Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Opracowany w Krakowie Model Wymiany Gluonów kładzie kres koncepcji istnienia dikwarków

Recommended Posts

We wnętrzu każdego protonu bądź neutronu znajdują się trzy kwarki związane gluonami. Dotychczas często zakładano, że dwa z nich tworzą trwałą parę: dikwark. Teraz wydaje się jednak, że żywot dikwarków w fizyce dobiega końca. To jeden z wniosków płynących z nowego modelu zderzeń protonów z protonami bądź jądrami atomowymi, w którym uwzględniono oddziaływania gluonów z morzem wirtualnych kwarków i antykwarków.

W fizyce pojawienie się nowego modelu teoretycznego nierzadko oznacza kłopoty dla starych koncepcji. Nie inaczej jest w przypadku opisu zderzeń protonów z protonami bądź jądrami atomowymi, zaproponowanego przez naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie. W najnowszym modelu niebagatelną rolę odgrywają interakcje gluonów emitowanych przez jeden proton z morzem wirtualnych kwarków i antykwarków, pojawiających się i znikających wewnątrz drugiego protonu bądź neutronu.

Gluony są nośnikami oddziaływania silnego, jednego z czterech fundamentalnych oddziaływań przyrody. Wiąże ono kwarki w zlepki, na przykład w protony i neutrony. Pod wieloma względami oddziaływanie silne różni się od pozostałych. Na przykład nie słabnie ono, lecz rośnie wraz z odległością między cząstkami. Co więcej, w przeciwieństwie do fotonów gluony przenoszą pewien ładunek (malowniczo nazywany kolorem) i mogą oddziaływać między sobą.

Dominująca część reakcji jądrowych – w tym większość zderzeń protonów z protonami bądź jądrami atomowymi – to procesy, w których cząstki jedynie się „muskają” wymieniając gluony. Zderzenia tego typu są nazywane przez fizyków miękkimi i sprawiają im niemały kłopot, gdyż opisująca je teoria nie jest policzalna z zasad pierwszych. Z konieczności wszystkie dzisiejsze modele procesów miękkich są więc mniej lub bardziej fenomenologiczne.

Sami początkowo chcieliśmy tylko sprawdzić, jak dotychczasowe narzędzie, znane jako Dualny Model Partonów, radzi sobie z bardziej precyzyjnymi danymi eksperymentalnymi dotyczącymi zderzeń protonu z protonem oraz protonu z jądrem węgla, wspomina prof. dr hab. Marek Jeżabek (IFJ PAN). Błyskawicznie się okazało, że nie idzie mu najlepiej. Postanowiliśmy więc na bazie starego modelu, rozwijanego od ponad czterech dekad, spróbować stworzyć coś z jednej strony dokładniejszego, z drugiej bliższego naturze opisywanych zjawisk.

Zbudowany w IFJ PAN Model Wymiany Gluonów (Gluon Exchange Model, GEM) także ma charakter fenomenologiczny. Bazuje jednak nie na analogiach do innych zjawisk fizycznych, lecz opiera się bezpośrednio na istnieniu kwarków i gluonów oraz na ich fundamentalnych własnościach. Co więcej, GEM bierze pod uwagę istnienie w protonach i neutronach nie tylko trójek kwarków głównych (walencyjnych), ale także morza ciągle powstających i anihilujących par wirtualnych kwarków i antykwarków. Ponadto uwzględniono w nim ograniczenia wynikające z zasady zachowania liczby barionowej. W uproszczeniu mówi ona, że liczba barionów (czyli m.in. protonów i neutronów) istniejących przed i po zakończeniu oddziaływania musi pozostać niezmieniona. Ponieważ każdy z kwarków przenosi liczbę barionową (równą 1/3), zasada ta pozwala lepiej wnioskować, co się dzieje z kwarkami i wymienianymi między nimi gluonami.

GEM pozwolił nam zbadać nowe scenariusze przebiegu zdarzeń z udziałem protonów i neutronów, podkreśla dr hab. Andrzej Rybicki (IFJ PAN) i przechodzi do szczegółów: Wyobraźmy sobie na przykład, że w trakcie miękkiego zderzenia proton-proton jeden z nich emituje gluon, który trafia w drugi, lecz nie w jego kwark walencyjny, a w jakiś przez ułamek chwili istniejący kwark z wirtualnego morza. Gdy taki gluon zostanie zaabsorbowany, tworzące parę kwark morski i antykwark morski przestają być wirtualne i się materializują w inne cząstki w pewnych stanach końcowych. Zwróćmy uwagę, że w tym scenariuszu nowe cząstki powstają mimo faktu, że kwarki walencyjne jednego z protonów pozostały nietknięte.

Krakowski model gluonowy prowadzi do ciekawych spostrzeżeń, z których dwa są szczególnie godne uwagi. Pierwsze dotyczy pochodzenia protonów dyfrakcyjnych, obserwowanych w zderzeniach protonów. Są to szybkie protony, które wybiegają z miejsca kolizji pod niewielkimi kątami. Dotychczas sądzono, że nie mogą się one produkować w procesach związanych z wymianą koloru i że za ich powstawanie odpowiada inny mechanizm fizyczny. Teraz się okazuje, że obecność protonów dyfrakcyjnych można doskonale wytłumaczyć właśnie oddziaływaniem gluonu wyemitowanego przez jeden proton z kwarkami morskimi drugiego protonu.

Nie mniej ciekawe jest kolejne spostrzeżenie. Wcześniej przy opisie zderzeń miękkich przyjmowano, że dwa spośród trzech kwarków walencyjnych protonu czy neutronu są ze sobą związane tak trwale, że tworzą „molekułę” nazywaną dikwarkiem. Istnienie dikwarku było hipotezą, za którą nie wszyscy fizycy oddaliby bezkrytycznie głowę, niemniej koncept był szeroko stosowany – co teraz zapewne się zmieni. Model GEM skonfrontowano bowiem z danymi eksperymentalnymi opisującymi sytuację, w której proton zderza się z jądrem węgla oddziałując po drodze z dwoma lub więcej proto¬nami/neutronami. Okazało się, że aby pozostać w zgodzie z pomiarami, w ramach nowego modelu w przynajmniej połowie przypadków trzeba założyć dezintegrację dikwarku.

Wiele zatem wskazuje, że dikwark w protonie czy neutronie nie jest obiektem mocno związanym. W szczególności może być tak, że dikwark istnieje tylko efektywnie, jako przypadkowa konfiguracja dwóch kwarków tworzących tak zwany kolorowy antytryplet – i gdy tylko może, natychmiast się rozlatuje, mówi dr Rybicki.

Krakowski model wymiany gluonów – „nasz klejnot”, jak mówią z przymrużeniem oka obaj autorzy wykorzystując grę słów w języku angielskim (wyraz „gem” można bowiem tłumaczyć jako „klejnot” bądź „cacko”) – w prostszy i bardziej spójny sposób wyjaśnia szerszą klasę zjawisk niż dotychczasowe narzędzia opisu zderzeń miękkich. Obecne wyniki, zaprezentowane w artykule opublikowanym na łamach czasopisma „Physics Letters B”, mają ciekawe implikacje dla zjawisk anihilacji materii z antymaterią, w których mogłoby dochodzić do anihilacji antyprotonu na więcej niż jednym protonie/neutronie w jądrze atomowym. Dlatego autorzy przedstawili już pierwsze, wstępne propozycje dotyczące przeprowadzenia nowych pomiarów w CERN z użyciem wiązki antyprotonów.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm. Ale cząstki wirtualne to generalnie tylko matematyka. Zagadnienie jest trudnopoliczalne w normalny sposób więc używa się rachunku perturbarcyjnego żeby policzyć w przybliżony sposób i elementy tych obliczeń można traktować jako byty zwane cząstkami wirtualnymi.
Jakby istniała lepsza matma to byśmy mogli w ogóle nie myśleć o cząstkach wirtualnych.
Tak samo z promieniowaniem Hawkinga, model z parami cząstek wirtualnych jest tylko uproszczeniem żeby dziennikarze dali radę :)
Swoją drogą tam się pięknie styka kwantówka z relatywistyką bo w zależności od tego czy na CD spojrzymy relatywistycznie czy kwantowo to mamy albo Unruha albo Hawkinga. Co daje do myślenia że jednak pewna zgodność jest pomiędzy tymi teoriami gdyż obie prowadzą do tego że CD promieniuje.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 12.06.2021 o 19:59, thikim napisał:

Co daje do myślenia że jednak pewna zgodność jest pomiędzy tymi teoriami gdyż obie prowadzą do tego że CD promieniuje.

Łomatko jako też promieniuje. Rozumowanie dość fantastyczne. Teorie są poprawne bo obie maja podobnej konkluzje w pewnych aspektach  - wow. W sumie to wszystko promieniuje co weryfikowalne.  

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 6/12/2021 at 7:59 PM, thikim said:

Hmm. Ale cząstki wirtualne to generalnie tylko matematyka. Zagadnienie jest trudnopoliczalne w normalny sposób więc używa się rachunku perturbarcyjnego żeby policzyć w przybliżony sposób i elementy tych obliczeń można traktować jako byty zwane cząstkami wirtualnymi. Jakby istniała lepsza matma to byśmy mogli w ogóle nie myśleć o cząstkach wirtualnych.

Wirtualne pary dikwarków i antykwarków mają niewiele wspólnego z cząstkami wirtualnymi kwantowej próżni. Zakłada się, że cząstki wirtualne to pary komplementarne elektron-pozyton, lecz nie dikwark-antykwark, które mogą wyjaśnić naturę egzotycznego mezonu X(3872):

https://en.wikipedia.org/wiki/X(3872)

Powtórzę jeszcze raz co już kiedyś napisałem. Rzeczywisty charakter cząstek wirtualnych potwierdza siła Casimira. Została ona nawet dokładnie zmierzona w 1997 r. Sposób jej pomiaru i eliminację wpływu sił van der Waalsa pokazuje eksperyment tzw. huśtawki kwantowej:

https://www.mit.edu/~kardar/research/seminars/Casimir/Science-Capasso.pdf

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cząstki wirtualne to więcej niż matematyka, np. zaczynamy kreację pary elektron+pozytron, ale z energią poniżej 2x511keV - dostając tylko "zaburzenie pola w kierunku kreacji pary".

Ale z Casimirem mają tyle wspólnego co "interakcja proton-elektron przez wymianę wirtualnych fotonów" - trick matematyczny z rozwinięcia Taylora.

Casimir jest też obserwowany hydrodynamicznie - brakuje tylko wytłumaczenia źródła zaburzenia w skali mikro, jak obserwowany zitterbewegung/zegar de Brogliea ( https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 ).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hehe, wyciągać z efektu Casimira - rzeczywistość istnienia cząstek wirtualnych jest równie uprawnione jak z promieniowania Hawkinga.
Tam też żeby nie mieszać dziennikarzom to się mówi: powstaje wirtalna para - jedna cząstka wpada do CD a druga opuszcza CD. I to jest dowód że przecież one istnieją :D
d*pa nie dowód. Już Hawking mówił że to sformułował tak żeby więcej osób rozumiało o co chodzi a w rzeczywistości trzeba by mówić o obcięciu niektórych modów fluktuacji pól kwantowych ale to by ciężko było komukolwiek wyjaśnić.
I dokładnie ten sam proces zachodzi w efekcie Casimira. Zbliżanie się dwóch przeszkód przy bardzo małej odległości powoduje podobny efekt. Wycięcie niektórych modów fluktuacji pól kwantowych, co w efekcie powoduje pojawienie się cząstek - realnych nie żadnych tam wirtualnych.
Rachunek perturbacyjny - to jest jedyny powód powstania cząstek wirtualnych w powszechnej świadomości.
Ale ten rachunek perturbacyjny żeśmy zastosowali - bo nic lepszego nie wymyślili matematycy. I ten rachunek jest przybliżeniem.
Chyba rozumiecie co to jest rachunek perturbacyjny? Przybliżone a nie ścisłe rozwiązanie.
Więc teraz tworzenie nieistniejących bytów w oparciu o matematykę która jest przybliżeniem - jak to brzmi?
W sumie jest to fascynujące jak cząstki wirtualne przebiły się do popscience jako pojęcie po prostu prostsze w percepcji.
Na naszej wiki efekt Casimira jest opisany jak jest, ubogo i dla ubogich :)
Ale na angielskiej jest już lepiej opisany:

 

Cytat

Although the Casimir effect can be expressed in terms of virtual particles interacting with the objects, it is best described and more easily calculated in terms of the zero-point energy of a quantized field in the intervening space between the objects. This force has been measured and is a striking example of an effect captured formally by second quantization.[14][15]

Tam gdzie musimy korzystać z rachunku perturbacyjnego i przybliżeń - to korzystamy bo musimy, ale to przybliżenia i natura wcale nie musi z nich korzystać. Gdzie możemy liczyć prezycyjnie tam liczymy - i tam nie ma cząstek wirtualnych.
Ja też kiedyś wierzyłem w wirtuale i pisałem tu o nich entuzjastycznie. Ale trzeba jednak wiedzę swoją rozwijać.
A sam temat z KW - powinni się tu już grzać entuzjaści teorii strun - bo z tego się ona między innymi wzięła na samym początku z tych dikwarków :)
Który to koncept (bo teoria strun nie jest żadną teorią) też kiedyś lubiłem.

W dniu 15.06.2021 o 09:30, Jarek Duda napisał:

Cząstki wirtualne to więcej niż matematyka, np. zaczynamy kreację pary elektron+pozytron, ale z energią poniżej 2x511keV - dostając tylko "zaburzenie pola w kierunku kreacji pary".

Zawsze dostaniesz efekt cząstek wirtualnych wszędzie bo rzeczywistość QFT jest taka że w przybliżeniu produkuje właśnie ten efekt. Jeśli są fluktuujące pola kwantowe to jest w przybliżeniu równoważne istnieniu cząstek wirtualnych. Ale to dalej jest przybliżenie nie dowodzące żadnej rzeczywistości danego zjawiska.
Bo nawet standardowe cząstki fundamentalne jak elektron - których to punktowości zaprzeczasz w co trzecim poście - są punktowe jeśli chcesz podchodzić do fizyki korpuskularnie.
I tu jak pamiętam zawsze Ci się włączało święte oburzenie że przecież punkty istnieć nie mogą :)
No nie mogą. Wyłącz cząstkowe myślenie i zniknie konieczność ich istnienia. Ale dopóki myślisz korpuskularnie o rzeczywistości to zawsze musi być punkt inaczej musi mieć strukturę wewnętrzną :)
I z tego też powodu struny sucks :D Struny są taką ostatnią szansą uratowania wizji świata korpuskularnego :), czyli wizji naszego świata w mikroświecie.

Edited by thikim
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 6/15/2021 at 9:30 AM, Jarek Duda said:

Ale z Casimirem mają tyle wspólnego co "interakcja proton-elektron przez wymianę wirtualnych fotonów" - trick matematyczny z rozwinięcia Taylora.

Wirtualne fotony nie mogą jednak istnieć bez cząstek wirtualnych, a te ostatnie bez wirtualnych fotonów. Potwierdzeniem istnienia fluktuacji kwantowych jest zitterbewegung elektronu w temperaturze bliskiej 0K. Przykładowo  mikrofalowe promieniowanie tła (CMB) posiadające ograniczone spektrum nie może wytwarzać fluktuacji kwantowych, a przez to wywoływać efektu Casimira.

Quote

Without exception, the empirical evidence for vacuum forces comes from Atomic, Molecular and Optical Physics (AMO) and here from quantum fluctuations of the electromagnetic field. They appear as the van der Waals and Casimir forces. The Casimir force is typically a force between electrically neutral bodies of refractive indices ni immersed in a uniform background with index n0. Strictly speaking, dielectrics are characterized by the refractive index n and the impedance Z; here we assume Z = 1 (equal magnetic and electric response) for simplicity. At sufficiently low temperatures (for thermal wavelengths larger than the characteristic distances) the Casimir force originates from fluctuations of the quantum vacuum. These are in general not fluctuations of the electromagnetic field in empty space, but inside the media the bodies and the background are made of. The term ‘vacuum’ is used to state that they are quantum fluctuations of the field in the ground state, given the arrangement of dielectrics. These fluctuations carry energy and exert stress that does mechanical work; the divergence σ∇⋅σ of the stress tensor σ gives the force density. For an arrangement of dielectric bodies of uniform refractive indices in a uniform background the force density is entirely concentrated at the surfaces of the bodies, causing the Casimir force.

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2019.0229 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minutes ago, Qion said:

Potwierdzeniem istnienia fluktuacji kwantowych jest zitterbewegung elektronu

Raczej bym powiedział że odwrotnie - w cząstkach występuje zegar de Brogliea o częstotliwości proporcjonalnej do masy E = mc^2 = hbar omega ... nazywany też zitterbewegung czy https://en.wikipedia.org/wiki/Matter_wave , wyprowadza się z go z Diraca czy nawet Schrodingera podstawiając E=mc^2 ... był obserwowany zarówno bezpośrednio dla elektronu ( https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 ), jak i w solid state modelach Diraca np. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/15/7/073011

Mając taki wewnętrzny proces periodyczny, produkuje on sprzężone "pilot wave", na przykład dając oscylacje konieczne dla Casmira ... i sto innych QM-like efektów obserwowanych na hydrodynamicznych analogach dualizmu korpuskularno-falowego, zebrane: https://www.dropbox.com/s/kxvvhj0cnl1iqxr/Couder.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 12.06.2021 o 19:59, thikim napisał:

Ale cząstki wirtualne to generalnie tylko matematyka.

Cała fizyka to "tylko matematyka". Rzeczywistość odbierana w naszym mózgu to model który prowadzi do obliczeń prawdopodobieństw pomiarów zgodnych z eksperymentami... Zadziwiającą cechą rzeczywistości jest rozmaitość różnych modeli które jednocześnie działają.
Nawet rzeczywiste fotony nie do końca są tak pewne jak się wydaje, bo zupełnie niewirtualne stany fotonowe nie muszą mieć dobrze zdefiniowanej liczby obsadzeń...
A wirtualne fotony dostały swoją nazwę nie bez powodu, ona jest znacząca - aby nie mylić ich z rzeczywistymi!

W dniu 12.06.2021 o 19:59, thikim napisał:

Swoją drogą tam się pięknie styka kwantówka z relatywistyką bo w zależności od tego czy na CD spojrzymy relatywistycznie czy kwantowo to mamy albo Unruha albo Hawkinga.

Promieniowanie Unruh jest efektem kwantowym.

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

Raczej bym powiedział że odwrotnie - w cząstkach występuje zegar de Brogliea o częstotliwości proporcjonalnej do masy E = mc^2 = hbar omega

Temat wałkowaliśmy już kilka razy, więc spróbuję inaczej. Co oznacza w sensie operacyjnym że "w cząstkach występuje zegar" i czy aby na pewno nie można sobie poradzić bez takiego kolokwializmu (warto też się zastanowić czym jest "zegar" w fizyce)?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podałem kilka nazw oraz miejsc gdzie przewidują i obserwują, ale nazwij to jak chcesz.

Najlepszym bezpośrednim potwierdzeniem jakie znam jest https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 - rozpędzają elektrony do ~80MeV, dzięki czemu dylatacja czasu spowalnia taki niesamowicie szybki ~10^21Hz zegar (wewnętrzny proces periodyczny) tak żeby odległość między tyknięciami zgadzała się z siatką kryształu, obserwują zwiększoną absorpcję kiedy zajdzie taki dość wąski rezonans ... jakbyś to inaczej wytłumaczył?

Dowiedziałem się o nim z https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.169.7383&rep=rep1&type=pdf

Share this post


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

jakbyś to inaczej wytłumaczył?

Jako Comptonowskie "rozpraszanie" strumienia jąder atomowych na elektronie.

P.S. :P

Edited by peceed

Share this post


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

Przypominam że tam jest ~10^21Hz

= lambda/c, gdzie lambda to Comptonowska długość fali.

7 godzin temu, Jarek Duda napisał:

taki niesamowicie szybki ~10^21Hz zegar (wewnętrzny proces periodyczny)

Nie jest on aż tak szybki, aby być wewnętrzny, to raczej zewnętrzny proces periodyczny :P
Tłumaczę to sobie w ten sposób, że elektron sam do końca nie wie gdzie się znajduje, właśnie z taką dokładnością ;)

 

Swoją drogą powinna być widoczna różnica pomiędzy rozpraszaniem na jądrach fermionowych od rozpraszania na jądrach bozonowych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Widzę jakąś numerologię - jeśli twierdzisz że masz alternatywne wytłumaczenie, to potrzebujesz trochę doprecyzować ...

"Zewnętrzny proces periodyczny" czyli gdzie konkretnie? "Nie wie" w sensie ma ograniczoną świadomość? To gdzie jest jego energią, gęstość energii pola elektrycznego?

Jeszcze są wyprowadzenia z Diraca ( https://en.wikipedia.org/wiki/Zitterbewegung#Free_fermion ) i ciałostałowe realizacje (np. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/15/7/073011 ).

ps. Rzeczywiście taki zegar wytwarza fale o długości Comptona - potrzebne do zjawisk kwantowych zaczynając od interferencji, w realizacjach hydrodynamicznych zastępowane długością Faradaya ( https://www.dropbox.com/s/kxvvhj0cnl1iqxr/Couder.pdf ).

Edited by Jarek Duda

Share this post


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

Jeszcze są wyprowadzenia z Diraca ( https://en.wikipedia.org/wiki/Zitterbewegung#Free_fermion )

A zatem proponuję doczytać:

Cytat

The resulting expression consists of an initial position, a motion proportional to time, and an oscillation term with an amplitude equal to the Compton wavelength.

 

12 minut temu, Jarek Duda napisał:

"Zewnętrzny proces periodyczny" czyli gdzie konkretnie?

Znowu proponuję doczytać:

Cytat

In quantum electrodynamics the negative-energy states are replaced by positron states, and the zitterbewegung is understood as the result of interaction of the electron with spontaneously forming and annihilating electron-positron pairs.[3]

Mam nadzieję, że robi się jasne czemu nazywam to "zewnętrznym procesem periodycznym". W KTP elektron to nie kulka, a pewien bardzo skomplikowany proces dynamiczny posiadający rozmiar charakterystyczny zwany Comptonowską długością fali, i trywialnie charakterystyczny okres czasu związany z tą długością przez prędkość światła (trzeba jeszcze umiejętnie dzielić/mnożyć przez pi).
A kolega szuka magicznych trybików wewnątrz tej elektronowej kulki (nawet są takowe i nazywają się struny :P) i jakieś nowej magicznej fizyki.

Procesy Comptonowskie to nic innego jak "KTP dla opornych", periodyczny układ nadlatujących jąder atomowych może rozbujać "comptonowską chmurkę" ,notabene wciąż tysiąckrotnie większą od jądra atomowego. 

Jak dla kolegi fetyszem rozumienia jest przedstawianie rzeczywistości za pomocą coraz bardziej skomplikowanych struktur matematycznych, to może sobie policzyć całe zjawisko (w zasadzie ;) ), a Czesław Miłosz skomentowałby to słowami "innego zegara nie będzie".

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jasne, jak napisałem, zegar de Broglie'a zgadza się z długością Comptona - więc przyjmuje się że jest źródłem tych fal "pilotujących".

Zewnętrzne źródło jest w hydrodynamicznych analogach, tutaj potrzebowałbyś trząść całą próżnią - czy coś takiego postulujesz?

Procesy Comptonowskie to jeszcze coś innego ( https://en.wikipedia.org/wiki/Compton_scattering ).

Share this post


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

więc przyjmuje się że jest źródłem tych fal "pilotujących"

Krótka wypowiedź eksperta na ten temat:

Fale pilotujące to śmieszna (pół Galaktyki się śmieje) próba zrozumienia mechaniki kwantowej jako zjawiska klasycznego. Ze zjawiskami kwantowymi pojawiającymi się jak kwantowe rodzynki w klasycznym cieście. Tylko że cała rzeczywistość jest kwantowa, i nie potrzebuje fal pilotujących.

20 minut temu, Jarek Duda napisał:

Procesy Comptonowskie to jeszcze coś innego ( https://en.wikipedia.org/wiki/Compton_scattering ).

Jak przeczyta kolega ze zrozumieniem, to zrozumie że jednak jest to dokładnie analogiczny proces tylko zachodzący dla jąder atomowych (to wygodniejszy układ odniesienia), przy założeniu że jest prawdziwy.
Przelatujące jądro atomowe jest źródłem bardzo silnych fotonów wirtualnych które ulegają rozproszeniu Comptonowskiemu na elektronie (detale jądra nie mają żadnego znaczenia), to niewygodny opis ale prawdziwy.

24 minuty temu, Jarek Duda napisał:

Zewnętrzne źródło jest w hydrodynamicznych analogach, tutaj potrzebowałbyś trząść całą próżnią - czy coś takiego postulujesz?

 Uważam że nie trzeba postulować czegokolwiek poza standardową KTP w celu opisania tego zjawiska.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fala pilotująca to podstawienie psi=sqrt(tho)exp(iS/hbar) do Schrodingera ( https://en.wikipedia.org/wiki/Pilot_wave_theory#Mathematical_formulation_for_a_single_particle ), potwierdzona np. w pomiarach średnich trajektorii interferujących fotonów ( https://science.sciencemag.org/content/332/6034/1170.full ) ... no i właśnie ma długość Comptona.

Ten youtube u mnie nie działa, konkretów dalej brak ... Pozdrawiam

Share this post


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

Ten youtube u mnie nie działa, konkretów

To znany 2 sekundowy cytat z "Dnia Świra" zaczynający się od słowa "dżizas", pełny tekst szczęśliwie pojawia się ramie okienka yt.

35 minut temu, Jarek Duda napisał:

Fala pilotująca to podstawienie psi=sqrt(tho)exp(iS/hbar) do Schrodingera

Nie każde podstawienie czegoś do czegoś daje coś co ma fizyczny sens w sensie fundamentalnym.

35 minut temu, Jarek Duda napisał:

potwierdzona np. w pomiarach średnich trajektorii interferujących fotonów

Już to przerabialiśmy, nie ma czegoś takiego jak średnia trajektoria interferujących fotonów w innym sensie niż sama funkcja falowa (która jest znormalizowaną sumą wszystkich możliwych trajektorii ważonych przez czynnik fazowy). To elementarz mechaniki kwantowej. 

Nie wiem czemu kolega opiera się na tak gównianych pracach fizycznych - mamy spekulatywne prace teoretyczne które po prostu nie są prawdziwe, ale te nie tylko są błędne, ale jeszcze gówniane, tzn. w ich niskiej jakości powinien rozeznać się każdy student fizyki po kursie mechaniki kwantowej.
Chyba kolega nie wierzy że 3-rzędni eksperymentatorzy są w stanie "obalać mechanikę kwantową"? Znacznie bardziej prawdopodobne jest, że jednak czegoś nie zrozumieli :P

Jakość prac naukowych można opisać zasadą Pareto, tyle że proporcje 20-80 są nadmiernie optymistyczne w stosunku do rzeczywistości, i fizyka nie jest wyjątkiem.

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawy jest inny problem.
Cząstki wirtualne sobie wyprodukowaliśmy poprzez rachunek perturbacyjny, który z kolei zastosowaliśmy bo tylko w ten sposób byliśmy w stanie liczyć zachowanie się pól kwantowych.
Teoretycznie problem jest łatwo wyobrażalny  - po uproszczeniu: mamy fluktuujące pole kwantowe które oddziaływuje samo ze sobą trochę jak guma naciągana w jednym miejscu :D wywołuje skutki na całej swojej powierzchni/objętości.
I największy problem obecnej fizyki sprowadza się - jaką matematykę zastosować żeby móc rozwiązywać równanie tego pola precyzyjnie (i ogólnie kombinacji wielu pól).
Gdy to opanujemy to nie tylko cząstki wirtualne ale i te fundamentalne przestają być potrzebne do czegokolwiek.
Jak już to opanujemy to możemy iść dalej i dodać pole grawitacyjne tworzące przestrzeń do rozważań, tam z kolei komplikuje się sprawa z tym że pole samo zmienia swoje koordynaty.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 16.06.2021 o 21:35, Jarek Duda napisał:

Raczej bym powiedział że odwrotnie - w cząstkach występuje zegar de Brogliea o częstotliwości proporcjonalnej do masy E = mc^2 = hbar omega ... nazywany też zitterbewegung czy https://en.wikipedia.org/wiki/Matter_wave

Jest też po polsku i to  z rysem historycznym ;) :

https://pl.wikipedia.org/wiki/Falowa_budowa_materii
https://pl.wikipedia.org/wiki/Fale_materii
https://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_Dopplera#Efekt_Dopplera_dla_fali_stojącej

PS. Ewidentnie nazewnictwo "cząstki wirtualne" jest do zmiany. 

Jednak, nie o to chodzi, że są rzeczywiste tylko jaka jest ich geneza.  

18 godzin temu, thikim napisał:

Jak już to opanujemy to możemy iść dalej i dodać pole grawitacyjne tworzące przestrzeń do rozważań,

W ramach MK nie uda się grawitacji ogarnąć.
Nie ma co dodawać pola grawitacyjnego. Dopóki funkcjonuje bozon i pole higgsa nic z tego nie będzie.
  
Grawitacja to skutek uboczny oscylacji (energii) zakonserwowanej w postaci zagęszczenia i rozprężania spoiwa wszechświat - potocznie zwanego eterem. Oczywiście eteru istnienia nikt nie udowodnił :P.   

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 17.06.2021 o 15:54, thikim napisał:

Gdy to opanujemy to nie tylko cząstki wirtualne ale i te fundamentalne przestają być potrzebne do czegokolwiek.

Awersja do cząsteczek wirtualnych może być analogiczna do awersji do cyfr ;)
Jak na razie można się ich "pozbywać" wyłącznie w specyficznych opisach szczególnych sytuacji fizycznych, ale nie z teorii.
Na przykład zagięta czasoprzestrzeń ma opis opis dualny (całkowicie równoważny) w postaci płaskiej czasoprzestrzeni z grawitonami, i oba opisy są tak samo prawdziwe.

Cząsteczki są bardzo użyteczną koncepcja do opisu naszego świata. Nie muszą być niezbędne, dualności pokazują, że matematyka daje spory wybór. W praktyce interesuje nas opis jak najwygodniejszy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 hours ago, l_smolinski said:

PS. Ewidentnie nazewnictwo "cząstki wirtualne" jest do zmiany. 
Jednak, nie o to chodzi, że są rzeczywiste tylko jaka jest ich geneza.  

Model próżni wypełnionej cząstkami o negatywnej energii został zaproponowany w 1930 r. przez Paula Diraca i do dzisiaj jest paradygmatem obowiązującym w mechanice kwantowej i nic nie wskazuje aby nazwa "wirtualne" uległa zmianie :)

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przyszło mi do głowy skojarzenie - cały biznes badań "podstaw mechaniki kwantowej" i zabawy w "interpretacje" bardzo przypomina mi działalność instytutu "badań nad kluczem" z "Limes Inferior" Zajdla.
Jakby ktoś był zainteresowany poprawnym wprowadzeniem, powinien obejrzeć sobie serie (w trakcie realizacji):

Polecam zarówno chcącym się nauczyć jak i "źle uczonym". Bo co poniektórzy nie do końca rozumieją co tak naprawdę oznacza że świat jest rządzony przez mechanikę kwantową (lepszą nazwą byłoby kwantowo-falowa) i na czym tak naprawdę polega różnica w stosunku do mechaniki klasycznej, i że to chodzi o magiczne fale latające w próżni sterujące pojawianiem się (albo bardziej hardkorowo - ruchem) cząsteczek .

 

Edited by peceed

Share this post


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

i że to chodzi o magiczne fale latające w próżni sterujące pojawianiem się (albo bardziej hardkorowo - ruchem) cząsteczek .

Oczywiście miało być: "i że to nie chodzi o magiczne fale".

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
      Naukowcy z Yale University sądzą, że możliwe byłoby wykorzystanie roślin do... badaniach chorób psychicznych u ludzi. I nie tylko tak sądzą, ale nawet poczynili pierwszy ważny krok w kierunku takich badań. Na łamach Cellular and Molecular Life Sciences opisali gen, który jest bardzo podobny u roślin oraz ssaków i który w obu grupach wpływa na zachowanie.
      Wiele lat temu zainteresowałem się ideą mówiącą, że w każdym żywym organizmie musi do pewnego stopnia istnieć jakaś homologia, jakieś podobieństwo w tym, czym są i co robią, mówi profesor medycyny porównawczej Tamas Horvath. Gdy z czasem zaczął badać zachowanie i mitochondria, przypomniał sobie o swoich dawnych zainteresowaniach. Pomyślał, że gdyby zmienić pewne geny mitochondriów u zwierząt i zobaczyć, jak wpłynęło to na zachowanie, a następnie dokonać podobnych zmian w roślinach i porównać ich zachowanie, to być może udałoby się lepiej zrozumieć ludzkie zachowanie na podstawie badań roślin. A jeśli byłoby to możliwe, to być może w kolejnym kroku udałoby się stworzyć np. roślinny model schizofrenii.
      Stworzenie takiego modelu oznaczałoby, że mielibyśmy alternatywną grupę organizmów żywych – nie tylko ssaki – na której można by badać podstawy ludzkiego zachowania, mówi Horvath, przypominając, że celem medycyny porównawczej jest właśnie badanie, jak modele tworzone na podstawie innych gatunków mogą być użyte do badania ludzi.
      Horvath i jego zespół zaczęli więc badać gen FMT (Friendly Mitochondria) w rzodkiewniku pospolitym oraz bardzo podobny gen myszy, CLUH (Clustered mitochondria homolog).
      Mitochondria regulują ważne funkcje życiowe, jak metabolizm, i są kluczowe dla zdrowia. Zarówno u roślin, jak i u ludzi, źle funkcjonujące mitochondria mogą wpłynąć na rozwój i pojawienie się licznych chorób. U ludzi mają wpływ na rozwój m.in. chorób neurodegeneracyjnych.
      Grupa Horvatha zbadała rośliny z prawidłowo funkcjonującym FMT, rośliny pozbawione FMT oraz rośliny z nadaktywnym FMT. Okazało się, że gen ten wpływa na wiele elementów rośliny, w tym na kiełkowanie, długość systemu korzeniowego, czas kwitnienia czy wzrost liści. Jednak nie tylko. Naukowcy przeanalizowali również dwie ważne reakcje badanych roślin.
      Pierwszą z nich była reakcja na obecność nadmiernej ilości soli. Zbyt dużo soli może zabić roślinę, więc rośliny rozwinęły zachowania pomagające jej unikać. Gdy w środowisku pojawia się nadmiar soli, rośliny zatrzymują kiełkowanie, opóźniają kwitnienie, zatrzymują rozrastanie się systemu korzeniowego. Okazało się, że FMT jest krytycznym elementem regulującym te zachowania.
      Drugi typ zachowania roślin, jaki został zbadany, to ich ruchy bazujące na rytmie dobowym. "Rośliny są niezwykle wrażliwe na rytm dobowy, gdyż światło jest krytycznym źródłem energii, wyjaśnia Horvath. W przypadku rzodkiewnika rytm dobowy decyduje o poruszaniu się liści za dnia i w nocy. W ciągu dnia liście są bardziej płaskie i bardziej wystawione na słońce. Nocą liście się unoszą. Badania wykazały, że FMT reguluje zarówno zakres, jak i tempo ruchu liści.
      Następnie uczeni, chcąc przełożyć swoje spostrzeżenia na świat zwierząt, badali cały szereg zachowań myszy, obserwując m.in. zwierzęta ze zredukowaną aktywnością CLUH. Okazało się, że myszy, u których CLUH było mniej aktywne, przebywały krótsze odcinki i poruszały się wolniej.
      Reakcja myszy była podobna do reakcji roślin. Doszło do zmiany tempa i ogólnej lokomocji. To bardzo proste porównanie, ale pokazuje, że mamy tutaj do czynienia z obecnym w mitochondriach mechanizmem, który odpowiada za podobne funkcje u zwierząt i roślin, wyjaśnia Horvath.
      Naukowcy mówią, że to ekscytujący pierwszy krok, gdyż rośliny takie jak rzodkiewnik mają bardzo wiele genów i procesów komórkowych, które są podobne do genów i procesów komórkowych u ssaków.
      Naszym długoterminowym celem jest stworzenie katalogu podobieństw pomiędzy roślinami a zwierzętami i wykorzystanie go do szukania odpowiedzi na pytania naukowe. Być może w przyszłości rośliny będą służyły jako organizmy modelowe w badaniach behawioralnych, stwierdza Horvath.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa rozszyfrowali, w jaki sposób działa białko YiiP, które zapobiega śmiertelnemu nagromadzeniu cynku wewnątrz bakterii. Zrozumienie ruchów YiiP pozwoli zaprojektować leki modyfikujące zachowanie 8 ludzkich białek ZnT - przypominają one YiiP i odgrywają ważną rolę w wydzielaniu hormonów oraz sygnalizacji między neuronami.
      Warto przypomnieć, że pewne mutacje ZnT8 powiązano ze zwiększoną podatnością na cukrzycę typu 2. Mutacje, które uniemożliwiają funkcjonowanie tej proteiny, mają zaś, jak się wydaje, działanie ochronne.
      Cynk jest niezbędny do życia [bierze np. udział w aktywacji genów, natomiast wysokie jego stężenia występują w pakietach insuliny produkowanych w komórkach beta wysp trzustkowych]. By dostać się i wydostać z komórki, gdzie wykonuje swoje zadanie, potrzebuje białek transportujących. Przy nieprawidłowym działaniu transportera stężenie cynku może osiągnąć toksyczny poziom. To studium pokazuje nam, jak działają białka usuwające ten pierwiastek - opowiada dr Dax Fu.
      YiiP jest częściowo osadzone w błonie komórkowej E. coli. We wcześniejszym badaniu zespół Fu zmapował atomową strukturę YiiP i odkrył, że w jego centrum znajduje się kieszeń wiążąca cynk. Amerykanin podkreśla jednak, że tajemnicą pozostawało, w jaki sposób pojedyncza kieszeń może transportować cynk z jednej strony błony na drugą. Wiedząc, że za każdym razem, gdy na zewnątrz wydostaje się kation cynku, do środka komórki wnika proton, ekipa podejrzewała, że istnieje ukryty kanał, który pozwala na wymianę jonów.
      Testując tę hipotezę i sprawdzając, jakie wewnętrzne elementy YiiP tworzą kanał, badacze z Uniwersytety Johnsa Hopkinsa nawiązali współpracę ze specjalistami z Brookhaven National Laboratory, którzy oświetlali zanurzone w wodzie białko promieniami X. Woda rozpadła się na atomy wodoru i rodniki hydroksylowe, a gdy ukryty kanał się otwierał, rodniki wiązały się z odsłoniętymi fragmentami białka. Dodatkowo YiiP pocięto enzymami na części i przeprowadzono analizę.
      Koniec końców autorzy artykułu z Nature ustalili, że na zewnątrz błony cytoplazmatycznej znajduje się dużo protonów. Jako że w jej wnętrzu jest ich mniej, powstaje gradient stężenia. Protony dążą do jego wyrównania, dlatego kiedy centralna kieszeń transportera jest otwarta na zewnątrz, zaczynają się z nią wiązać. Gdy protony przemieszczają się z miejsca wysokiego stężenia do stężenia niższego, generują siłę jak spadająca woda. Białko wykorzystuje ją do zmiany swojego kształtu, odcinając dostęp do środowiska zewnętrznego i otwierając się na wnętrze. Tam proton kontynuuje swoje spadanie, oddzielając się od kieszeni. Po uwolnieniu protonu kieszeń może się związać z cynkiem. Powtórne wiązanie znowu zmienia kształt YiiP, odcinając dostęp ze środka i otwierając drogę z zewnątrz.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki badaniom przeprowadzonym w ISIS, brytyjskim źródle neutronów i mionów, naukowcy mogli określić stan... gospodarki Imperium Rzymskiego za rządów trzech cesarzy. Niedestrukcyjnym badaniom poddano trzy monety, wybite za czasów Tyberiusza (cesarz w latach 14–37), Hadriana (117–138) i Juliana II (361–363). Gdy bowiem w grę wchodzą cenne zabytki, naukowcy prowadzą badania metodami niedestrukcyjnymi. Oznacza to np. że z zabytku nie można pobrać próbek. A to z kolei znacznie ogranicza możliwości badawcze. Na szczęście obecnie w sukurs przychodzą takie narzędzia jak ISIS.
      Naukowcy z University of Oxford i University of Warwick postanowili sprawdzić skład wspomnianych monet. Sprawdzenie, czy ich powierzchnia nie została sztucznie wzbogacona lub czy do metali bardziej szlachetnych nie dodano zbyt dużo tańszych metali może wiele powiedzieć o społeczeństwie i stanie gospodarki z czasów, gdy monety wybito.
      Już wcześniej było wiadomo, że powierzchnia monet to w dużej mierze czyste złoto. Jednak badania takie ograniczały się do ułamków milimetra grubości monety. Istniało więc uzasadnione podejrzenie „a co, jeśli?”. Wiemy, że Rzymianie celowo wzbogacali powierzchnię swoich srebrnych monet, by ukryć fakt, że wewnątrz są one pełne miedzi. Mieliśmy więc pełne podstawy, by uważać, że coś podobnego mogli robić ze złotymi monetami. Dzięki ISIS mogliśmy dotrzeć do samego środka monet w sposób całkowicie niedestrukcyjny. Przekonaliśmy się, że wysoki odsetek czystego złota, z jakim mamy do czynienia na powierzchni monet, pozostaje stały na całej grubości monety, mówi główny autor badań, doktor George Green z University of Oxford.
      Z jednej strony to potwierdzenie dobrego stanu rzymskiej gospodarki z czasów wybicia monet. Z drugiej zaś, jak zapewnia Green, upewnienie się, że w przypadku rzymskich złotych monet, to, co widać na powierzchni, znajduje się też we wnętrzu.
      Spektroskopia z użyciem mionów ma i tę zaletę, że nie wymaga wcześniejszego oczyszczenia badanego obiektu, co pozwala na zmniejszenie kosztów, zaoszczędzenie czasu oraz – często – uchronienie zabytku, który może prowadzić do jego uszkodzenia. Dlatego też technika taka jest szczególnie użyteczna przy badaniu np. obiektów wydobytych z wraków.
      Metoda ta polega na wystrzeleniu strumienia mionów w kierunku badanego obiektu. Są one przechwytywane przez atomy w monetach, w wyniku czego dochodzi do emisji promieniowania unikatowego dla pierwiastków, z których ono pochodzi.
      Uzyskane wyniki pokazują, jak wielki potencjał drzemie w tej metodzie badawczej. To technika niedestrukcyjna, która pozwala na zajrzenie pod powierzchnię zabytków. Nie wymaga ona specjalnego przygotowania próbki i nie powoduje, że badany obiekt staje się radioaktywny. Jest zatem idealnym narzędziem do badań zabytków. Pozwala ona nie tylko sprawdzić skład monet pod ich powierzchnią, ale określić m.in. głębokość korozji, zidentyfikować unikatowe zmiany składu chemicznego związane z konkretnym procesem produkcyjnym, czy też przekonać się, czy nie mamy do czynienia z fałszywką, dodaje doktor Adrian Hillier, odpowiedzialny w ISIS za badania z użyciem mionów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF – Jefferson Lab) zmierzyli z niezwykłą dokładnością grubość neutronowej „skórki” tworzącej otoczkę jądra ołowiu. Na łamach Physical Review Letters poinformowali, że grubość ta wynosi 0,28 milionowych części nanometra. A ich pomiary mają duże znaczenie dla określenia struktury i rozmiarów... gwiazd neutronowych.
      Jądro każdego pierwiastka składa się z protonów i neutronów. To m.in. one określają właściwości pierwiastków i pozwalają nam je od siebie odróżnić. Fizycy od dawna badają jądra atomowe, by dowiedzieć się, w jaki sposób protony i neutrony oddziałują ze sobą. W Jefferson Lab prowadzony jest Lead Radius Experiment (PREx), którego celem jest dokładne zbadanie rozkładu protonów i neutronów w jądrze ołowiu.
      Pytanie brzmi, gdzie w jądrze znajdują się neutrony. Ołów to ciężki pierwiastek. Posiada dodatkowe neutrony. Jeśli jednak bierzemy pod uwagę wyłącznie oddziaływanie sił jądrowych, które wiążą protony i neutrony w jądrze, to lepiej sprawdza się model, w którym jądro ołowiu posiada równą liczbę protonów i neutronów, mówi profesor Kent Paschke z University of Virginia, rzecznik prasowy PREx.
      W lekkich jądrach, zawierających niewiele protonów, zwykle rzeczywiście liczba protonów i neutronów jest równa. Jednak im cięższe jądro, tym potrzebuje więcej neutronów niż protonów, by pozostać stabilnym. Wszystkie stabilne jądra pierwiastków, które zawierają ponad 20 protonów, mają więcej neutronów niż protonów. Ołów zaś to najcięższy pierwiastek o stabilnych izotopach. Jego jądro zawiera 82 protony i 126 neutronów. A do zrozumienia, jak to wszystko trzyma się razem, musimy wiedzieć, w jaki sposób w jądrze rozłożone są dodatkowe neutrony.
      Protony w jądrze ołowiu ułożone są w kształt sfery. Neutrony tworzą większą sferę otaczającą mniejszą. Tę większą sferę nazwaliśmy skórką neutronową, wyjaśnia Paschke. Tę skórkę po raz pierwszy zauważono właśnie w Jefferson Lab w 2012 roku. Od tamtej pory naukowcy starają się mierzyć jej grubość z coraz większą precyzją.
      Neutrony trudno jest badać, gdyż wiele narzędzi, które mają do dyspozycji fizycy, rejestruje oddziaływania elektromagnetyczne, które są jednymi z czterech podstawowych sił natury. Eksperyment PREx do pomiarów wykorzystuje inną z podstawowych sił – oddziaływania słabe. Protony posiadają ładunek elektryczny, który możemy badań za pomocą oddziaływań elektromagnetycznych. Neutrony nie posiadają ładunku elektrycznego, ale – w porównaniu z protonami – generują potężne oddziaływania słabe. Jeśli więc jesteś w stanie to wykorzystać, możesz określić, gdzie znajdują się neutrony, dodaje Paschke.
      Autorzy nowych badań wykorzystali precyzyjnie kontrolowany strumień elektronów, który został wystrzelony w stronę cienkiej warstwy ołowiu schłodzonej do temperatur kriogenicznych. Elektrony obracały się w kierunku ruchu wiązki i wchodziły w interakcje z protonami i neutronami w atomach ołowiu. Oddziaływania elektromagnetyczne zachowują symetrię odbicia, a oddziaływania słabe nie. to oznacza, że elektron, który wchodzi w interakcję za pomocą sił elektromagnetycznych, robi to niezależnie od kierunku swojego spinu. Natomiast jeśli chodzi o interakcje za pomocą oddziaływań słabych, to widoczna jest tutaj wyraźna preferencja jednego kierunku spinu. Możemy więc wykorzystać tę asymetrię do badania siły oddziaływań, a to pozwala nam określić obszar zajmowany przez neutrony. Zdradza nam zatem, gdzie w odniesieniu do protonów, znajdują się neutrony, mówi profesor Krishna Kumar z University of Massachusetts Amherst.
      Przeprowadzenie eksperymentów wymagało dużej precyzji. Dość wspomnieć, że kierunek spinu elektronów w strumieniu był zmieniany 240 razy na sekundę, a elektrony, zanim dotarły do badanej próbki ołowiu, odbywały ponad kilometrową podróż przez akcelerator. Badacze znali relatywną pozycję względem siebie strumieni elektronów o różnych spinach z dokładnością do szerokości 10 atomów.
      Dzięki tak wielkiej precyzji naukowcy stwierdzili, że średnica sfery tworzonej przez protony wynosi około 5,5 femtometrów. A sfera neutronów jest nieco większa, ma około 5,8 femtometrów. Skórka neutronowa ma więc 0,28 femtometra grubości. To około 0,28 milionowych części nanometra, informuje Paschke.
      Jak jednak te pomiary przekładają się na naszą wiedzę o gwiazdach neutronowych? Wyniki uzyskane w Jefferson Lab wskazują, że skórka neutronowa jest grubsza, niż sugerowały niektóre teorie. To zaś oznacza, że do ściśnięcia jądra potrzebne jest większe ciśnienie niż sądzono, zatem samo jądro jest nieco mniej gęste. A jako, że nie możemy bezpośrednio badać wnętrza gwiazd neutronowych, musimy opierać się na obliczeniach, do których używamy znanych właściwości składowych tych gwiazd.
      Nowe odkrycie ma też znaczenie dla danych z wykrywaczy fal grawitacyjnych. Krążące wokół siebie gwiazdy neutronowe emitują fale grawitacyjne, wykrywane przez LIGO. Gdy już są bardzo blisko, w ostatnim ułamku sekundy oddziaływanie jednej gwiazdy powoduje, że druga staje się owalna. Jeśli skórka neutronowa jest większa, gwiazda przybierze inny kształt niż wówczas, gdy skórka ta jest mniejsza. A LIGO potrafi zmierzyć ten kształt. LIGO i PREx badają całkowicie różne rzeczy, ale łączy je podstawowe równanie – równanie stanu materii jądrowej.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...