#65 Ciemny Foton, czyli To On - Subtelny i Strukturalny

0. Wstęp do meritum.

Wstępnie, chciałem tylko ogłosić meritum. Jest nim poszukiwanie ciemnego fotonu, cząstki, która oddziałuje z ciemną materią jak i ze zwykłą, powodując, iż mamy kandydata pozwalającego 'zobaczyć' ciemną materię. Tak w skrócie, więcej będzie w meritum, bo meritum ma to do siebie, że praktycznie unieważnia cały bełkot poza nim. Dlatego mój wstępniak ma numer zero, terefere, meritum nic mu nie zrobi, bo jak zrobić coś czemuś, czego nie ma? Dlatego lubię tu wypisywać bzdury, harmider i chaos to moje drugie imię, ale tylko we wstępniaku. 

Ładna pogoda dzisiaj! :)

1. Początki poszukiwań ciemnego fotonu.

W 2016 roku rozpoczęły się poszukiwania w CERN pewnej cząstki, nazywanej ciemnym fotonem. Szukano dowodu na jego istnienie. Są one niejako pomostem pomiędzy materią widzialną - która stanowi wszystko dookoła nas - oraz ciemną materią, tajemniczą, niewidoczną gołym okiem, wyzierającą z otchłani Kosmosu. Gdyby został znaleziony, ten ciemny foton, zmieniłby rozumienie fizyki na zawsze, wchodząc bardzo głęboko we wszystkie zależności między cząstkami z Modelu Standardowego.

Myśląc o grawitacji, można dostrzec pewną zależność. Wyliczono, że jest za mało widzialnej materii, generującej grawitację trzymającą Kosmos w całości, tak, by Wszechświat nie rozpadł się na kawałki. Otrzymano absurdalny wynik: 85% materii w Kosmosie musi być 'ciemną', by nasz Kosmos był taki, jaki jest; po prostu brakuje zwykłej materii, a grawitacja i obserwacje jej działania wskazują na konieczność istnienia dodatkowych wielkości.

Mówi się, że ciemna materia jest ukryta ponieważ nie reaguje ze spektrum elektromagnetycznym, czyniąc ją niewidoczną dla naszych urządzeń pomiarowych.

Ale żeby hipoteza ciemnej materii nie rozpadła się w pierony, musi istnieć jakaś inna siła w Kosmosie (poza grawitacją), dzięki której ciemna materia mogłaby wchodzić w interakcję z materią widzialną.

Ciemne fotony? Stworzono hipotezę istnienia dodatkowych cząstek, takich, które są odpowiedzialne za kontakt między materią ciemną i widzialną. Ciemne fotony mogłyby być nośnikiem nowej siły tak samo, jak foton światła przenosi siłę elektromagnetyczną.

2. Ciemny foton - czym jest, a właściwie - czym mógłby być.

Ciemny foton to coś jakby mediator. Wyobraźcie sobie dwóch ludzi, którzy mówią innymi językami (widzialna materia i ciemna). Nie mogą się ze sobą porozumieć, poza językiem na migi (-piłka! - aaa, piłka 'o'! - do metalu!). Taki jakby tłumacz dla ubogich, mediator rozumiejący jeden język i mówiący w drugim.

Istnieje tylko jeden, malutki problem. Nie wykryto ciemnego fotonu =) Dopóki go nie zobaczymy, naprawdę nie ma o czym mówić, i cała machina stoi w miejscu.

3. Poszukiwań ciemnego fotonu ciąg dalszy.

CERN rozpoczął poszukiwania w roku 2016. Ta sama ekipa, która poszukiwała bozonu Higgsa (znaleźli go! We landed on the Moon!) przygotowuje eksperymenty, które mogłyby odnaleźć ciemny foton.

Projekt NA64 poszukiwał śladów interakcji widzialne - ciemne na podstawie dobrze znanego prawa zachowania energii. Mówi ono, że w zamkniętym układzie  energia jest zachowana (stała) w przeciągu pewnego interwału czasowego.

Fakt, że tworząc system zamknięty, można dokładnie zmierzyć ilość energii wewnątrz układu, jest dobrze znany. Ustawiając promienie elektronów, które emitowałyby fotony, można stwierdzić, czy ilość energii uległa zmianie, wskazując, że coś niedostrzegalnego dzieje się wewnątrz systemu, być może to ciemny foton? Strumienie elektronów miały dobrze znaną energię i zostały skierowane w detektor. Interakcje między przybywającymi elektronami a jądrami atomów 'produkowały' widzialne fotony.

Mierzono energię tych fotonów - powinna się zgadzać z energią elektronów. Jednakże, gdyby istniał ciemny foton, uchodziłby on sprzed detektora, unosząc ze sobą znaczny ułamek energii początkowej elektronów. W ten sposób można by dostrzec dostrzegalny znak istnienia fotonów poszukiwanych z językiem na brodzie. To byłaby tylko wskazówka, ale za to bardzo wiele mówiąca w kwestii prawdopodobieństwa istnienia fotonów w wersji dark.

4. Wnioski z fizycznej wioski.

Dopóki bezpośrednio nie zaobserwujemy, w jakikolwiek sposób, istnienia ciemnego fotonu, podobnie, jak było w przypadku bozonu Higgsa, praca naukowców ukazuje jedynie hipotezy. Nie można zbytnio opierać i wyciągać logicznych wniosków z hipotezy o oddziaływaniu ciemnych fotonów, dopóki się ich nie wykryje. Fotonów. Ciemnych.

Być może wykrycie ciemnego fotonu byłoby pierwszym krokiem do stwierdzenia, że ciemna materia istnieje naprawdę; co więcej, moglibyśmy powiedzieć więcej o tym, jak działa Wszechświat. Jeśli jednak nasz sposób myślenia o ciemnej materii się rozpadnie, takoż i uderzyłoby to w nasze rozumienie grawitacji i wielu innych siłach rządzących Kosmosem.

5. Ciąg dalszy, bo wkraczają nowe pomiary.

Ciągiem dalszym poszukiwań ciemnego fotonu okazał się fakt, że one najprawdopodobniej nie istnieją. Na to wskazują badania Stałej Struktury Subtelnej. Jest to podstawowa stała fizyczna, która opowiada nam bardzo dużo o sile oddziaływań elektromagnetycznych. Stała ta nie ma jednostki, jest kombinacją stałej Plancka, prędkości światła i ładunku elektronu - piękne coś nam z tego wychodzi, ale dalej jest jeszcze weselej. Dodanie do zupy stałych przenikalności elektromagnetycznej próżni daje w rezultacie niezły bigos - (alpha) = e^2/h x c x 4 (pi) e.0. To danie to jedna z najpiękniejszych stałych fizyki - wyraża pewne zależności istniejące między tymi 3 wielkościami. Dodaje smaczku fakt, że związek ten to: (zasady mechaniki kwantowej), (teoria względności) i (elektrodynamika). Czy może być coś piękniejszego dla fizyka, że skonstruowanie (alpha) w wyżej podany sposób daje liczbę ~1/137?

Pomiary tej wielkości potrafią nieźle namieszać, ale i pozwalają na pójście prosto w gąszcz podwalin fizyki. Stała Struktury Subtelnej jest na dodatek bezwymiarowa... Ale dość tego piękna bo oczy puchną ;) 

Ultra precyzyjne pomiary tejże wielkości pomagają w lepszym rozumieniu także Modelu Standardowego i cząstek elementarnych. Badania wskazują na coś dla nas bardzo ważnego: ciemne fotony mogą nie istnieć. Liczba 1/137 rządzi interakcjami elektromagnetycznymi, np. tymi, które trzymają elektron w atomie. Poprzednie badania nie były pomiarami bezpośrednimi. Polegały na zmierzeniu właściwości magnetycznych elektronu i przeprowadzeniu złożonych obliczeń teoretycznych.

6. Dziś, niedawno, całkiem blisko w czasie - nowe pomiary, nowe wnioski.

Dokonano wystrzelenia w kierunku atomów cezu z lasera, aby uzyskać superpozycję kwantową - dziwny stan w którym atom jest w dwóch miejscach jednocześnie. Podglądano przez świetne mikroskopy jak cez wchodzi między sobą w interakcję, kiedy powracał do normalnego stanu. Te oddziaływania pokazują, jak szybko atom się poruszał, gdy został postrzelony laserem (nine bójcie się, nie zafunduję Star Treka czy innego sci-fi - tu mamy sci bez fi!). I tak uzyskano nowe wyniki pomiaru Stałej Struktury Subtelnej.

Jeśli rezultat byłby niezgodny z poprzednim pomiarem, mogłoby to wskazywać na możliwość istnienia nowych cząstek

Jednak rezultaty badań zgadzały się z poprzednimi. Wskazuje ów fakt na inny fakt - elektron, najprawdopodobniej, nie jest złożony z mniejszych cząstek. To właściwie wyklucza istnienie ciemnych fotonów. Ciemne fotony miałyby masę i wchodziłyby w interakcję ze znanymi cząstkami. Szkoda...

7. Zapachniało, zajaśniało - wnioski z wioski, ach to Wy!

Na końcu nie ma suspensu. Jest jak jest, nie mamy do czynienia z ciemnym fotonem, chociaż gdzieś tam nadzieja się tli. Żeby było strasznie, dziwnie i koniecznie odlotowo, jak w dobrym sci-fi. Ziemia nas wzywa, nowe obowiązki, stare obowiązki, ale mam nadzieję w tym całym gulaszu na jedno - że będziemy się czytać strukturalnie, stale i subtelnie.

Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)

patronite/DiesPhys

Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^

fanpage/DiesPhys

#64 Ciemna Grawitacja, czyli dla Materii i Opadania Dedykacja

 

0. Wstępnie napisano.

Dzień dobry! Spotykamy się jak zwykle po eonach, ech, ja i moje zacięcie do fizyki. Bardziej czytam niż piszę, oby to się zmieniło (albo nie - i tu część Czytelników westchnęłoby z ulgą. Po co czytać ciągle jakieś trudne rzeczy, skoro można wyjść na dwór i pobawić się w chowanego.), liczę, że mnie jeszcze lubicie. Nie? Może trochę? Takie małe tyci? ;)

Co dziś kuchnia pełna zapodajek zapodaje? Co dziś na tapecie, zakrzykną Ci, którym nieobce jest jeszcze młodzieżowe słownictwo. Młodzieżowe? Pewnie śmiechu warte to moje młodzieżowstwo, dziś nastolatcy i dwudziestaki używają o wiele fikuśniejszych sformułowań. Się znalazł, pajac drewniany. Dobra, starczy.

Dziś zaprezentuję Państwu, jak grawitacja powinna się zmienić, aby wyprzeć z fizyki teoretycznej koncepcję ciemnej materii. Otóż tak, aby wszystko pasowało, obliczenia się zgadzały, a wiadomo nie od dziś, że naukowców korci, aby ową ciemną materię z równań usunąć. Po co trzymać w schowku i straszyć ludzi czymś, na co nie ma dowodów? Dlaczego galaktyka trzyma się w samoistnym złożeniu? Ciemna materia. Dlaczego masa galaktyki nie zgadza się z obliczeniami i wyskakują anomalie w rotacji galaktyk? Ciemna materia. I powtarzam, gdzie jest, kurczę, 27% masy-energii naszego Wszechświata? Ciemna materia. Czyżby? 

1. Czym jest, z grubsza, ciemna materia? Jak ją wykluczyć?

Aby osiągnąć stan zgodny z obserwacjami oraz nie tłumaczyć niczego za pomocą ciemnej materii, odbiłby się ów wyczyn na biednej, Bogu ducha winnej grawitacji. Musiałaby być ona niezwykle dziwna w swoim zachowaniu, jeśli ma nie być ciemnej materii.

Ciemna materia to koncepcyjna, niewidzialna masa, której grawitacja trzyma (podobno) galaktyki w skupieniu. Jednak obecny stan rzeczy, czyli taki, iż niewidzialna i nie wykryta dotąd masa stanowi meritum pewnych wyobrażeń (o galaktyce, jej masie i przyciąganiu grawitacyjnym wewnątrz każdej z galaktyk) nie podoba się i nie jest satysfakcjonującym wytłumaczeniem.

Co najdziwniejsze, doszło do tego, że tak zakorzeniona ciemna materia stanowi nie lada kłopot: jak się pozbyć czegoś, co jest koncepcją, a zbudowanych zostało na niej wiele hipotez? Aby tak się stało, teorie muszą ponieść konsekwencje. Chodzi głównie o zgodność z obserwacjami.

Kto i co mógłby ponieść koszt wykluczenia ciemnej materii? Niestety, grawitacja! Do tego musiałaby być ona przyciągająca dla pewnych odległości, lecz dla innych już odpychająca! Mówi się, że tak dziwna grawitacja nie zda egzaminu, że nie da się jej sprowadzić do poziomu siły odpychająco-przyciągającej.

Wracając do ciemnej materii; mówi się, że wypełnia ona większość galaktyk i dostarcza tej brakującej grawitacji, która sprawia, że gwiazdy nie fruwają samodzielnie po całym Kosmosie, wprowadzając zamęt i siejąc ferment. A, jeszcze kwestia anomalii rotacyjnych. Istnienie ciemnej materii wykluczałoby większość z nich, powodując, że obserwacje nie byłyby sprzeczne z teorią np. rotacji galaktyk albo bilansu masa-energia dla galaktyk.

Te wszystkie nici i grudki, które są obserwowane dla Kosmosu w skali bardzo dużej tworzą rusztowanie, na którym opiera się i rozwinął Wszechświat - to także miałby być udział ciemnej materii. Jednak po dziesięcioleciach starań, nie odkryto cząsteczki ciemnej materii! Wyobrażacie sobie? Lata pracy w uczelniach i akademiach, wszystko na bazie jednej koncepcji, obliczenia zgadzają się z obserwacjami tylko w przypadku istnienia tej całej ciemnej materii, a tu może się okazać, że jej nie ma?

A może ciemnej masy! Uwaga, nie nazywam tak ani Tłuków czy Laików, to są nazwy funkcjonujące podobnie jak tytuły naukowe, ale w moim prywatnym rankingu, no i oczywiście, uwzględniając w równaniach humor i dystans :)

Naukowcy bardzo chętnie pozbyliby się ciemnej materii, niestety dla nich, funkcjonuje ona dobrze.

2. Próby usunięcia ciemnej materii, w przeszłości.

W roku 1983, fizyk o nazwie Mordehai Milgrom odkrył, iż można skompensować prędkości galaktyk wirujących naokoło za pomocą modyfikacji newtonowskiego drugiego prawa dynamiki: masa x siła = przyspieszenie. Okazało się, że taka próba wiązałaby się z koniecznością modyfikacji również prawa grawitacji, przynajmniej w skali pojedynczych galaktyk.

Co najciekawsze - udało się, jednak naukowcy wiele lat pracowali nad spójną, taką jaką wyprodukował A.Einstein (ogólną teorią względności), teorią grawitacji bez ciemnej materii. Trzeba było jednak... dodać inne pola - dalekich krewnych zwykłego pola grawitacyjnego.

3. Skala kosmologiczna a usunięcie ciemnej materii.

Okazało się, że usunięcie ciemnej materii pociąga za sobą daleko idące problemy, jeśli chodzi o skalę kosmologiczną, nie tylko na poziomie galaktyk. Wiąże się to z porównaniem rozkładu zwykłej materii we wczesnym Wszechświecie poprzez pomiary mikrofalowego promieniowania tła - takiej poświaty po Wielkim Wybuchu - z rozkładem galaktyk dzisiaj.

Ewolucja Kosmosu to kwestia porównania dwóch rodzajów materii: ciemnej, która nie reaguje na światło (to znaczy, że jej nie widać, fotony się od niej nie odbijają i nie wracają do ludzkich przyrządów pomiarowych), oraz zwykłej, która wchodzi w interakcję ze światłem.

Wielki Wybuch pozostawił zmarszczki na ciemnej materii, która przy reagowaniu na własną grawitację zaczęła łączyć w gęstsze obszary. Zwykła materia (wtedy, czyli u początków Wszechświata) - zupa gorących wolno poruszających się protonów i elektronów - także zaczęła wpadać w obszary, gdzie znajdowała się ciemna materia. Jednakże, cząstki naładowane zaczęły sam z siebie generować promieniowanie, które je odpychały, tworząc fale dźwiękowe znane jako akustyczne oscylacje barionowe (wdź[w]ięczna nazwa, prawda? ;)). Szach-mat, za nazewnictwo i wpisywaniu bardzo dziwnych nazw! :) Fale te rozchodziły się do momentu, gdy Wszechświat schłodził się wystarczająco, by mogły się uformować neutralne atomy, 380 000 lat po Wielkim Wybuchu, kiedy pojawiło się mikrofalowe promieniowanie tła. Fala dźwiękowa pozostawiła swój 'odcisk' na mikrofalowym promieniowaniu tła, oraz, w bardzo delikatny sposób, na rozkładzie galaktyk.

4. Próba wprowadzenia 'nowej grawitacji'.

Jednakże czy nie dałoby się wyjaśnić tej ewolucji za pomocą zwykłej materii działającej poprzez zmodyfikowaną grawitację? Aha!

Aby wyjaśnić tę możliwość, zastosowano funkcję matematyczną, która opisuje  jak grawitacja musiałaby działać, byśmy mogli otrzymać taki rozkład materii, jaki ukazuje mikrofalowe promieniowanie tła prowadząc ku dzisiejszemu rozkładowi galaktyk.

Tu pojawiła się zagwozdka, szokująca, niespodziewana i bardzo dziwna. Otóż funkcja ta musiałaby rozciągać się między wartościami dodatnimi i ujemnymi, tzn. - że... grawitacja musiałaby być zarówno przyciągająca, jak i odpychająca, dla określonych wartości.

Dziwaczne zachowanie musi mieć miejsce, ponieważ inaczej nie udałoby się wytłumaczyć większej akustycznej oscylacji barionowej, rozciągającej się, kiedy kształtowały się mniejsze galaktyki. Podobnie uczynił Milgrom, ale tylko dla jednej galaktyki. Aby wyjaśnić makrostrukturę Kosmosu, grawitacja musiałaby być inna, niż dotychczas sądzono.

5. Co dziś wiadomo, co udało się osiągnąć w kwestii powyższej.

Aby zgadzać się z danymi z mikrofalowego promieniowania tła, należało skonstruować teorię, która nie uwzględnia ciemnej materii, jednak nie kłóci się z obserwacjami rozkładu dzisiejszych galaktyk.

Aby to osiągnąć, należało dodać do teorii grawitacji, takiej jak ogólna teoria względności dodatkowe, przestrajalne pole nazywane polem skalarnym. Pole skalarne to to takie pole, w którym do  każdego punktu na osi Y przyporządkowany jest punkt na osi X, w odróżnieniu od pola wektorowego, w którym dla każdego punktu na jednej z osi przyporządkowany jest wektor, czyli uporządkowana para punktów. Szczypta matmy, kojarzy mi się z fizyką i ciemną salą, w której odbywały się lekcje, i na każdego typu słowo, podobnego do skalar lub wektor jeżył się włos na głowie. To oczywiście na początku, potem były już oceny 'dobry' ;)

Przykładem pól skalarnych są np. pola temperatury, pole natężenia światła, ciśnienia powietrza. Za to polami wektorowymi są np. pole siły grawitacyjnej.

Co z tego? 

Pole skalarne dla naszej nowej grawitacji posiada energię, która za pomocą tożsamości z masą (wg słynnego E=mc^2) może zachowywać się jak forma masy. W skalach kosmologicznych to duże pole może działać jak ciemna materia, ba, nawet lepiej, bo także oddziałuje samo ze sobą.

Ów zabieg miał za zadanie dowieść, że nie potrzebujemy ciemnej materii, która jednak jest prostszym wyjaśnieniem. Bo przecież zastępujemy jedno tajemnicze pojęcie drugim, jeszcze bardziej tajemniczym. Pole skalarne z nowej teorii grawitacyjne miało za zadanie tylko odwzorowywać ciemną materię...

6. Koniec.

Koniec to koniec, szkoda słów, mózg mi paruje, a Wam? Nie jest to tak, że po prostu siadam i sobie piszę. Trzeba się trochę napocić, ale myślę że warto, tak samo jak warto zanurzyć się w każdym kolejnym poście @diesphys!

Pozdrawiam serdecznie! =)

Patronite!

#63 Dziw Nad Dziwy, czyli Nowy Obiekt Kwantowy i Prawdziwy

0. Wstęp.

Co my tu dzisiaj mamy... Śniadanie już było, obiad też, na kolację za wcześnie, hmmm. Może zmienię nawyki żywieniowe albo zacznę przesypiać dzień, żebym mógł napisać, że: na śniadanie - oto mamy nowy temat.

Niestety, nie na śniadanie. Coś mi się wydaje, że to nadprogramowa przekąska, wyjęta spod prawa tłusta gąska, ale nie na kolację, ani na obiad. 

Chcę przez powyższą paralelę zakomunikować Wam, żebyście nie traktowali @diesphys jako wyrocznię ostateczną w czasach ostatecznych, w ostatecznej prawdziwej dziedzinie nauki jaką jest fizyka. Może trochę przedrwiłem z tą ostatnią prawdziwą nauką, bo - hej - dziś wszystko jest kwantowe, a pojęcie kwantów ma korzenie w fizyce ;) Na dodatek, już poważniej - na marginesie pseudonauki z kwantową świadomością na czele, w korpusie 'kwantowego uzdrawiania wody' i na nogach z siłowni 'quantum fitness' - fizyka stosuje metodę doświadczenia i teorii. Nie ma doświadczenia - nie ma teorii, eksperyment weryfikuje teorię. Dlatego nie wierzę w teorię strun, ale to już na dygresja. W obecnych czasach święto-tomaszowe 'nie uwierzę, póki nie dotknę' może mieć wydźwięk nawet w fizyce.

O, widzicie. Popuszczam wodze fantazji pisarskiej, i od razu lecę po bandzie - nie chcę i nie będę mieszał religii, żadnej, po równo dla każdej - aby resztkami sił zachować obiektywizm. To co się dzieje na świecie i w mediach - to proces odwrotny. Dość.

Polityka była, religia była - nie czepiajcie się, że jestem takim oderwanym od świata szaleńcem :) Lecim!

Może lepiej, żeby @diesphys została przekąską po obiedzie? ;)

1. Mechanika kwantowa. Jak zawsze zaskakująca.

I tym razem odwołuję się do aspektu dziwności mechaniki kwantowej. Jako ktoś, kto już trochę poczytał o tej dziedzinie, mogę przestać mydlić oczy, że to dziwne, brrrr. Ale i magiczne. Jak matematyka dla jednorożców.

Powinienem napisać, że ją doskonale rozumiem i wyjaśnić Wam wszystko po kolei. Ale uwierzcie mi - osiągnąłbym jedynie efekt TL;DR (Too Long;Didn't Read - za długie, nie czytałem). Poza tym, nie trzeba wielkiego geniuszu, żeby stwierdzić, że trzeba się ku odbiorcy pochylić i mówić jego językiem, a nie unosić się ponad Czytelników. Takiego fruwającego balona pychy łatwo zestrzelić.

W warunkach laboratoryjnych udało się stworzyć nowy obiekt kwantowy - ściankę domenową. Choć pojęcie znane już od czasów romansu fizyków z magnetyzmem, był to obiekt, jeśli traktujemy świat - ten w najmniejszej skali - o pochodzeniu naturalnym. Myślę że warto choć rzucić okiem na wyjaśnienie. Uwaga, leci monolog, wykładam fizykę na uni.dies.phys.małpa! :)

1.a) Ścianka domenowa. 

W rozumieniu magnetyzmu jest to kilkaset atomów rozdzielająca tzw. magnetyczne domeny - ma to miejsce w materiałach aktywnych magnetycznie, czyli np. w ferromagnetykach. Ferromagnetyków jest pełno w Ziemi, wszelkie skały z domieszkami dobrze znanych pierwiastków chemicznych, dalej -  w związkach chemicznych (i dalej - małżeństwie ;)). Domena magnetyczna to ukierunkowane porządkowo atomy, uporządkowane tak, że mogą wyjść do ludzi jako ściśle ukierunkowany biegun dipolu. Zaś ścianka domenowa to przestrzeń między domenami - miejsce, gdzie momenty magnetyczne atomów przestawiają się, aby utworzyć odpowiedni biegun. Verte.

1. b) Wracam, gdzie skończyłem...

...ten w najmniejszej skali. Po raz pierwszy mogły zostać stworzone w laboratorium na zasadzie VOD - włączyć telewizor, a tam kominek - taki firewall właśnie. Kto uwierzył, ten trąba ;)

Ale prawdą jest, że wytworzono na zawołanie ściankę domenową po raz pierwszy, w warunkach laboratoryjnych. Musiało się to wydarzyć w ekstremalnie niskiej temperaturze, takiej jak przy tzw. Kondensacie Bosego-Einsteina.

Kondensat Bosego Einsteina - w skrócie - jest to kolejny ze znanych stanów skupienia materii. Poniżej temperatury krytycznej bozony (spin całkowity) zostają uwięzione. Większość atomów osiąga wtedy najniższy możliwy stan energetyczny - podstawowy.

Mechanika kwantowa to przede wszystkim dualizm korpuskularno falowy, istnieją w nim tzw. fale materii - jest to jeden z możliwych opisów stanów cząstki. Zależnie od temperatury - fale materii atomów mogą być dużo mniejsze niż fizyczne rozmiary cząstek albo równe - wtedy cząstki osiągają ten sam stan kwantowy, co ich fale materii. To oznacza, że temperatura wymusiła zerowy stan pędowy bozonów. Cząstki mają wtedy identyczny pęd, a to oznacza, że stan podstawowy jest 'okupowany' przez większą liczbę cząstek, niż pozwala na to zasada Pauliego. Efekt - cząstki w materiale zachowują się jak jedna, wielka, pojedyncza cząstka. Nasyceni? :)

Ściany stają się wtedy węzłami pomiędzy domenami. Tzn., że cząstki tworzą domenę, a ściany to ich węzły.

Kreując ściany domenowe, można zyskać  rzut nowego światła na takie obszary, jak: elektronika kwantowa, pamięć kwantowa oraz zachowanie się egzotycznych cząstek kwantowych.

To taka wydma na pustyni. Jest z piasku, jednak jako całość działa na innych zasadach fizyki, niż jedno ziarenko piasku. Ziarenko leci w lewo, drugie w prawo, trzecie na oazowe drzewo - a wydma stoi pewnie na gruncie, chociaż tworzą ją te trzy ziarenka ;)

Co do ścian domen - dawno temu udawało się je badać, jednak teraz można je wytwarzać w kółko i, bazując na możliwości częstego powtarzania eksperymentu, odkryć nowe prawa nimi rządzące. Podobno zachowują się jak osobny obiekt kwantowy, wyobrażacie to sobie? Np. 100 cząstek, zachowujących się jak jedna wielka. Jednak, prawa rządzące kwantowymi dużymi cząstkami nie musi oznaczać, że będziemy te praw rozumieć. Innymi słowy - prawa te mogą być całkowicie nieintuicyjne.

2. Zjawiska Emergentne.

Niespotykane dotąd zachowanie ścian domenowych prowadzi do tego, że klasyfikujemy je jako zjawiska emergentne. Cząstki, które łączą się w jedno, zachowują się i i działają według innych zasad fizycznych, niż pojedyncze.

Dotychczas udało się jedynie powielać i tworzyć nowe ścianki domenowe, jednak zauważono, że reagują one na pole elektryczne. Fantastyczne w ich odkryciu jest to, że wydają się dobrym kandydatem na pomocnika w dziedzinie tłumaczenia zachowywania się cząstek w pierwszych okresach historii Wszechświata. Przecież fakt, że z pojedynczych klastrów cząsteczek powstały gwiazdy i planety, nie jest tak prosty w wyjaśnieniu. Za to biorą się badacze, a zachowanie ścianek domenowych, ich traktowanie jako jedną cząsteczkę gdy jest ich wiele, oraz podążanie w nieintuicyjnym kierunku jeśli chodzi o przestrzeganie drogowskazów Przyrody (innym niż cząstki w temperaturze pokojowej) - pomagają w rozumieniu praw, którymi rządził się młody Wszechświat.

Owoż odkrycie pomoże w rozgryzieniu 'cechowania' (dynamika związków między cząstkami fundamentalnymi), z możliwością testowania i obliczania dynamiki zjawisk kwantowych w laboratorium!

Dodatkowo, zjawiska emergentne - czyli wszystko ponad fundamentalnymi zjawiskami, coś w rodzaju uogólnienia zjawisk zamiast wyszczególnienia - mogą zostać opisane z niespotykaną dotąd precyzją. Tyczy się to wszystkich typów zjawisk emergentnych  - od zachowań w materiałach po pierwsze chwile młodego uniwersum.

3. Koniec. Buuu.

Jako że fizyka lubi patrzeć w przyszłość, w przyłożeniu tej zasady do naszych ścianek domenowych - mamy następująco: możliwość kontrolowania samych ścianek,; co za tym idzie, rozwoju nowych technologii kwantowych. Takich jak programowalny materiał kwantowy, procesor informacji kwantowych.

Zapomniałem o najlepszym. Jeśli tak dalej pójdzie, badacze rozwiną także proces uzdrawiania w kwantowym procesie uzdrawiania wody oraz uzyskają więcej fitnessu w 'quantum fitnessie'... :)

Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)

patronite/DiesPhys

Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^

fanpage/DiesPhys