylują pomiędzy materią i antymaterią 3 tryliony razy na sekundę. To aż 300-krotnie szybciej niż oscylacje typowego cezowego zegara atomowego.
      Badania takie nie tylko potwierdzają przewidywania mechaniki kwantowej, ale pozwalają zawęzić też obszar poszukiwania nieznanych cząstek spoza Modelu Standardowego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W CERN zakończono najbardziej precyzyjne w historii eksperymenty, których celem było sprawdzenie czy materia i antymateria reagują tak samo na oddziaływanie grawitacji. Trwające 1,5 roku badania z wykorzystaniem protonów i antyprotonów przeprowadzili specjaliści z eksperymentu BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment).
      Naukowcy zmierzyli stosunek ładunku do masy protonu i antyprotonu z dokładnością 16 części na bilion. To najbardziej precyzyjny ze wszystkich testów symetrii materii i antymaterii przeprowadzony na cząstkach złożonych z trzech kwarków, zwanych barionami, i ich antycząstkach, mówi Stefan Ulmer, rzecznik prasowy BASE.
      Zgodnie z Modelem Standardowym cząstki i antycząstki mogą się od siebie różnić, jednak większość właściwości, szczególnie ich masa, powinno być identycznych. Znalezienie różnicy masy pomiędzy protonami a antyprotonami lub też różnicy w ich stosunku ładunku do masy, oznaczałoby złamanie podstawowej symetrii Modelu Standardowego, symetrii CPT. Byłby to również dowód na znalezienie fizyki wykraczającej poza opisaną Modelem Standardowym.
      Istnienie takiej różnicy mogłoby doprowadzić do wyjaśnienia, dlaczego wszechświat składa się głównie z materii, mimo że podczas Wielkiego Wybuchu powinny powstać takie same ilości materii i antymaterii. Różnice pomiędzy cząstkami materii i antymaterii zgodne z Modelem Standardowym, są o rzędy wielkości zbyt małe, by wyjaśnić obserwowaną nierównowagę.
      Naukowcy z BASE wykorzystali podczas swoich pomiarów antyprotony i jony wodoru, które służyły jako ujemnie naładowane przybliżenia protonów. Umieszczono je w tzw. pułapce Penninga. Badania prowadzono pomiędzy grudniem 2017 roku a majem 2019. Później przystąpiono do opracowywania wyników, a po zakończeniu prac w najnowszym numerze Nature poinformowano o rezultatach.
      Po uwzględnieniu różnic pomiędzy jonami wodoru a protonami okazało się, że stosunek ładunku do masy protonu jest z dokładnością do 16 części na miliard identyczny ze stosunkiem ładunku do masy antyprotonu. To czterokrotnie bardziej dokładne obliczenia niż wszystko, co udało się wcześniej uzyskać, mówi Stefan Ulmer. Aby dokonać tak precyzyjnych pomiarów musieliśmy najpierw znacznie udoskonalić nasze narzędzia. Badania przeprowadziliśmy w czasie, gdy urządzenia wytwarzające antymaterię były nieczynne. Wykorzystaliśmy więc magazyn antyprotonów, w którym mogą być one przechowywane przez lata, dodaje.
      Prowadzenie eksperymentów w pułapce Penninga w czasie, gdy urządzenia wytwarzające antymaterię nie działają, pozwala na uzyskanie idealnych warunków, gdyż nie występują zakłócające badania pola magnetyczne generowane przez „fabrykę antymaterii”.
      Naukowcy z BASE nie ograniczyli się tylko do niespotykanie precyzyjnego porównania protonów i antyprotonów. Przeprowadzili też testy słabej zasady równoważności. Wynika ona z teorii względności i głosi, że zachowanie wszystkich obiektów w polu grawitacyjnym jest niezależne od ich właściwości, w tym masy. Oznacza to, że jeśli pominiemy inne siły – jak np. siłę tarcia – reakcja wszystkich obiektów na oddziaływanie grawitacji jest taka sama. Przykładem może być tutaj piórko i młotek, które w próżni powinny opadać z tym samym przyspieszeniem.
      Orbita Ziemi wokół Słońca ma kształt elipsy, co oznacza, że obiekty uwięzione w pułapce Penninga będą odczuwały niewielkie zmiany oddziaływania grawitacyjnego. Okazało się, że zarówno proton i antyproton identycznie reagują na te zmiany. Uczeni z BASE potwierdzili, że słaba zasada równoważności odnosi się zarówno do materii jak i antymaterii z dokładnością około 3 części na 100.
      Ulmer podkreśla, że uzyskana w tym eksperymencie precyzja jest podobna do założeń eksperymentu, w ramach których CERN chce badać antywodór podczas spadku swobodnego w polu grawitacyjnym Ziemi. BASE nie prowadziło eksperymentu ze swobodnym spadkiem antymaterii w polu grawitacyjnym Ziemi, ale nasze pomiary wpływu grawitacji na antymaterię barionową są co do założeń bardzo podobne do planowanego eksperymentu. To wskazuje, że w dopuszczonym zakresie niepewności nie znaleźliśmy żadnych anomalii w interakcjach pomiędzy antymaterią a grawitacją.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie, Ziemia czy gwiazdy pojawili się dlatego, że w pierwszej sekundy istnienia wszechświata wytwarzane było więcej materii niż antymaterii. Ta asymetria była niezwykle mała. Na każde 10 miliardów cząstek antymaterii pojawiało się 10 miliardów + 1 cząstka materii. Ta minimalna nierównowaga doprowadziła do stworzenia materialnego wszechświata, a fenomenu tego współczesna fizyka nie potrafi wyjaśnić.
      Z teorii wynika bowiem, że powinna powstać dokładnie taka sama liczba cząstek materii i antymaterii. Grupa fizyków-teoretyków stwierdziła właśnie, że nie można wykluczyć, iż w naszych możliwościach leży wykrycie nietopologicznych solitonów Q-balls, a ich wykrycie pozwoliłoby odpowiedzieć na pytanie, dlaczego po Wielkim Wybuchu pojawiło się więcej materii niż antymaterii.
      Obecnie fizycy uważają, że asymetria materii i antymaterii pojawiła się w pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu, a w jej czasie rodzący się wszechświat gwałtownie zwiększył swoje wymiary. Jednak przetestowanie teorii o inflacji kosmologicznej jest niezwykle trudne. Żeby ją sprawdzić musielibyśmy wykorzystać olbrzymie akceleratory cząstek i dostarczyć im więcej energii, niż jesteśmy w stanie wyprodukować.
      Jednak amerykańsko-japoński zespół naukowy, w skład którego wchodzą m.in. specjaliści z japońskiego Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) uważają, że do przetestowania tej teorii można wykorzystać nietopologiczne solitony Q-ball. Jedna z teorii dotyczących nierównowagi materii i antymaterii mówi bowiem, że pojawiła się ona w wyniku złożonego procesu tzw. bariogenezy Afflecka-Dine'a. To w jej przebiegu miały pojawić się Q-balle.
      Profesor Graham White, główny autor badań z Kavli IPMU wyjaśnia, czym jest Q-ball. Mówi, że jest bozonem, jak bozon Higgsa. Bozon Higgsa pojawia się, gdy pole Higgsa zostaje wzbudzone. Jednak w polu Higgsa mogą pojawiać się też inne elementy, jak grudki. Jeśli mamy pole bardzo podobne do pola Higgsa, które ma pewien ładunek, nie ładunek elektryczny, ale jakiś ładunek, wówczas taka grudka ma ładunek taki, jak jedna cząstka. Jako, że ładunek nie może po prostu zniknąć, całe pole musi „zdecydować” czy tworzy grudki czy cząstki. Jeśli utworzenie grudek będzie wymagało mniej energii, będą powstawały grudki. Łączące się ze sobą grudki stworzą Q-ball, mówi.
      Często mówimy, że takie Q-balle istnieją przez jakiś czas. W miarę rozszerzania się wszechświata zanikają one wolniej niż promieniowanie tła, w końcu większość energii wszechświata skupia się w Q-ballach. W międzyczasie pojawiają się niewielkie fluktuacje w gęstości promieniowania, które skupiają się tam, gdzie dominują Q-balle. Gdy zaś Q-ball się rozpada, jest to zjawisko tak gwałtowne, że pojawiają się fale grawitacyjne. Możemy je wykryć w nadchodzących dekadach. Piękno poszukiwań fal grawitacyjnych polega na tym, że wszechświat jest całkowicie dla nich przezroczysty, wędrują więc do jego początku, mówi White.
      Zdaniem teoretyków, generowane przez znikające Q-balle fale mają odpowiednie charakterystyki, by można je było zarejestrować za pomocą standardowych wykrywaczy fal grawitacyjnych.
      Szczegóły badań zostały opublikowane w serwisie arXiv.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...