0. Wstęp.
Halo, halo! Czy tu w mordę walą? Nie, tu nie w mordę. Tutaj tylko po mózgu, w twarz nigdy. W twarz? Zapytacie. Chociaż hula wiatr zimowy, za oknem drzewa się człowiekowi kłaniają, aż miło, u mnie nigdy w twarz. Mogę co najwyżej pacnąć kogoś po uchu, od maluchów aż do staruchów. Za wiercenie się i nie słuchanie Pana Uczyciela. Lekcja fizyki przez duże 'Fi' ma swoje wymogi, nie wszyscy mogą się tu dostać. Czujcie się wyróżnieni, i to jeszcze że nie w twarz, mam nadzieję, że zdajecie sobie sprawę z powagi takiego stanu rzeczy. Acha, i po lizaku na wyjściu się dostaje ;)
1. Frakton. Co to takiego, z czym to zjeść a w zasadzie buzia na kłódkę, teraz Naczelny coś wypoci.
Frakton to nowy hipotetyczny stan materii skondensowanej. To kwazicząstka, czyli taka, jaką widzi się po uogólnieniu zasad działania i właściwości fizycznych układu cząstek. Jest to uproszczenie pozwalające na nie branie pod uwagę pojedynczych atomów materii, a wzięcia ich w gromadę i traktowanie ich jako jedną cząstkę, o właściwościach tych dziesięciu. Może dwunastu. Kto wie.
Proszę się nie bać, ten rodzaj materii jest czysto hipotetyczny, ale ma rację bytu, ponieważ to właśnie odkryto, że takie dziwo mogłoby istnieć naprawdę.
Jako że kwazi to najczęściej 'modo', nie będę brnął w ten temat dalej. Przecież wszyscy dzisiaj chcą być najpiękniejsi, najbogatsi, najwspanialsi. Mało kto chce być mądrzejszy, dlatego takich tu bierzemy, najbogatszych, najwspanialszych i najpiękniejszych usuwamy, a brzydkich możemy... Pokolorować kredkami! Ale co ja mogę, tak naprawdę?
Fraktony zostały odrzucone jako możliwość istnienia w realnym świecie, taki rodzaj materiałów wydaje się fizykom niedozwolony. Problem polega na skali, a właściwie skalowaniu. Schemat fraktonów całkowicie przeczy pojęciu o funkcjonowaniu systemów materii. Wracając do uogólniania działania cząstek i brania ich pod uwagę jako jedną - każdy rodzaj materii to różna konfiguracja atomów. Z bliska wygląda jak pewna struktura, ale gdy oddalamy się, widać coraz to różniejsze układy. W końcu dochodzimy do sytuacji, gdy materiał z daleka wydaje się ciągły. Fraktony też działają na podobnej zasadzie - można coś opisać ogólnie, zamiast bawić się w skomplikowane reakcje wśród pojedynczych atomów. To właśnie hipoteza kwazicząstek.
Fraktony są czysto hipotetyczne, ale ich opis zwala z nóg. Po prostu są oporne na ideę skali. Do tego, w normalnym trybie opisu ich zachowania są zupełnie nieruchome, niemobilne. Albo wydaje się, że mogą poruszać się jedynie w określonych warunkach. Taka właściwość nie podobała się fizykom od samego początku, czyli od 2011 roku, kiedy przewidziano możliwość istnienia takich cząstek. I choć są czysto teoretyczne, nie pasują do schematu np. Modelu Standardowego, jednak według praw fizyki mogłyby istnieć!
2. Ruch zwykłych cząstek.
Zadziwiające rzeczy są często dość proste. Weźmy taki sposób poruszania się zwykłych elektronów. Prosta rzecz, powiecie. Mogą poruszać się swobodnie w obrębie materiału, mogą także pozostawać na orbitalach. Pełna swoboda ruchu. A wiecie, jak wygląda ruch elektronów w bardzo małej skali? Elektron porusza się po prostej. Nagle - z próżni wyłaniają się cząsteczki wirtualne - para pozyton - elektron. Pozyton to antymateria, a w zetknięciu się z materią zachodzi, co tu dużo opowiadać - wielkie bum. Dochodzi do anihilacji, wyzwolona zostaje olbrzymia jak na tę skalę ilość energii, dochodzi do głosu równanie Einsteina E= m x c^2, masa zamienia się w energię. Jednak, co z czym, jak, gdzie? Oryginalny elektron anihiluje z pozytonem. A wirtualny elektron musi pozostać, porusza się zamiast tego pierwszego, który anihilował. I jest to inny elektron, ale z godnie z właściwościami materii - taki sam, bo elektrony są od siebie nierozróżnialne! A my - widzimy tylko poruszający się elektron...
3. I co z tym ruchem, co z tym ruchem tychże tam, fraktonów?
Hipotetyczny frakton to inna historia. Po pierwsze - nie pojawia się para cząstka - antycząstka. Z fluktuacji kwantowych przestrzeni wyłaniają się nie pary cząstek, a ich kwadraty. W postaci materia - antymateria. Takie sobie kwadraty z cząstkami. Jeden róg boku kwadratu może anihilować, kasując bok albo róg kwadratu kwadratu. Następnie fluktuuje kolejny kwadrat, tenże anihiluje z innym bokiem, pozostawiając specyficzny układ cząstek; jakoś tak się składa, nie będę tu opisywał schematów wielce skomplikowanych, że porusza się para cząstka - antycząstka, i tylko ona ma do ruchu prawo. Albo lewo. Żartuję, a żarty, jak wiadomo u Nas - na bok :)
Para ta porusza się w bok po linii prostej. Cząstki będące fraktonami nie mogą poruszać się pojedynczo! Ponieważ - tu dochodzimy do teorii fraktali (i nie idziemy dalej :)) Okazuje się, że aby jedna cząstka, kwazicząstka, frakton pojedynczy, mogła się poruszyć, potrzeba kolosalnie dużo energii. Ale z powodu fraktali, przybliżając, okazuje się, że frakton nie może się ruszyć, bo w rzeczywistości musiałby 'kosztować' próżnię niesamowicie dużo energii. W przypadku fraktonu, inaczej niż w przypadku elektronu - obserwujemy tylko poruszające się pary cząstka-antycząstka; pojedyncze, dyskretne atomy - fraktony stoją zawsze w miejscu.
Kwintesencja cech naszej kwazicząstki - nie może ona pozbyć się swojej dyskretnej natury i w oddaleniu osiągnąć formę ciągłą.
Ten niekończący się schemat, w przybliżaniu każdego z rogów cząstki, w świecie fraktonów, jest nieskończenie wymagający. Ponieważ gdy przybliżymy jeden bok, musi pojawić się, na zasadzie fraktali, kolejny kwadrat. Aby taka struktura miała sens fizyczny, potrzeba by do ruszenia pojedynczej cząstki nieskończenie dużo energii. Jednocześnie pozwala ów fakt na opis fraktonu jako meta - stabilnego, dyskretnego rodzaju cząstki. Przysparza, owa dyskretność nawet z dużego oddalenia, siwych włosów fizykom. Dlatego, że nie pasuje do Modelu Standardowego.
Bardzo trudno jest wykazać ciągłość fraktonów z dalszej odległości. Zwykłe cząstki przechodzą po pewnym czasie w stan równowagi termicznej, rozpraszając podczas swojego ruchu energię w postaci ciepła. Początkowe położenie tychże staje się na dalszym etapie mało ważne. Fraktony nie mogą się poruszać, a właściwie mogą, ale tylko w formie pary cząstka -antycząstka, po określonych torach i według konkretnych zasad. Pojedynczy frakton jest zastopowany, nie może się ruszyć... I nie może pozbyć się swojej dyskretnej natury.
4. Itd., itp., oraz dodatki ekstra, na śniadanko, fizyczna owsianka ;)
Do opisu położenia fraktonu potrzeba by śledzić pojedyncze położenia cząstek, inaczej niż w przypadku zwykłej materii. Jednak powstaje problem w postaci braku możliwości opisu ich charakterystyki z dalszej odległości, w ciągłości.
Co jeszcze, co jeszcze, udało mi się wygrzebać z przepastnych źródeł internetowych...
Fraktony nie są ograniczane, owa niemobilność to ich cecha właściwa.
Niedługo, jak mi wiadomo, będą pojawiać się próby zmaterializowania czegoś takiego jak frakton. Ich stabilność, brak możliwości ruchu i dyskretna natura - są cechami przydatnymi np. w modelowaniu spinów, lokalizacji, oraz, oczywiście, (można tak powiedzieć, ponieważ wszystko sprowadza się do grawitacji ;)) grawitacji.
Acha, na koniec opowiem dowcip.
Idą sobie ulicą: frakton, bozon Higgsa i neutron. Frakton dyskretnie przystanął na papierosa, zobaczył to bozon Higgsa, skomentował krótko: 'Let's make it matter!' i woła neutron. Neutron odwrócił się z obojętnym wyrazem kwarków na twarzy i rzekł: 'Wszystko mi jedno'...
A teraz śmiejmy się, bo ten żart wpisałem z głowy w 1 minutę. Nigdzie go nie znajdziecie, nawet jeśli nie jest śmieszny! :)
Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)
Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz