Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Anomalie w rozpadzie radioaktywnym berylu-8 i helu-4 wskazują na istnienie nieznanej dotychczas siły natury. Do takich wniosków doszła grupa amerykańskich fizyków-teoretyków, którzy przeanalizowali dane z eksperymentów prowadzonych od pięciu lat przez fizyków jądrowych z Węgier. Wyniki badań dwóch różnych izotopów zgodnie wskazują na masę i siłę interakcji z hipotetycznym bozonem, który może być nośnikiem piątego rodzaju oddziaływań podstawowych.

Zgodnie z Modelem Standardowym istnieją cztery rodzaje oddziaływań podstawowych: grawitacyjne, słabe, elektromagnetyczne oraz silne. Jednak teoretycy od dawna mówią o możliwym istnieniu cząstki będącej nośnikiem piątego rodzaju oddziaływań, zachodzących pomiędzy materią a antymaterią.

Attila Krasznahorkay wraz ze swoim zespołem z węgierskiego Instytut Badań Jądrowych (ATOMKI) poszukiwał właśnie tej cząstki. W 2015 roku Węgrzy opublikowali, w dużej mierze zignorowany, artykuł, w którym opisywali swój eksperyment. Polegał on na bombardowaniu litu-7 protonami, by uzyskać w ten sposób jądra berylu-8. Naukowcy mierzyli kąty pomiędzy trajektorami każdego elektronu i pozytonu, do których emisji dochodziło, gdy rozpadał się niestabilny beryl-8.

Zgodnie z Modelem Standardowym z czasem powinno dochodzić do zmniejszenia liczby par elektron-pozyton i zwiększania kąta pomiędzy ich trajektoriami. Jednak zespół Krasznahorkaya zauważył, że gdy kąty pomiędzy trajektoriami wynosiły około 140 stopni, dochodziło do nagłego wzrostu liczby emitowanych cząstek. Węgrzy uznali, że niewielka część berylu-8 rozpada się do nieznanej cząstki, której masa wynosi około 17 MeV/c2.

Na pracę Węgrów zwrócono uwagę dopiero, gdy Jonathan Feng i jego koledzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine opublikowali analizę teoretyczną wyników grupy Krasznahorkaya. Amerykańscy teoretycy stwierdzili, że ta nieznana cząstka – jeśli istnieje – nie jest ciemnym fotonem, a czymś, co nazwali protofobowym bozonem cechowania. Ma to być bozon, który jest nośnikiem oddziaływań i łatwiej wchodzi w reakcje z elektronami i neutronami niż z protonami.

Jednak taka hipoteza budziła wątpliwości innych fizyków, tym bardziej, że wyników uzyskanych przez Węgrów nie udało się nikomu powtórzyć.

Krasznahorkay i jego zespół się nie poddali. Przez dwa lata przebudowywali swój detektor. Powtórzyli eksperymenty i potwierdzili wzrost liczby cząstek przy kącie trajektorii wynoszącym około 140 stopni. Co więcej, zauważyli kolejny taki skok. Tym razem pojawiał się on przy kącie 115 stopni podczas eksperymentów z helem-4. Co ważne, także w tym drugim przypadku obliczenia wskazały na istnienie nieznanej cząstki o masie około 17 MeV/c2.

Artykuł na ten temat, opublikowany jesienią 2019 roku, spotkał się z olbrzymim zainteresowaniem. I tutaj znowu do pracy przystąpił Feng i jego koledzy. Amerykanie właśnie opublikowali wyniki swoich obliczeń. Feng oraz Chris Verhaaren i Tim Tait nie tylko sprawdzili, czy uzyskane na Węgrzech wyniki są zgodne, ale wyliczyli też, jaka była siła oddziaływań hipotetycznej cząstki.

Amerykanie uznali, że w obu przypadkach rzeczywiście hipotetyczna cząstka oddziaływała z taką samą siłą. W szczególności stwierdzili, że jeśli danych z hipotetycznego protofobowego bozonu cechowania uzyskanego z eksperymentów z berylem-8 użyjemy do obliczenia właściwości hipotetycznej cząstki pojawiającej się w rozpadzie helu-4, to będą one zgodne z obserwacjami. Co więcej, Amerykanie uznali, że nie można uzyskać takiej zgodności za pomocą żadnego innego hipotetycznego nośnika oddziaływań. Jeśli użyjemy jakiejś innej hipotetycznej cząstki proponowanej dla wyjaśnienia tego, co widzimy w rozpadzie berylu-8, to dane takie o wiele rzędów wielkości nie będą się zgadzały z wynikami uzyskanymi w eksperymentach z helem. Mamy tutaj więc wyjątkową zgodność, mówi Feng.

Amerykanie stwierdzają, że aby jednoznacznie rozstrzygnąć kwestię ewentualnego znalezienia cząstki będącej nośnikiem piątego rodzaju oddziaływań podstawowych, konieczne jest, by inne grupy uzyskały wyniki takie, jak Węgrzy. Zaproponowali też proste modyfikacje sposobu przeprowadzania eksperymentu, które pozwolą na zebranie dodatkowych informacji. Ponadto precyzyjnie wyliczyli, jakie wartości powinniśmy uzyskać przy analogicznych eksperymentach z węglem-12 i apelują do fizyków, by przeprowadzili eksperymenty z użyciem tego izotopu. Jeśli ich wyniki byłyby zgodne z naszymi teoretycznymi obliczeniami, byłoby to dowodem na odkrycie piątej siły natury, mówią.

Specjaliści z MIT-u już rozpoczęli przygotowania do eksperymentów, w ramach których chcą bombardować tantal elektronami. Jeśli uzyskają zgodę i fundusze na badania to ostatecznych wyników powinniśmy spodziewać się w ciągu najbliższych lat.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jest prostsze wytłumaczenie niż "piąta siła" - po prostu nasze zrozumienie fizyki jądrowej jest dość kiepskie: dla najmniejszych jąder (mniejszych niż powyżej) fituje się do danych eksperymentalnych kilkudziesięcio parametryczne modele, w których nie wystarczają oddziaływania między parami ... a i tak są rozbieżności. Nawet nie ma dobrego zrozumienia dlaczego proton jest lżejszy od neutronu (może miłośnicy stringów pomogą?)

Polecam wykład "dla licealistów":

 

Share this post


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

Polecam wykład "dla licealistów"

Ziobro bis? Młodzież bezkonkurencyjna.
Drodzy licealiści, TAK! Kwarki? Czysta bzdura, bo każdy wie, że radosna trójdzielna twarda kuleczka z pilocikiem na czółku wszystko to lepiej opisuje.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Według tego wykładu o opisie zderzeń typu proton-deuteron: kwarki ignorują, potencjały z lattice QCD nie działają ... działa tylko fitowanie bodajże ~40 parametrycznych modeli.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
37 minut temu, Jarek Duda napisał:

Nawet nie ma dobrego zrozumienia dlaczego proton jest lżejszy od neutronu

Dlaczego miałoby być inaczej? Chemikowi starczy wychwytu elektronu czy rozpadu neutronu by wnioskować: 'w środku każdego neutronu jest proton'  ;)

Edited by Jajcenty

Share this post


Link to post
Share on other sites

Popularnie mówi się że nie rozumiemy tylko egzotycznych zjawisk jak ciemna materia/energia ... podczas gdy są gigantyczne luki u podstaw np. w okolicy fizyki jądrowej, która obecnie polega na fitowaniu do danych wielu zgadniętych modeli fenomenologicznych.

Ta luka bierze się ze skupienia na ekscytujących modelach które nic nie wyjaśniają (dalej czekam na szkic wyjaśnienia np. siły Coulomba w modelach teorii strun) ... ignorując podstawowe pytania jak o strukturę pól cząstek, zaczynając od EM elektronu unikającej nieskończonej energii.

Share this post


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

Popularnie mówi się że nie rozumiemy tylko egzotycznych zjawisk jak ciemna materia/energia ... podczas gdy są gigantyczne luki u podstaw np. w okolicy fizyki jądrowej, która obecnie polega na fitowaniu do danych wielu zgadniętych modeli fenomenologicznych.

Popularnie jak się prostym modelem machniemy o pół kilograma, to inżyniersko nadrzucimy kilogram i bombka buchnie jak trzeba; to nie jest dysonans poznawczy. Ów pojawia się, gdy dziadunia potyckie równanka próbujemy odnieść do tego, co WIDZIMY. Tu pojawia się trochę rzędów różnicy i to JEST dysonans poznawczy...

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

Ta luka bierze się ze skupienia na ekscytujących modelach które nic nie wyjaśniają

Nie wiem jak Ty Jarku, ale ja żadnego modelu nie traktuję jako EKSCYTUJĄCEGO do czasu, gdy już nie będzie roboty.

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

dalej czekam na szkic wyjaśnienia np. siły Coulomba w modelach teorii strun

Uderzałeś do strunowców? ;)

Jarku, dobrego dnia i wszystkiego dobrego.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Jarek Duda napisał:

Popularnie mówi się że nie rozumiemy tylko egzotycznych zjawisk jak ciemna materia/energia ... podczas gdy są gigantyczne luki u podstaw

W każdej epoce były luki, które próbowano skleić plastrem. Ale zawsze też pojawiał się ktoś kto orał do zera stare zasady. Jeśli już na starcie teoria dobrze nie opisuje wszystkiego, nawet tego co jeszcze nieodkryte i trzeba robić kolejne przybliżenia,poprawki i aktualizacje to jest to słabe.

Ale ja i tak się jaram każdą nową hipotezą, nawet bardzo wątpliwą.

Ja generalnie mam problem ze wszystkimi stałymi i uznawaniem a priori ich stałości. Może w odpowiednich warunkach lub skali czasu żadna czczona stała taką stałą nie jest.

Szkoda że teoretycy tak odjechali praktykom. Niewiele zostało hipotez które da się przekuć na doświadczenie za realnie pieniądze

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
W dniu 12.06.2020 o 15:28, Jarek Duda napisał:

Nawet nie ma dobrego zrozumienia dlaczego proton jest lżejszy od neutronu (może miłośnicy stringów pomogą?)

To bardzo proste, choć wyjaśnienie nie wprost, anie nawet nie prozą: 

         Jakobygdyby było odwrotnie,
                                         toby nie było
                                                        kwantofych surferóf 
                                                                    proszących o pomoc
                        miłośnikóf stringóf.
 

(Dadaizm w fizyce)

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites

O to może nam naszkicujesz jak to teoria strun rozwiązuje problemy fizyki jądrowej?

 

ps. Ja tam osobiście nie potrzebuję - w modelu solitonowym którym rozważam, po leptonach pojawiają się konfiguracje typu barionów, dla których kluczowe jest że wymuszają pewien dodatni ładunek (niekoniecznie całe +1) - proton po prostu zamyka do całego ładunku, natomiast neutron musi skompensować ten ładunek do zera, co oznacza koszt energetyczny (dodatkową masę). W deuteronie proton "dzieli się" ładunkiem z neutronem - prowadząc do dodatniego momentu kwadrupolowego (znany z eksperymentów i dość nieintuicyjny dla 'pn'). Diagramy na slajdzie 31 https://www.dropbox.com/s/aj6tu93n04rcgra/soliton.pdf

Share this post


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

Chętnie przeczytam. 

Dropbox? Vixra odrzuciła? ;)
(przepraszam, ale nie mogłem się oprzeć)

Kilka pytań kontrolnych, reality check:

Jak ta cudowna teoria tłumaczy rozpady beta?

Jaka magia sprawia, że cząsteczki hojnie obdarzone (tzn. mające ładunki więcej niż jednego pola) nie rozjeżdżają się?

Co z mezonami? Udało się policzyć ich masy, a jeśli nie to jakich magicznych stałych brakuje?

Boję się zapytać o ułamowe ładunki kwarków, bo pewnie nie ma kwarków...

Cofnijmy się jeden krok wstecz: Najpewniej fotony nie istnieją jako cząstki?

Jak to się ma do "Bohma": teraz fala pilotująca pilotuje... klasyczne rozwiązanie pola EM z solitonem?

Jak mają się te ładunki do twierdzenia Noether?

 

Nie wątpię że każde z tych pytań posiada jakieś wyjaśnienie ad hoc w postaci obrazka albo filmiku, ale nie widzę możliwości aby powstała jakaś konsystentna teoria.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Wrzuciłem kiedyś na fqxi czy arxiv. Rozpad beta i mezony są na tym samym diagramie (poniżej). Ułamkowe ładunki w neutronie, deuteronie są. Mam wstępny Lagrangian, ale jest spora swoboda i kupa roboty - sam nie dam rady. Nie rozjeżdżają się bo ładunki topologiczne. Fotony raczej uważam za nietopologiczne - nie dysypują przez moment pędu, jak fala za śrubą okrętową.

UctycvR.png

Ale to Ty miałeś opowiedzieć cokolwiek konkretnego jak stringi tutaj pomagają?

Czy chociaż dają najprostsze, najbardziej podstawowe oddziaływanie - Coulomba?

Edited by Jarek Duda

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ostatnie pytanie:
 

JAK TA CUDOWNA TEORIA MODELUJE DYSKRETNY ŁADUNEK CZARNEJ DZIURY.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie rozumiem? Modele solitonowe które rozważam zaczynają od Maxwella z wbudowaną kwantyzacją ładunku i regularyzacją do skończonej energii. Unifikacja jest dość trywialna z tym co potwierdził Gravity Probe B ( https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism ), ale w razie potrzeby też nie problem uprawiać solitony na rozmaitości dla pełnego OTW.

 

Ale co z tymi Twoimi stringami? Czy potrafisz cokolwiek konkretnego powiedzieć oprócz natchnionego wychwalania ich cudowności?

Odtworzyć coś choć najprostszego z tej przyziemnej potwierdzonej fizyki jak Coulomb?

Share this post


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

Nie rozjeżdżają się bo ładunki topologiczne.

Chodzi o to magiczne zgranie dwóch pól, przyczynek masy z konfiguracji konfiguracji topologicznej jednego pola i drugiego pola trzymają się magicznie razem.

7 minut temu, Jarek Duda napisał:

Ale to Ty miałeś opowiedzieć cokolwiek konkretnego jak stringi tutaj pomagają?

Czy chociaż dają najprostsze, najbardziej podstawowe oddziaływanie - Coulomba?

Teoria strun odtwarza nie tylko Coulomba ale cały model standardowy

https://arxiv.org/abs/1903.00009

BTW. Przypominam sobie pracę w której dowiedziono że znalezienie właściwej kompaktyfikacji jest problemem NP-trudnym, niestety nie pamiętam w  funkcji czego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tu masz przykład minus-plus pary ładunków topologicznych w różnych odległościach, czym bliżej tym mniejsze naprężenie/energia całego pola - prowadząc do przyciągania (nie ma problemu z self-interaction), winding number pętli dookoła pilnuje sumę takich ładunków: tw. Gaussa-Bonneta ("argument principle" w 2D) jako prawo Gaussa wymusza zachowanie sumy i daje kwantyzację jako ładunek topologiczny, najlżejszy nietrywialny ładunek to prosty model elektronu/pozytronu ( https://demonstrations.wolfram.com/SeparationOfTopologicalSingularities/ ):

Lb7xje4.png

 

To jak konkretnie takie takie przyciąganie przeciwnych ładunków wyglądałoby w teorii strun?

Albo na przykład skąd ta kwantyzacja ładunku - dlaczego prawo Gaussa może zwracać tylko całkowite ładunki?

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 13.06.2020 o 18:57, Jarek Duda napisał:

Albo na przykład skąd ta kwantyzacja ładunku - dlaczego prawo Gaussa może zwracać tylko całkowite ładunki?

To jest postawienie wszystkiego na głowie.
Ładunki są skwantyzowane, prawo gaussa może zwracać taki ładunek jaki jest w środku ale nic nie poradzi na to że źródłą są skwantowane, bo... to ładunki są źródłem pola a nie odwrotnie. Ogon nie macha psem, nawet jeśli jakiś radosny matematyk zsynchronizuje ruch kamery i przedstawi filmik że tak to wygląda.

Istnienie skwantowania ładunków jest konieczne jeśli istnieją monopole magnetyczne - a to praktycznie przesądzona sprawa - i wynika z kwantowania momentu pędu.
Równie dobrze zatem może się kolega pytać dlaczego moment pędu jest skwantowany. Argumentację przedstawił Dirac.
 

W dniu 13.06.2020 o 18:57, Jarek Duda napisał:

To jak konkretnie takie takie przyciąganie przeciwnych ładunków wyglądałoby w teorii strun?

Wszystkie oddziaływania są emergentne w teorii strun, to wynik ich dynamiki. Ale żeby była jasna sprawa - struny nie są obiektami klasycznymi więc niczego sobie kolega nie narysuje, i nic by nie wyglądało. Struny oznaczają raptem tyle, że funkcja falowa podstawowych obiektów nie jest sparametryzowana położeniami punktów w 10 wymiarowej przestrzenii tylko jest funkcją po wszystkich konfiguracjach struny w całej przestrzeni, ona jak najbardziej ma swoją nieoznaczoność! Formalnie,  rozpatrując funkcję falową struny musi kolega uwzględniać wkłady nawet od 10 kilometrowych pętli, dokładnie tak samo jak to, że funkcja falowa elektronu nigdzie nie znika - ale nikt nie bawi się w obliczenia w ten sposób.

I żeby było jasne - nie jestem fizykiem strunowym tylko byłem niezawodowym fizykiem pasożytniczym mającym ambicję zrozumienia TOE kiedy ta już powstanie, ale nie przewidywałem że uda się to osiągnąć przed powstaniem  "nadludzkich" SI.
Z tego powodu bardziej interesowała mnie biologia (przedłużanie życia) i gromadzenie majątku oraz praca nad takimi SI, niestety plan się rypnął ze względu na problemy zdrowotne wywołane tępotą w medycynie.
Nigdy nie miałem wątpliwości że teoria strun to krok w prawidłowym kierunku, bo nie mam żadnych problemów z teoriami które działają.
Z kolei działalność fizyczna kolegi ma na wstępie bardzo złą motywację, bo wynika z psychologicznych uprzedzeń wobec koncepcji które wykorzystuje obecna fizyka.
I to nie jest dostrzeżenie jakieś pojedynczego problemu, tylko nieustanna negacja. Kiedyś chyba napisałem, że jest to przeuczenie intuicji klasycznej i rozumienie wszystkich obiektów kwantowych w ramach tej intuicji (a przynajmniej próba, bo jest to niemożliwe).

Pole, cząsteczka to są tylko obiekty teorii pozwalającej opisać świat. To co jest rzeczywiste to wyniki pomiarów w naszym klasycznym świecie, zdarzenia w naszym makroskopowym świecie. A ten rzeczywisty świat i tak powstaje w naszej głowie, nasza rzeczywistość to neuronalna teoria stworzona przez mózg która opisuje zdarzenia. Mózg cały czas stara się przewidywać co się stanie w otaczającym nas świecie i interesuje się odstępstwami, to tak jak w mechanice kwantowej: mamy funkcję falową a zdarzenie jest informacją, to jest redukcja funkcji falowej. 
Mózg jest w stanie tworzyć "nową lepszą przestrzeń hilberta" zdarzeń, fizyka zajmuje się limitem poznania jaki miałby nieskończenie wydajny mózg. Można traktować fizykę jako abstrakcje tworzone przez nasz rozproszony mózg (zbiór mózgów fizyków) aproksymujący coraz lepiej ten super doskonały mózg.
Doskonale pamiętam jak musiałem budować sobie intuicję odnośnie tego, czym jest punkt matematyczny, że to coś całkiem odmiennego własnościami od punktu narysowanego kredą. I doskonale zdawałem sobie sprawę, że jest to obiekt całkowicie "niefizyczny".
Tak samo punktowa cząsteczka jest abstrakcją, która jest użyteczna.
Aby teorie kolegi mogły być "prawdziwe", musiałyby na wstępie dawać lepsze przewidywania od obecnych, ale nic na to nie wskazuje. Trudności fizyki atomowej nie są wynikiem błędów Modelu Standardowego czy teorii strun, tylko ogromnej złożoności obliczeniowej świata. To, że jest trudno, nie jest problem przyrody, ona daje sobie radę.
Musi kolega traktować ją jako czysto matematyczną teorię. Szanse na to, że zupełnie inna nierównoważna teoria bezcząsteczkowa będzie miała prawie identyczne przewidywania jak MS są zerowe. Chyba że jest równoważna, ale wtedy należy szukać źródeł tej równoważności.

Problem polega na tym, że traktuje sobie kolega elementy teorii fizycznych wyrywkowo i akceptuje fragmenty. Fala jest ok, prawdopodobieństwo nie. Pole jest ok, cząsteczka nie. Z części składników chce kolega zrobić inna zupę, która ma smakować tak samo, wystarczy tylko mocno mieszać ;)

Matematyka jest elastyczna i pozwala się bawić, ale fizyka jest nauką pragmatyczną skoncentrowaną na efektach. Obecne teorie dają efekty, mamy procedury obliczeniowe które pozwalają modelować świat.
Tak w ogóle to nie rozumiem podejścia w którym próbuje się uprawiać fizykę teoretyczną nie przerabiając przynajmniej wstępu do teorii strun, aby poznać aparat matematyczny.
Jakoś magicznym sposobem krytyka teorii strun zawsze pochodzi od osób, które jej nie znają.
Nie znam przypadku teoretyka strunowego (czyli osoby która dobrze zna aparat matematyczny teorii) , który by ją krytykował.
Przypadek? A może setkom ludzi z IQ 150+, z wielu kontynentów, nagle wyłącza się krytyczne myślenie pod wpływem określonych równań?
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

W naturze prawo Gaussa pozwala tylko na całkowite ładunki, w Maxwellu na dowolne rzeczywiste - jest fundamentalna rozbieżność którą wypadałoby naprawić, wyjaśnić.

I matematycznie nie ma z tym problemu, np. definiując pole elektryczne jako krzywizna jakiegoś pola np. wektorowego, wtedy z tw. Gaussa-Bonneta prawo Gaussa zwraca ładunek topologiczny tego pola wektorowego - który musi być całkowity.

Jeśli nie podoba Ci się taki mechanizm, to proszę o alternatywny. Nie, machanie rękami i wymówki to nie jest wyjaśnianie.

Ładunek to E~1/r^2 osobliwość pola elektrycznego - nie istnieje bez pola, możemy wykreować parę dwóch przeciwnych ładunki z samej energii: dwóch fotonów pola EM. Pole jest tym fundamentem, ładunek tylko jego zlokalizowaną osobliwą stabilną konfiguracją - czyli technicznie solitonem: https://en.wikipedia.org/wiki/Soliton

 

Odnośnie "teoria strun odtwarza cały model standardowy", jest on definiowany perturbacyjnym QFT - zespołami po scenariuszach (diagramach Feynmana), dla których dofitowane zostały dziesiątki parametrów na podstawie eksperymentów. To jest niezwykle ogólna "algebra dla cząstek" którą też trzeba użyć np. dla rozpraszania solitonów. Ok, można ją też wyrazić w formalizmie teorii strun, ale to jest przeformułowanie a nie wyjaśnianie.

Taka ogólna algebra na cząstkach to jest jak "jabłko + jabłko = 2 jabłka" - owszem prawda, ale czy daje nam to zrozumienie o jabłkach? Mówisz że podobnie jest dla gruszek więc zrozumieliśmy jabłka ... ??? Może wytłumacz chociaż cokolwiek jak ta kwantyzacja ładunku - "dlaczego nie wolno używać ćwiartki jabłka"?

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, peceed napisał:

Pole, cząsteczka to są tylko obiekty teorii pozwalającej opisać świat. To co jest rzeczywiste to wyniki pomiarów w naszym klasycznym świecie, zdarzenia w naszym makroskopowym świecie. A ten rzeczywisty świat i tak powstaje w naszej głowie, nasza rzeczywistość to neuronalna teoria stworzona przez mózg która opisuje zdarzenia.

A jednak się myliłem chyba, wasz bardzo ciekawy spór wygląda jakbyście kłócili się o kolor auta na które patrzycie. Czy to #665229 a może 59%60%80%20% lub 102;82;41. Panowie, to ten sam ohydny, sraczkowaty kolor! A czy zapisany w Hex,CMYK czy RGB to nie ma znaczenia.

Jeden model nie wyklucza drugiego. Może być kilka alternatywnych i wszystkie poprawne. Ja wybieram te najbardziej intuicyjne i najmniej przegrzewające moje neurony. Jak oba modele dadzą takie same wyniki obliczeń i zgodne z tym co rejestruję swoimi prymitywnymi zmysłami to oba są OK.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Owszem główną kwestią sporu jest to że często mamy wiele różnych perspektyw, podczas gdy fizycy zwykle się upierają że jest tylko ta jedyna właściwa.

Na przykład bez Einsteina pewnie rozwijalibyśmy GEM ( https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism ) - znany wcześniej i potwierdzony przez Gravity Probe B ... w postaci kolejnych agnostycznych poprawek na podstawie obserwacji, które asymptotycznie mogłyby się sumować do tego co z powodów estetycznych wybrał Einstein ...

Ale co ważniejsze mechanika kwantowa - uparcie szuka się granicy między nią a klasyczną, np. nikt nie wie kiedy elektron zbliżający się do protonu staje się rozmytą chmurą prawdopodobieństwa? A może nie ma takiej granicy, tylko to są różne perspektywy? Na przykład na dwa sprzężone wahadła możemy patrzeć się klasycznie, albo możemy spojrzeć z perspektywy modów normalnych - które dosłownie "się kręcą", jak w unitarnej kwantowej ewolucji/perspektywie ... biorąc sieć takich wahadeł dostajemy kryształ, którego mody normalne stają się fononami - są traktowane jak prawdziwe cząstki w perturbacyjnym QFT

on3xAWP.png

Więc może zamiast kłócić się czy coś jest klasyczne czy kwantowe, lepiej nauczyć się transformować między tymi perspektywami, umieć widzieć z różnych, wybierać najlepsze dla różnych problemów.

Na przykład wybierać żeby coś wyjaśniało - jak to dlaczego ładunek jest skwantowany, co łatwo zrobić teoriopolowo topologicznie ... i innego sposobu nie znam (?) - wszyscy mówią "bo tak!", "shut up and calcuate" - ale jeśli chcemy zrozumieć to nie wolno tam kończyć, tylko trzeba szukać wyjaśnień - też w innych perspektywach.

Share this post


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

Ok, można ją też wyrazić w formalizmie teorii strun, ale to jest przeformułowanie a nie wyjaśnianie.

Nie do końca. Teoria strun to jest wyjaśnienie, bo opisuje znacznie szerszy zespół zjawisk w koherentny sposób, tzn. zawiera kwantową grawitację.
I do tego jest prostsza: te wszystkie "rzeczywiste" parametry modelu standardowego dają się wyliczyć matematycznie z określonej kompaktyfikacji: jedyny techniczny problem jest taki, że nie znamy naszej. Skończona teoria dostarcza nieskończonej ilości cyferek.
Do tego przewiduje zjawiska leżące całkowicie poza możliwościami modelu standardowego, eksperymentami możliwymi do przeprowadzenia co do zasady.
Bardzo ciekawym wynikiem teorii strun jest unifikacja pojęcia cząstki i czarnej dziury: czarna dziura to cząsteczka o masie większej od masy Plancka.
Najważniejszą cechą teorii strun jest to, że nie da się jej zmodyfikować. To nie jest sztukowanie struktury matematycznej, ta po prostu jest i jest poznawana przy pomocy nowo odkrywanych metod matematycznych.

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

Owszem główną kwestią sporu jest to że często mamy wiele różnych perspektyw, podczas gdy fizycy zwykle się upierają że jest tylko ta jedyna właściwa.

Żaden fizyk się w tym nie upiera, a zwłaszcza teoria strun ze swoimi dualizmami i zasadą holograficzną: ona jawnie mówi że nawet wymiarowość przestrzeni nie jest fundamentalna.
Nie zmienia to jednak faktu, że te perspektywy są matematycznie równoważne.
Natomiast wszyscy fizycy zgadzają się, że są modele gorsze i lepsze.
 

 

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

Ale co ważniejsze mechanika kwantowa - uparcie szuka się granicy między nią a klasyczną, np. nikt nie wie kiedy elektron zbliżający się do protonu staje się rozmytą chmurą prawdopodobieństwa?

Nikt tego nie robi, bo doskonale wiadomo, że mechanika kwantowa rządzi całym światem. Elektron zbliżający się do protonu zawsze jest chmurą prawdopodobieństwa. pomyłka to pokłosie faktu, że wciąż myśli kolega w kategoriach klasycznego świata z kwantowymi obiektami tu i ówdzie.

To w co bawią się eksperymentatorzy, to budowanie coraz większych układów do których opisu przybliżenie klasyczne nie wystarcza. Natomiast mechanika kwantowa nie ma kanonicznej granicy oddzielającej ("klasycznego") obserwatora od rzeczywistości kwantowej: to kwestia umowna. Niezależnie od naszego wyboru MK da poprawny wynik zawsze, a klasyczna czasami. Co ważniejsze, MK nie zajmuje się obserwatorem: ona zawsze opisuje subiektywną wiedzę pewnego obserwatora, a wiedza układu nie może z powodów czystej logiki obejmować tego układu, to chyba jasne dla każdego: komputer nie ma odpowiedniej mocy, aby zasymulować siebie symulującego siebie.
Natomiast ten logicznie nieredukowalny obserwator może sobie logicznie dzielić obserwowaną rzeczywistość na oddziałujące ze sobą podukłady, nazwać jednego z nich obserwatorem i jeśli będzie on na tyle duży że jego działanie będzie dobrze przybliżane przez mechanikę klasyczną, to wiedza tego obserwatora również będzie opisywana przez mechanikę kwantową. Przyrząd obserwacyjny to taki zdegenerowany obserwator.
To wynik świadczący o wewnetrznej konsystencji mechanik kwantowej, pozwalający nam wierzyć, że sami też możemy/musimy być opisywani jako układ kwantowy (czyli jakaś wiedza). To zabieg konieczny żeby w ogóle mówić o ogólnie obowiązujących prawach fizyki. Mechanika klasyczna ma dokładnie takie samo założenie nie formułowane w sposób jawny, bo ignoruje obserwatora, co jest uprawnione o tyle że wiedza wszystkich subiektywnych obserwatorów jest taka sama.

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 minut temu, peceed napisał:

To wynik świadczący o wewnetrznej konsystencji mechanik kwantowej, pozwalający nam wierzyć, że sami też możemy/musimy być opisywani jako układ kwantowy (czyli jakaś wiedza). To zabieg konieczny żeby w ogóle mówić o ogólnie obowiązujących prawach fizyki. Mechanika klasyczna ma dokładnie takie samo założenie nie formułowane w sposób jawny, bo ignoruje obserwatora, co jest uprawnione o tyle że wiedza wszystkich subiektywnych obserwatorów jest taka sama.

Jak efekty kwantowe wpływają na biologię na pozimie makro, np. komórkowym, fizjologicznym, neurofuzjologicznym? Możesz podać jakies przykłady? Ja rozumiem, że wszystko jest "zbudowane z kwantów" ale jakoś nie zauwazyłem żeby MK dobrze opisywała zjawiska w naszej "mezoskali", tak samo jak w makroskali. Co innego termodynamika, statystyka, choas deterministyczny. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 minut temu, Warai Otoko napisał:

Ja rozumiem, że wszystko jest "zbudowane z kwantów" ale jakoś nie zauwazyłem żeby MK dobrze opisywała zjawiska w naszej "mezoskali", tak samo jak w makroskali.

No to jednak kolega nie rozumie :)
Przejście MK->klasyczna jest ścisłe (h->0).

Kluczem jest zrozumienie, że wielkie obiekty kwantowe dekoherują i zaczynają zachowywać się jakby klasycznie bo fazy się rozjeżdżają.
Zamiast formalnego przejścia h->0 (strzałka skraca się do 0) mamy uśrednianie się przypadkowych faz do 0.

22 minuty temu, Warai Otoko napisał:

Jak efekty kwantowe wpływają na biologię na pozimie makro, np. komórkowym, fizjologicznym, neurofuzjologicznym?

Przecież już wiązania chemiczne są czysto kwantowymi efektami...
Wszystkie efekty są kwantowe, tylko czasami tego nie widać na pierwszy rzut oka.
Te ekstra poziomy to są kolejne abstrakcyjne uproszczenia.
Ja to atomowy glut. Moje zachowanie może być rozumiane w kategoriach coraz to bardziej ogólnych modeli.

No i jeszcze można łatwo pokazać jaki obiekt zachowuje się kwantowo (a tak naprawdę falowo): taki w którym strzałki fazy ustawią się w jedną stronę. W wielkim obiekcie jest to skrajnie nieprawdopodobne, w jednostrzałkowym - gwarantowane :P

8 godzin temu, Jarek Duda napisał:

Odnośnie "teoria strun odtwarza cały model standardowy", jest on definiowany perturbacyjnym QFT - zespołami po scenariuszach (diagramach Feynmana), dla których dofitowane zostały dziesiątki parametrów na podstawie eksperymentów.

Teoria strun nie wymaga dofitowania tych parametrów, ona je pozwala wyliczyć. Jeśli przypadkiem nie opisuje świata, to w całkowicie dowodliwy sposób można to wykazać, że nie ma kompaktyfikacji dającej takie parametry. Jeśli opisuje, to zasadniczo można wskazać taką kompaktyfikację, która je daje.
Wbrew obiegowym memom jest całkowicie falsyfikowalna. A że może to potrwać bardzo długo w praktyce - nie jest to problem przyrody.
Od działalności Archimedesa upłynęło już  2300 lat.
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Skoro tak wspaniale potrafi wszystko wyliczać, to co w końcu z tym kwantowaniem ładunku - jak tłumaczy że prawo Gaussa może zwracać tylko całkowite ładunki?

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
      Lodowce szelfowe mogą zniknąć błyskawicznie, czasami wystarczą minuty lub godziny, by się rozpadły. Proces ten jest napędzany przez wodę, która wdziera się w pęknięcia lodowca. Wiele z lodowców szelfowych znajduje się bezpośrednio przy wybrzeżach Antarktyki i stanowią fizyczną barierę zapobiegającą spływaniu ludowców z lądu do oceanu. Autorzy najnowszych badań, opublikowanych właśnie w Nature, twierdzą, że od 50 do 70 procent antarktycznych lodowców szelfowych jest zagrożonych rozpadem z powodu globalnego ocieplenia.
      Odkryliśmy, że tempo topnienia jest ważne, ale równie ważne jest to, gdzie to topnienie zachodzi mówi główna autorka najnowszych badań, Ching-Yao Lai z Columbia University. Największą zagadką jest to, kiedy lodowiec może się rozpaść, dodaje Christine Dow z kanadyjskiego University of Waterloo, która nie była zaangażowana w najnowsze badania.
      Niektóre z lodowców szelfowych pływają na otwartych wodach i nie mają wpływu na to, co dzieje się z lodowcami na lądzie.
      Jednak lodowce szelfowe znajdujące się np. w zatokach stanowią fizyczną barierę, która spowalnia spływanie do oceanu lodowców z lądu. W takim przypadku na lodowce szelfowe działają potężne siły. Z jednej strony są one poddawane naciskowi ze strony lodu spływającego z lądu, z drugiej strony napierają na ląd, z trzeciej zaś są rozciągane, gdy przemieszczają się na wodzie. W wyniku tych procesów na lodowcach szelfowych pojawiają się liczne pęknięcia. Jeśli nad taki lodowiec napłynie ciepłe powietrze i lodowiec zacznie się topić, pojawi się woda, która będzie wdzierała się w pęknięcia. Może ona błyskawicznie doprowadzić do rozpadu lodowca szelfowego. A w takim wypadku znika bariera między oceanem a lodowcem na lądzie, więc lodowiec może przyspieszyć spływanie do oceanu.
      Naukowcy spekulują, że ofiarą takiego procesu pękania i wdzierania się wody padł lodowiec szelfowy Larsen B, który w 2002 roku w ciągu zaledwie kilku tygodni stracił 3250 km2 powierzchni.
      Lai i jej zespół chcieli wiedzieć, które z lodowców szelfowych są najbardziej narażone na rozpad. Opracowali więc model maszynowego uczenia się, który był trenowany na zdjęciach lodowców z przeszłości. Celem treningu było nauczenie algorytmu rozpoznawania cech charakterystycznych prowadzących do rozpadu lodowców. Algorytm uczono na podstawie zdjęć satelitarnych lodowców szelfowych Larsen C i Jerzego VI. Następnie algorytm zaimplementowano do zdjęć całej Antarktyki.
      Na tej podstawie zidentyfikowali te pęknięcia, które – po uwzględnieniu nacisku wywieranego przez masy lodu oraz ruchy lodowca na wodzie – z największym prawdopodobieństwem będą się powiększały. Teraz uczonych czeka odpowiedź na pytanie, kiedy może dojść do rozpadu poszczególnych lodowców szelfowych. W tym celu naukowcy będą musieli połączyć swój model z modelami klimatycznymi oraz modelami opisującym spływanie lodowców z lądu. Na razie grupa Lai nie jest w stanie zakreślić ram czasowych, w których może dojść do masowego rozpadania się lodowców szelfowych. Jednak inna grupa naukowa już w 2015 roku stwierdziła, że stanie się to w perspektywie najbliższych dekad.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z Caltechu i CERN-u przeprowadzili badania, które pozwoliły im na obserwowanie niezwykle rzadkich zjawisk fizycznych. Dzięki wykorzystaniu eksperymentu CMS (Compact Muon Solenoid) mogli jako pierwsi w historii obserwować triplety złożone z bozonów W i Z. To bozony cechowania, będące nośnikami oddziaływań słabych, a więc jednego z czterech rodzajów oddziaływań podstawowych (pozostałe to oddziaływanie grawitacyjne, elektromagnetyczne i silne).
      Różnica pomiędzy bozonami W i Z polega na tym, że bozon Z jest neutralny, a bozony W mają ładunek elektryczny (dodatni lub ujemny). Bozony W i Z są odpowiedzialne za radioaktywność, stanowią podstawowy element procesu termonuklearnego zachodzącego w Słońcu.
      Do powstania tripletów doszło podczas zderzeń wysokoenergetycznych protonów przyspieszonych do prędkości bliskich prędkości światła. Podczas takich kolizji w niezwykle rzadkich przypadkach – w 1 na 1 000 000 000 000 zderzeń – pojawiają się triplety WWW, WWZ, WZZ i ZZZ. Jak mówi jeden z autorów badań, Zhicai Zhang, takie wydarzenia są 50-krotnie rzadsze niż pojawienie się bozonu Higgsa.
      Jak mówi główny autor badań, profesor Harvey Newman, obserwacja tych tripletów nie była głównym celem eksperymentów. Jednak dzięki zebraniu danych na temat tego i innych rzadkich zjawisk, naukowcy mogą z coraz większą precyzją testować Model Standardowy. Takie testy są zaś konieczne, jeśli chcemy rozszerzyć nasze pojmowanie fizyki poza ten model.
      Z obserwacji obrotu i rozkładu galaktyk wiemy, że musi istnieć ciemna materia, która wywiera oddziaływanie grawitacyjne na materię. Jednak ciemna materia nie mieści się w Modelu Standardowym. Nie ma tam miejsca na ciemne cząstki, na grawitację, model ten nie działa w skalach energii wczesnego wszechświata zaraz po Wielkim Wybuchu. Wiemy, że musi istnieć bardziej podstawowa od Modelu Standardowego, nieodkryta jeszcze teoria, mówi Newman.
      Naukowcy przygotowują obecnie Wielki Zderzacz Hadronów do kolejnej trzyletniej kampanii badawczej, zaplanowanej na lata 2021–2024. Pod jej koniec główne eksperymenty LHC będą zdolne do zbierania 30-krotnie większej ilości danych niż obecnie.
      Mamy tutaj duży, wciąż niezrealizowany potencjał. Ilość danych, jakie obecnie zbieramy, to jedynie kilka procent tego, co spodziewamy się gromadzić po rozbudowie CMS i LHC do High Luminosity LHC, który ma ruszyć w 2027 roku. Ma on pracować przez 10 lat. Jesteśmy dopiero na początku przewidzianych na 30 lat badań, dodaje Newman.
      Szczegółowy opis eksperymentu, w ramach którego obserwowano triplety bozonów W i Z, można przeczytać na stronach CERN-u.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Największa na świecie swobodnie pływająca góra lodowa – A-68 – właśnie straciła kawałek swojego terytorium. Gigant o obecnej powierzchni około 5100 km2 oderwał się od Antarktyki w lipcu 2017 roku. Właśnie odłamał się od niego kawałek o powierzchni około 175 km2.
      Góra płynie obecnie na północ od Półwyspu Antarktycznego. Dotarła do cieplejszych wód, które niosą ją w kierunku południowego Atlantyku. Profesor Adrian Luckman, który śledzi A-68, uważa, że możemy być właśnie świadkami początku końca góry. Jestem zaskoczony, że coś tak cienkiego i delikatnego przetrwało tak długo na otwartym oceanie, mówi uczony. Sądzę, że właśnie rozpoczął się rozpad A-68, ale jej fragmenty pozostaną z nami przez całe lata, dodaje.
      Gdy góra oddzieliła się od Antarktyki w 2017 roku miała powierzchnię niemal 6000 km2, a jej średnia grubość wynosiła zaledwie 190 metrów. Jej wycielenie się stało się okazją do przeprowadzenia unikatowych badań dna morskiego.
      Przez wiele miesięcy wydawała się zakotwiczona do dna. Nie przesuwała się zbytnio. W końcu zaczęła przyspieszać i przesuwać się na północ. W końcu wypłynęła poza Morze Weddella. To ważne wydarzenie, gdyż została wystawiona na działanie znacznie silniejszych prądów morskich i fal. Obecnie góra mija Orkady Południowe, a prądy morskie powinny ją przesunąć w kierunku Georgii Południowej.
      Nikt nie jest w stanie powiedzieć, jak szybko góra będzie się rozpadała. Niewątpliwie jednak jej fragmenty będą przez lata krązyły po oceanie.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...