#41 Synteza Jądrowo-Galaktyczna, czyli Pomost Między Kwantami i Teorią Względności

0. Wstępujący...

...tekst, czyli...

Witajcie!

Dawnośmy się nie czytali. Jestem z natury trochę leniem, ale dziś coś mnie tknęło i postanowiłem z nim trochę powalczyć. Ręce mi zgrabiały od niepisania, dlatego muszę trochę Wam nawtykać parę nic nieznaczących, w zasadzie, słów, aby się rozkręcić.

Popajacować, jak zwykle. Wiem, że wolicie świeże kwantowe dane o fizyce kwantowej z kwantowej czarnej dziury, niczym w kwantowym filmie Interstellar. Piszcie śmiało, czy Wam to przeszkadza, bo mogę niczym robot Tars zmniejszyć poziom poczucia humoru... o całe 99% i zrobić Wam wykład rodem z politechnik czy innych Wyższych Szkół Zarządzania Ogólnego Mózgami Małolatów, na którym poznacie wzory rodem z czarnej dziury. Eee, coś mi się poprzestawiało, to Oni mają Czarne Dziury, my co najwyżej Mysie. Albo Królicze... ;)

Poważniej - nie przepadałem za wykładami z fizyki, ale trzeba oddać honor - zasiali ziarno Wiedzy, które wykiełkowało dopiero po latach. To znaczy wtedy, gdy przestano mnie zmuszać do Edukacji. I wtedy to Fizyka okazała się bardzo ciekawa.

Cóż, pozdrawiam Wszystkich Fizyków, nauczycieli i amatorów, pasjonatów, i, oczywiście, Moich Milusińskich Czytelników, którzy niedawno odpalili mi taką przemiłą niespodziankę lajkując i czytając jak napaleni. Nie wiedziałem, że fizyka może być popularna poza Króliczymi Norami ;)

A na końcu pozdrawiam siebie, cześć jak czapka, w końcu jestem fizykiem amatorem pasjonatem.

Pozdrowić siebie. To jest wyczyn. Musiałem skorzystać z okazji, tyle ludzi na Wizji, znajomi zobaczą, będę sławny ;) Czyste zagięcie Internetoprzestrzeni.

Okej, trochę się już rozpisałem, możemy przechodzić to meritum.

2. Na prawo most, na lewo most, a co na to Fizyka Kwantowa?

Nie ma dwóch bardziej znaczących dla Fizyki XX wieku teorii niż mechanika kwantowa i teorie względności. To podwaliny współczesnej nauki, technologii, a nawet rozumienia świata. Dla coponiektórych.

Niestety, mechanika kwantowa ma się do teorii względności jak mysz do słonia. I tu wchodzimy my, ludzie, fizycy. Ludzie i myszy to my i fizyka kwantowa, ze słoniami jest większy problem. Ale raz od czasu możemy się nimi zająć, to byłaby taka teoria względności ;) Raz od czasu, bo od tych odległości i wielkości głowa mnie rozbolewa, to znaczy, jak piszę o tym. Co innego te kwanciki, małe kuleczki, zupełnie jak w mojej głowie, tylko tam jest ich więcej, ja mam tylko dwie, ale za to większe. Małe bizonki i skwarki, orbitujące orbitale, Heisenbergi i Plancki, lubię te klimaty rodem ze zmurszałych uczelni lat 20 XX wieku. Brakuje tylko Franza Kafki i Roberta Wronki.

Kurde, znowu się zapędziłem w pajacowanie. Przepraszam, Wysoki Sądzie.

Przyłóż słonia do myszy, na pewno ci nie wyjdzie. Są zupełnie inne i nie pasują do siebie. To pewnie przez tę trąbę, powiedziałby słoń, mysz tylko by z piskiem (pyskiem? ;)) potwierdziła. 

Tak samo fizyka kwantowa i teorie względności. Zjawiska fizyczne opierają się na relacji ruchu pomiędzy obserwującym a obiektem. Istnieją zasady, które są zawsze prawdziwe, jeśli chodzi o zachowanie obserwowanych obiektów. Inaczej sprawa ma się w odniesieniu do mechaniki kwantowej, tam wszystko reaguje i żyjew sposób inny niż dyktuje nam, ludziom, nasza zwykła, szara, codzienna intuicja. Od wielu lat próbuje się stworzyć coś na kształt unifikacji, teorii, która połączyłaby mechanikę kwantową i fizykę ciał makroskopowych. Coś na kształt pomostu. 

Oto kolejne podejście. Opracowano zespół zasad, coś w stylu zunifikowanej struktury dla fizyki kwantowej i klasycznej. Testów dokonano przy pomocy satelity zwanej Micius. Ufff, naprawdę się przestraszyłem, że nazywa się Myszus albo z angielska MiceUS, brzmi podobnie, a ma więcej z myszy. Niż ze słonia ;)

3. Bierzemy tego Miciusa i lecimy w górę.

To znaczy w dół. Czytajcie w dół, nie w górę. I od lewej do prawej, od prawej do lewej wyjdzie źle, sprawdzałem i możecie mi wierzyć na słowo. Trust me, I am a blogger, czy tak jakoś to brzmiało. Sensacja! ;)

Micius to część eksperymentu zwanego QUESS (Quantum Experiment at Space Scale). Stworzyli go Chińczycy, pewnie ukradli plany Amerykanom, jak znamy życie, chiński Internet aż huczy, całe 300 wyświetleń dwóch artykułów z dwóch najbardziej poczytnych chińskich portali.

A u nas? U nas na bogato. w zeszłym miesiącu dobiliśmy do 2k wyświetleń, podobnie jak w miesiącu listopadzie. Głowa boli od tych wielkości, wracamy do kwantów.

W QUESS bezczelnie i parszywie wykorzystuje się światło do badań związku między fizyką kwantową i klasyczną. Znowuż to użyto dwóch kwantowo splątanych cząstek, pomieszanie z poplątaniem. Kwantowe, a jakieżby inne? Macie co chcecie i proszę nie narzekać. Następnym razem uzdrowię kwantowo wasze myszy w terrarium. Ręce stukają w klawiaturę i leczą, monitor promieniuje blaskiem wyśmienitej wiedzy, sami wiecie jak to działa, w końcu z kwantów jesteście nieźle wyszkoleni ;)

Konkurs na znalezienie zamiennika słowa kwantowy! Dam like'a ;)

Satelita zostrzał wystrzelony na orbitę. Dymiło się tak, że widziałem z okna ;) Pierwszy raz w historii zdołano przeprowadzić znaczący eksperyment, z użyciem optyki kwantowej, a obiektem badań była teoria kwantów i grawitacji. Co dokładnie badano?

Zastanawiano się nad faktem, czy cząstki zdekorelują się czyli zerwą splątanie, jeśli będą poruszać się przez odrębne grawitacyjnie obszary Ziemi. To znaczy - z odmiennym przyciąganiem grawitacyjnym (zmienną jest oczywiście wysokość nad poziomem powierzchni Ziemi, w końcu przyciąganie za jednym poziomie byłoby identyczne). Różnica w przyciąganiu wymusiłaby interakcję na poziomie kwantowym, która wyglądałaby jak gdyby cząstki były obiektami relatywistycznymi i przestrzegały zasad teorii Einsteina. Cząstka przyciągana słabiej poruszałaby się z mniejszym ograniczeniem zakresu ruchu niż ta, na którą grawitacja działałaby silniej.

Ten formalizm wydarzeń, jak nazwał opisane zjawisko jeden z badaczy, próbuje pokazać spójny opis pól kwantowych, istniejących w tzw. egzotycznych czasoprzestrzeniach zawierających zamknięte pętle czasowe, oraz w zwykłej czasoprzestrzeni, która poddaje się zasadom fizyki klasycznej. Trudne, co? Dla mnie też, jako że obca jest mi teoria pól kwantowych, jednak można to rozumieć w taki sposób: kwantowa teoria pola to jedno z zagadnień mechaniki kwantowej, niejako jej rozwinięcie, które pozwala na zachowanie zgodności z teorią względności. Czasoprzestrzeń egzotyczna to czasoprzestrzeń o różnego rodzaju zagięciu, innym niż standardowe. Można powiedzieć, że chodzi o 'kształt' czasoprzestrzeni. Tak chyba najłatwiej sobie wyobrazić co rozumiemy przez zagięcie. Zagięcie czasoprzestrzeni jest różne dla różnych obszarów naszego Uniwersum (i nie mówię o DC czy Marvel, tylko o tym zawierającym Drogę Mleczną), na przykład w pobliżu obiektów o dużej masie, jak nasze Słońce czy jakaś tam odległa czarna dziura. Tam to się dzieje. Zagięcia na poziomie ekstremalnym, mówię Wam, lepiej nie wkładać głowy, a nawet długopisu, chociażby. Pozagina Wam połączenia neuronowe i nie będziecie mogli czytać Fizyki dla Laika. A ja nic nie napiszę, długopis przepadł, itp. Zamknięte pętle czasowe to już dłuższa i starsza historia, może kiedyś tam zawędrujemy w naszych fizycznych rozważaniach, chociaż nie obiecuję. Dlaczego dłuższa i starsza? Bo chodzi o zabijanie własnych dziadków, gdy byli jeszcze młodymi ojcami waszych ojców. A potem - Wy się nie urodzicie i nie będziecie mogli czytać Fizyki dla Laika ;)

Ten formalizm wydarzeń pokazuje i ustanawia pewien zbiór ujednoliconych zachowań obiektów dla mechaniki kwantowej i fizyki klasycznej.

4. Detale i zakończenie. No niestety.

Jeśli zaobserwowanoby odchyłkę w zachowaniu dwóch splatanych kwantowo cząstek, oznaczałoby to, że formalizm, czyli ujednolicenie zaproponowane przez badaczy, jest poprawne. Dobrze, że nie mierne lub niedopuszczające. Swoją drogą, ciekawe, jakie dziś oceny stawiają niektórym z Was, u mnie 'mierny' jeszcze był. Ale nazwa, aż się niedobrze robiło! Ale i tak jest dobrze. Cząstki mogłyby dostać przecież pałę! Z zachowania, oczywiście, gdyby się nie zgadzały. Tak zepsuć splątanie, karygodne.

Nie zaobserwowano odchyłki od przewidywanego zachowania cząstek w odmiennym polu grawitacyjnym. Tak jak przewidywała kwantowa teoria pola, jedna z niewielu dostępnych idei, które mogą posłużyć obliczeniu trajektorii ruchu cząstek elementarnych w ujęciu grawitacyjnym. Zawsze ten sam problem. Kwantowa grawitacja. Wielu już zjadło na tym zęby, skwarki i udźce bizonów ;)

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

#40 Elektron Geometrycznie, czyli Znowu 'Kwant Prądu'

0. Serwus.

Staropolskie (chyba z lat 70 XX w.) powitanie i od razu nam wszystkim weselej. Mi nie tak bardzo, bo dziś padam na twarz; jednakowoż pozbierałem szczękę i inne elementy twarzy z podłogi, znalazłem aż jedno oko, także mogę pisać. Okiem, oczy-wiście ;) A, oraz ze dwa elektrony, po tym, jak niechcący włożyłem palce w gniazdko. Było fajnie! ;)

Nie pytajcie dlaczego się tam ulokowałem. I, mówię od razu - jestem trzeźwy. To zmęczenie. Przemieszczam się z prędkością podświetlną, rośnie masa relatywistyczna, jestem ciężki i łatwo spaść z krzesła, na które wstaję z podłogi, by pisać. I tak w kółko.

I już wiecie, dlaczego nie odzywałem się aż tydzień!

Zapraszam na porcyjkę kolacyjną, serwują Elektron. Znowu on - powiecie. Tak, znowu, ale tym razem w odsłonie bardziej matematycznej. Albo - z matematycznego punktu widzenia opisując go.

1. Po raz pierwszy rzetelnie o elektronie geometrycznie - od szwajcarskich naukowców!

Tu <klik> znajdą Państwo Czytelnicy poprzedni temat o tej, wow, aż się boję zapowiedzieć - szokującej cząstce elementarnej. Skąd przyszedł do głowy taki tytuł? Hmmm, pewnie byłem młodszy i miałem większą fantazję ;)

Na Uniwersytecie w Bazylei dokonano ostatnimi razy niemal cudu. Otóż Panowie Fizykowie i Panie Fizyki (jeśli minister-ministra, to też fizyk-fizyka, pozdrowienia z politycznego afrontu względem niektórych polityczek ;)) przeprowadzili eksperyment, który ukazał pojedynczy elektron, po raz zupełnie pierwszy.

Ludzie, co ja plotę! Wdaję się z Wami znowu w gierki słowne, zamiast szokować siebie i Was elektronem.

Atom był sztuczny, a elektron został elegancko wyizolowany tak, żeby można było dostrzec jego strukturę, bez żadnych dodatków. Nowo opracowana metoda pozwala określić z dużą dokładnością prawdopodobieństwo, z jakim elektron znajduje się w danym obszarze przestrzeni. Można także lepiej zawiadować spinami elektronów, co może być przydatne w dziedzinie zajmującej się komputerami kwantowymi.

Aby stworzyć kubit, czyli jednostkę informacji w komputeryce (mam dziś obsesję słowotwórczą ;)) kwantowej, potrzebujemy wielkości kwantowych, które są mierzalne i, jak wskazuje nazwa, niepodzielnych oraz 'jednostkowych'. Wielu badaczy już od dawna pracuje nad zmianą i manipulacją spinem cząstek.

Jeszcze niedawno nie dało się określić eksperymentalnie geometrii elektronów. Po co nam, to, takie coś, geometria elektronów? Otóż na geometrii bazują takie wielkości, jak stabilność pojedynczego spinu, a także ich splątanie. Takimi pojęciami należy się zająć, kiedy chcemy stworzyć komputer kwantowy. A czy chcemy? Tak!

Oczy-wiście. Ze zdumienia! ;)

2. Takie afery tylko sztucznych atomikach.

Atomik to tak pieszczotliwie o atomie. Nie oznacza małego atomu. Jeśli są skwarki i bizony, to mogą być też atomiki. Jest taka firma nawet - Atomic, narty robią, ponoć niezłe.

A my mamy już jazdę po lodzie bez trzymanki, na tych naszych atomikach! Słowotwórczą oczywiście, dlatego - do meritum.

W Bazylei tejże, na Uniwersytecie, opracowano metodę pozwalającą na określenie przestrzenne geometrii elektronów w tzw. 'kropkach kwantowych'.

Co to taka kropeczka? Jest mała, kwantowa, więc wolę nazwę kropeczka.

Jest to swego rodzaju pułapka na elektrony. Pozwala ona na zatrzymanie wolnych elektronów w obszarze 1000 razy większym niż wielkość atomu. Co więcej, uwięzione wolne elektrony (dziwne, co? oksymoron jakowyś? ;)) zachowują się tak samo, jak w zwykłym atomie, dlatego kropki kwantowe to inaczej sztuczne atomy. I elektrony znajdują się w kropce. Kwantowej, ma się rozumieć.

Pola elektryczne utrzymują elektrony w grupie. Ale napotykamy problem. Kropki kwantowe poruszają sie w przestrzeni oraz, zgodnie z prawdopodobieństwem opisanym przez funkcję falową, pozostają zamknięte i ograniczone do określonych lokalizacji.

3. Rozmieszczenie ładunku. Bum!

Aby określić poziomy energetyczne w kropce kwantowej, używa się pomiarów spektroskopowych. Pomiary te służą również do badania zachowań tych poziomów w polach magnetycznych o zmiennej sile i kierunku. Nadążacie?

Kurcze, znowu przytyłem od tego szybkiego, z niemal podświetlną prędkością, pisania. Ale, dobra nasza! Wylądowałem pod szafką i znalazłem drugie oko ;)

Tymczasem w 'Fizyce dla Laika, czyli Nauce dla Tłuka'...

Bazując na modelu teoretycznym tychże pól magnetycznych można określić gęstość prawdopodobieństwa znajdowania się elektronu, a, co za tym idzie, funkcję falową, z dokładnością do tyci-metra. Tycimetr to nowa jednostka, przeznaczona do mierzenia pól i lasów elektronów, które znalazły się w kropce.

Dobra, dosyć! =]

... z dokładnością do nanometra.

Wniosek? Możemy zobaczyć, jak naprawdę wygląda elektron.

To niezwykłe, zwłaszcza w kontekście tematu z 'Fizyki dla Laika, czyli...' o elektronie, link do którego zamieściłem w akapicie 1. Przeczytajcie najpierw tekst z linka, potem ten, bieżący. I dopiero wtedy będziecie zbierać szczękę z podłogi, gwarantuję Wam :)

4. Koniec, czyli z czym możemy ów Temat jeść.

Poznano lepiej związek między geometrią i spinem elektronu, co może posłużyć do skonstruowania stabilnego kubitu, który, na dodatek, jest podatny na manipulowanie nim.

Udało się także sterować funkcją falową, zgodnie z układem pól elektrycznych. Co za tym idzie, można bardzo precyzyjnie wpływać na kierunki spinów cząstek elementarnych.

Splątanie spinów to kwestia, przede wszystkim, umiejscowienia elektronów w przestrzeni. Podobnie jak w przypadku dwóch atomów łączących się w cząsteczkę (molekułę, to co innego niż cząstka elementarna), funkcje falowe dwóch elektronów muszą rozkładać się na jednej płaszczyźnie, aby nam się ładniusio poplątały.

I na koniec...

Splątanie kwantowe - tego u nas nie było, może kiedyś będzie, może nie. To zależy od prędkości pisania, a raczej od tego, czy będzie nadświetlna czy podświetlna. Bo jeśli 'nad', wtedy muszę opisać również hipotetyczny tachion. Z tym to dopiero zabawa, na pewno przeczytalibyśmy nieco poprzednich materiałów 'Fizyki dla Laika, czyli...'. Wpiszcie w Wuja Dżi słowo 'tachion', to zakumacie bazę.

Funkcja falowa - tutaj już się wykazałem i opisałem, to i owo, na temat zadany. Mam nadzieję, że będzie równie apetyczny, jak poprzednie! <klik>

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

#39 Kwanty jak Nowe, czyli Nowe Kwanty w 2018

0. Wstępniaczysko.

Już bez cukierkowych tłumaczeń, obwiniania się nawzajem, bo doskonale wiemy, że to z winy Czytelników nie pisałem tak długo. Lajki sypały się jak z rękawa i uśpiliście moją czujność, rozślimaczyliście i rozleniwiliście mnie. Obrosłem w piórka, pasąc się samymi polubieniami. A jak wiadomo, 'tylko płodny jest artysta głodny, artysta syty chce picia i jedzenia, nie chce nic zmieniać'. To z jakiejś zmurszałej piosenki Kultu bądź Kazika, nie wiem, nie orientuję się, pisałem z głowy, więc mi tu proszę nie wytykać literówek. Jakoś takoś to szło; tymczasem - Bohrem Nielsem i lasem - proszę już nigdy nic nie lajkować! To mnie tylko usypia. Najlepiej zalajkować, a potem odlajkować, jak to niektórzy czynią. Narobią apetytu i co? I blog się posypał! Mówię przecież, to przez Was.

Jest to wypowiedź niespójna logicznie, bo najpierw na Was zwalam, że lajkujecie, potem nie lajkujecie, i tak źle, i tak niedobrze. Ha! A dlaczego? Czy jestem już gupim głupolem?

Otóż nie - lajki mają być w superpozycji, macie lajkować i nie lajkować jednocześnie ;)

Do roboty!

1. Dawno temu (2018 rok) w odległej Galaktyce (Drodze Mlecznej)… 

Rok 2018 obfitował w sensacyjne doniesienia z branży kwantowej. Branża kwantowa, przypominam, polega na sprzedawaniu i kupowaniu produktów jednocześnie (tzw. superpozycja zakupowa), im mniej pieniędzy masz, tym więcej kupujesz (zasada nieoznaczoności Handel-berga), oraz falowanie eko-groszku w pobliskim zaopatrzeniowcu na zimowy węgiel (cząstka i fala jednocześnie, co się czepiacie?).

Dobra, nie będę już marudził. Bo 2018 to był naprawdę dobry rok na odkrycia w dziedzinie fizyki naszej kwantowej jedynej. Zapomniałem, są jeszcze szybkie wirtualne kwantówki (jak cząstki wirtualne, pożyczasz trochę kwantów i nie oddajesz, bo Ci je zabierają). Jedną z Szybkich Wirtualnych Kwantówek jest... każdy nowy post 'Fizyki dla Laika, czyli...' ;) Nie dokończyłem nazwy ponieważ nie chcę obrażać Czytelników. Samo istnienie mojego bloga obraża niejedną Czytelniczą Inteligencję.

Do rzeczy zatem.

2. Konkrety.

a.) Postęp w dziedzinie informacji kwantowej.

Komputery kwantowe to ciekawe zagadnienie, pewnie niedługo je poruszę, ale na to potrzeba osobnego tematu. W wielkim skrócie: w klasycznych, tranzystorowych komputerach, bit, czyli jednostka informacji ma dwie możliwe stany: 1 lub 0 (całe nasze Windowsy są zapisane, na podstawowym poziomie, zapisane w formie zer i jedynek w niezliczonej ilości konfiguracji. Dlatego czasem mói się, że coś jest dyskretne, zdigitalizowane, tak jak dyskretne są wielkości kwantowe). Czyli, na przykład, na osiem bitów czyli jeden bajt informacji przypadnie 8 zer i jedynek, w dowolnej ilości i kombinacji ułożenia. Bit może być zerem lub jedynką. W informatyce kwantowej bit może być zerem, jedynką, bądź superozycją 0 i 1 czyli... 0 i 1 jednocześnie. Czyli - dla klasyków istnieją 2 możliwe stany zapisania informacji w bicie. W kwantowym obliczaczu, czy też mózgu elektronowym (takiego określenia użył kiedyś Stanisław Lem, bożyszcze sci-fi, nie tylko polskiego; co ciekawe Lem podobno do końca życia - 2006 roku - nie nauczył się obsługi komputera) jest ich o wiele więcej. Kubit to całe mnóstwo wartości pośrednich między 1 i 0. I o ile pojedynczy wynik obliczenia, załóżmy, operacji typu 24 + 12 nie będzie pewny (coś jak dla 7 latków, w końcu komputery kwantowe dopiero raczkują) i będzie obarczony sporym błędem, o tyle komputery kwantowe będą mogły wykonywać wiele operacji jednocześnie, o wiele więcej, niż tradycyjne komputery. Po serii obliczeń wykorzystuje taki kwantowy kalkulator wartość średnią; wniosek - im trudniejsze obliczenie, tym komputer kwantowy będzie dokładniejszy, oraz tym większa będzie jego przewaga czy też różnica między nim a klasycznym komputerem.

W 2018 osiągnięto postęp w dziedzinie magazynowania informacji w q-bitach. 18 kubitów wpakowano do 6 fotonów! Procesory wielkości cząsteczek? Proszę bardzo. To rekord jeśli chodzi o dotychczasowe osiągnięcia informacji kwantowej.

Kiedyś już pewnie totalnie się zbłaźnię i porwę się na temat o komputerach kwantowych. Raz zbratałem się z matematyką, teraz informatyka, ten świat stanął na głowie, a z nim 'Fizyka dla Laika...'. Czysty obłęd!

b.) Termometr Schroedingera.

To coś jak z kotem, pewnie zmierzyli mu temperaturę bo za bardzo miauczałł w pudełku i okazało się że jest chory, a nie żywy i martwy jednocześnie. Swoją drogą, zwróciliście uwagę na takie organizmy jak wirusy? Są one uznawane za obiekty z pogranicza materii ożywionej i nieożywionej - gdy nic się nie dzieje, zachowują się jak martwe i nie przejawiają aktywności jak inne żywe żyjątka. Składają się z osłony białkowej i RNA bądź DNA. Jednak kiedy tylko pojawia się żywiciel, replikują się i... wariują! Ożyły nagle! No proszę! To są prawdziwe Koty Schroedingera :)

W naszym świecie temperatura to niby taka prosta rzecz. Mamy lodówkę, wkładamy garnek z wodą a po chwili otrzymujemy garnek z lodem (po co komu garnek z lodem? nie wiem, jestem od kwantów a nie od równi pochyłych i innych stanów skupienia bądź ruchów jednostajnych prostoliniowych ;)). Mechanika kwantowa pozwala na zachowanie superpozycji. Lód i woda jednocześnie? Dobrze kombinujecie. W 2018 odkryto, że zasada superpozycji może odnosić się również do temperatury. Pewne cząstki mogą być niejako ciepłe i zimne jednocześnie, odkryli panowie naukowcy.

c.) Życie i fizyka kwantowa.

Teoretycznie, mechanika kwantowa powinna działać dla obiektów o dowolnych rozmiarach. Jednak uważa się, że obiekty makroskopowe, w tym istoty żywe, są zbyt skomplikowane by można było dostrzec na ich przykładzie zjawiska kwantowe. W 2016 roku zaobserwowano, iż bakteria oddziaływała kwantowomechanicznie ze światłem w prawie niezauważalny, acz jednak tak, sposób ;)
2018 to rok, kiedy przyjrzano się bliżej temu samemu doświadczeniu i okazało się, że coś może być na rzeczy. To znaczy, że życie i mechanika kwantowa mogą mieć jednak ze sobą coś wspólnego w relacji bezpośredniej. Być może u źródeł niektórych procesów, na przykład myślowych, stoją pewne zasady fizyki kwantowej, ale to już spekulacje bardziej filozoficzne niż naukowe, na drodze ku saj-faj.

d.) Światło zgubiło się w czasie, gdy oświetlało sobie drogę żarówką.

Poważka!

Jesteśmy na kręgielni. Facet czy też babka staje, turla tę kulę i wturluwowywuje ją w kręgle. Kręgle upadają, wszyscy zadowoleni, impreza na sto dwa. A nie odwrotnie! Impreza nie powoduje, że kręgle upadają, a to nie powoduje toczenia się kuli.

W świecie mechaniki kwantowej nawet te sprawy mogą ulegać modyfikacji i pewnego rodzaju rozmyciu. W 2018 roku zespół badaczy wysłał foton (te, foton, skocz po zapałki, coś tu ciemno ;)) oczekując, że odbędzie podróż drogą A, następnie B, albo w pierwszej kolejności drogą B po czym obierze trasę A. Tymczasem foton nie wybrał kolejności, przebył drogę A i B, bez obierania najpierw jednej, potem drugiej...



f.) Dr Jake Yll i Pan Schowaj Się.

Okazuje się, że istnieje więcej niż jeden rodzaj molekuł wody. Tak dowiódł pewien eksperyment z zakresu fizyki kwantowej. Nie jeden typ cząstki wody, a dwa. Molekuła wody to jeden duży atom tlenu i dwa wystające po bokach jak czułki (bez skojarzeń z mrówkami, ale wiem dlaczego mogliście o nich pomyśleć ;)) atomy wodoru. Jednak w tzw. 'orto-wodzie' atomy wodoru mają spiny skierowane w jednym kierunku, a w tzw. 'para-wodzie' spiny atomów wodoru skierowane są przeciwnie do siebie.

g.) Einstein miał rację! 

Dokonano badania tzw. splątania kwantowego. Działa ono nawet na sporych, kwantowomechanicznie rozumując, wielkościach. 600 atomów nadal wykazało cechy splątania, co spowodowało, że złapano się za głowy, naukowcy za swoje, laboranci za głowy kotów z pudełek. To naprawdę dużo, te 600 atomów ;)

h.) Splątania ciąg dalszy.

Kubity, było już o nich, więc nie będę się rozdrabniał. to podstawowa jednostka informacji w teorii informacji kwantowej. Przeprowadzono eksperyment, w którym splątano 20 kubitów i pozwolono, aby 'przekazały' sobie informację. Następnie odczytano, co tam sobie szeptały do siebie te skwarki i bizony. Wynikiem okazało się coś w rodzaju krótkotrwałej pamięci w systemach informacji kwantowej.

i.) Kwantowy Radar? No, ile pan jechał? Z prędkością światła pewnie? ;)

Radar wojskowy działa na zasadzie odbijania fal radiowych od obiektów latających po naszym niebie. Ale w rejonach magnetycznego bieguna północnego Ziemi, te sygnały mogą ulec zakłóceniu. Na domiar złego, istnieją samoloty nie dające się wychwycić radarem. W 2018 roku kanadyjscy naukowcy opracowali radar kwantowy, który pozwala odbijać fotony od samolotów, po splątaniu tych fotonów z innymi fotonami znajdującymi się w bazie radaru. Zdecydowanie, postęp radarowy ;)

j.) Kwantowa nieokreśloność i jej już bardziej ludzkie oblicze.

Losowość jest bardzo istotna dla bezpieczeństwa w cyberprzestrzeni. Jednakże prawdziwa losowość, która jest niemożliwa to przewidzenia, jest zaskakująco trudna do uzyskania. Jednym ze źródeł losowości w naszym świecie jest mechanika kwantowa, której tajemnica są przed większością z nas zakryte. W 2018 roku stworzono sieciowe źródło generatora liczb losowych, do którego dostęp może miec każdy z nas.

k.) Einstein się mylił!

Einstein wierzył w ideę tzw. 'lokalnego realizmu', która mówi, że... 'Prasłowiańska Grusza chroni w swoich konarach...' hmmm, nie ten film. Einstein nie grał w 'Misiu' ;) obiekty mają swoje właściwości niezależnie od tego, czy są obserwowane czy nie. Oraz że informacja o tych właściwościach nie może podróżować z prędkością większą od prędkości światła. 2018. Ludzie stają na głowie, by udowodnić coś Einsteinowi ;) I udało się! Kolejne wielkie eksperymentowanie, gruntowne i rzetelne, potwierdza kolejny raz to samo. Cząstki splatane kwantowo wydawały się, w pewnym doświadczeniu, wybierać stany zgodne szybciej niż światło mogło przetransferować informację między nimi. Od teraz sytuacja się komplikuje: otrzymujemy dwa scenariusze wykraczające poza nasze zwyczajne rozumowanie. Albo nasze obserwacje świata faktycznie mają na niego wpływ, lub cząstki komunikują się między sobą w sposób, jakiego nie możemy dostrzec bądź mieć na niego wpływ. Lub obie rzeczy na raz ;)

l.) Wyjaśnienie zjawiska pioruna kulistego.

Kula prądu? Owszem, zjawisko pioruna kulistego od lat spędza sen z oczu naukowców wszystkich krajów. Nigdy nie dane było jednak zbadać owego zjawiska w laboratorium bądź w warunkach pozwalających na dokładne przyjrzenie się mu. Najnowsze badania wskazują jednak, że mogą pioruny te być efektem działania tzw. skyrmionów magnetycznych, ciasno zebranych pól magnetycznych. W 2018n roku po raz pierwszy wytworzono skyrmion w laboratorium, a jego profil magnetyczny pasował do przewidywań dla układu magnetycznego niezbędnego do wytworzenia pioruna kulistego.

o.) Piąty stan skupienia materii w Kosmosie.

Nie. Nie odkryto ufoludka w stanie zamrożonym, ciekłym, bądź plazmy. Wystrzelono w Kosmos satelitę z pewnym zadaniem: stworzyć tam coś niebywałego - kondensat Bosego-Einsteina. I nie chodzi tu o to, że jeden to kondensat Einsteina-W-Butach a drugi Bosego-Einsteina ;) Ten stan skupienia materii to nic innego jak schłodzone do temperatury bliskiej zera bezwględnego atomy, a ich właściwości kwantowe ujawniają się przy niespotykanie wielkich skalach. Może nie arbuza, ale wielkości na pewno kilkudziesięciu atomów. Arbuza Schroedingera jeszcze nie zaobserwowano. No i rozumiecie, ten bosy kondensat stworzono na orbicie okołoziemskiej. I to wszystko, niby nic niezwykłego, a Einstein w zaświatach się cieszy. Bose pewnie też, nawet nie wiem, może jeszcze żyje? ;)

p.) Superświetnie szybki 'zegarek' mierzy nam elektron w akcji.

Elektrony to szybkie bestie. Poruszają się tak bystrze, że w warunkach laboratoryjnych nie można ich uchwycić w jednym miejscu w przestrzeni. 2018 rok przyniósł 'attozegar', który napieprza elektrony tak silnym źródłem promienia laserowego, że taki zegarek może nosić tylko Superman (jako że ma lasery z oczu) oraz Cyklop z X-Menów (ten ma też niezłe ślepia, prądem razi, czy inną plazmą) ;). Tak silny jest to laser, że wybija elektrony z orbity atomowej. Attozegar wie kiedy dokładnie wystrzelić laserem i mierzy gdzie atom ląduje po tym, jak już opuści rodzinne strony. Dzięki tej informacji zegar określa gdzie elektron znajdował się na orbicie okołoatomowej kiedy dostał w dziób.

r.) Leptokwark.

Lepiący się skwarek?

Nie do końca. Leptokwark nie został jeszcze odnaleziony, ale uważa się, że istnieje cząstka spajająca leptony i kwarki - leptokwark. 2018 rok nie przyniósł jeszcze donośnego niczym trąby jerychońskie odkrycia, ale powstała praca badawcza jaśniej opisująca jego naturę i zachęcająca biednych naukowców do dalszego ślęczenia nad mikroskopami.

s.) Promienie kosmiczne na Antarktydzie.

Zwykle, promieniowanie kosmiczne uderza w Ziemię z przepastnej przestrzeni pozaziemskiej. Zwykle, normalnie, dzień jak co dzień ;) W 2018 roku badacze wykazali, że niestety promienie wystrzeliwują z lodów Antarktydy. Pewnie jakaś starożytna rasa kosmitów chce zniszczyć ziemian, pożreć ich znienacka. Bo na to wygląda, mnie nic innego nie przekona ;) A poważniej - uważa się, że to skutek działania jakiejś wysokoenergetycznej cząstki, która przelatuje wesoło przez Ziemię i nic nie robi sobie z lodowców czy innych piasków pustyni.

t.) Wysokoenergetyczne neutrino w końcu wygadało się, skąd pochodzi.

Wysokoenergetyczne neutrina to, w normalnych warunkach, kosmiczna zagadka. Można je wykryć tylko pod pewnymi założeniami, na domiar złego nie wiemy za bardzo skąd pochodzą. I nagle to! 2018 rok, niespodziewanie, uderza - neutrino mające 4 miliardy lat (jak ten czas leci, Ziemianie ;)) uderza w atom na Antarktydzie. Od razu skierowano teleskopy w miejsce, skąd neutrino-dziadek (a może babcia? nie znamy płci neutrin, jeszcze). I co ujrzano? Czarną jak smoła czarną dziurę z galaktyką do niej przylepioną niczym makieta. I ta dziura, rozumiecie, strzela sobie do nas wysokoenergetycznym promieniowaniem gamma, bez względy na ptaki i chrabąszcze, które przecież mogłoby uszkodzić. Po raz pierwszy udało się wyśledzić tak dokładnie źródło pochodzenia neutrina.

u.) I coś mi się wydaje, że mamy nowe neutrino!

Najpierw neutrino-dziadek, teraz neutrino-dziecko.

Dzięki rokowi 2018 jesteśmy bogatsi o nową wiedzę. Naukowcy kierują się ku stwierdzeniu, że we Wszechświecie, dzieje się coś co sprawia, że niektóre z najbardziej zaawansowanych doświadczeń fizycznych są ze sobą sprzeczne. Nieraz odsłania się przebłysk jakby kolejnego, czwartego 'zapachu' neutrina (raczej nie fiołkowego), jednakże informacja ta nie powtarza się we wszystkich laboratoriach. Czyli nie jest oficjalna i potwierdzona. Dane z roku 2018 mówią, że być może mamy kolejne, nieodkryte dotąd neutrino, o roboczej nazwie 'sterylne'. Mogłoby ono wypełnić lukę w fizyce teoretycznej, jako że do tej pory istnieje tylko jako cząstka hipotetyczna.

v.) Czyli 'V' for Victory!

Hurra! Dobrnęliśmy do końca. A, zaraz, zapomniałem, jeszcze 2019 rok. Chcecie teraz, już, głodni i żądni wiedzy? Teraz, teraz, teraz…

Potem? Jak se życzycie. Do niedługiego zobaczyska.

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

#38 Alicja najedzona Bobem i Alicja, której dano Bobu, czyli Dwie Rzeczywistości

0. Ku Wstępowi.

Zmierzamy!

Bo oto już on, czyli Wstęp.

Bardzo mi przykro. Nie dlatego, że znowu się czytamy, tylko że się dawno nie czytaliśmy.

Może kiedyś się zobaczymy? Wy, Czytelnicy, i ja, który popełniam tu Posty. Na pewno dalibyście mi bobu za miesiące milczenia!

Mogę się ukarać obietnicą, że będę już grzeczny i trochę się... poczytamy.

Jak jest po angielsku 'ocet winny'? 'Ocet guilty', bo tylko winny się tłumaczy.

To tyle w kwestii usprawiedliwień. Na szczęście najważniejsza w 'Fizyce dla Laika czyli...' jest Fizyka, a nie ja, dlatego liczę, że mi się upiecze.

Czy wystarczy? Bo kolor, a właściwie linie promieniowania elektromagnetycznego, czyli po prostu obraz mojej twarzy niebezpiecznie przesunął się ku czerwieni. Takie ze mnie ciało niebieskie, czerwony ze wstydu karzeł. No i się ukarałem niniejszym, teraz czas na merytorykę.

1. Dwie Rzeczywistości w Jednym Wszechświecie.

Czy istnieje taka możliwość, że w tym samym miejscu i czasie istnieją dwie Rzeczywistości? Odpowiedzi mogą być różne, zależnie od punktu widzenia, a ten od punktu siedzenia, a krzesło może zawierać tego czy owego naukowca, rolnika, panią domu bądź też astronautę.

Dlatego - zależy kogo pytamy, zależy jak ten ktoś patrzy i gdzie się znajduje. Ok, dość już słowotwórstwa, nie chcę się popisywać ale wybaczcie - muszę się jakoś rozkręcić po pół roku, eeee… O to już tak długo? O matko, wyrosła mi broda do kolan. Dajcie sekundę. No i te paznokcie, obawiam się, że piła łańcuchowa może nie wystarczyć. Ale przynajmniej precyzyjniej stukam w klawisze ;)

Otóż my zabieramy się do odpowiedzi na postawione zaraz za nagłówkiem pytanie z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Oraz - z punktu widzenia fizyka kwantowego, obserwującego obiekty kwantowe, siedzącego na kwantowym krześle, które jest jednocześnie żywe i martwe... Tak, mogą istnieć.

Pytanie postawione powyżej ma źródło w eksperymencie myślowym dotyczącym obserwowania tego samego fotonu z dwóch perspektyw i zanotowaniu różnych wyników obserwacji. Dziś badacze przeprowadzają realne badania odnośnie owego starego jak wasze dziadostwo (skoro wujek i ciocia to wujostwo... ;)), bo pochodzące gdzieś z czasów powojennych, projektu doświadczenia.

Najgorszy w tym całym eksperymencie jest fakt, że obie wersje wyników, choć różne, są... poprawne.

13.02.2019 - oto data publikacji rezultatów w znanym naukowym dzienniku 'arXiv'.

Potwierdzono, iż nawet w wypadku, gdy dwóch obserwatorów opisało różne stany w przypadku tego samego fotonu, sprzeczne ze sobą Rzeczywistości, które niejako 'zawierają' (najprościej rzecz ujmując: Cruyff i Deyna obserwują piłkę - Cruyff mówi, że wpadła w okienko, Deyna, że przeszła bokiem, jednak sędzia mówi, że obaj mają rację ;)) wynik obserwacji jednego bądź drugiego obserwatora, są prawdziwe...

Co więcej, Martin Ringbauer, współautor badania, naukowiec z Wydziału Fizyki Doświadczalnej na Uniwersytecie w Insbrucku, stwierdza: 'Można sprawdzić obie wersje i obie będą poprawne'.

2. Co na to Amerykańscy Naukowcy?

Amerykańscy Naukowcy do Austriackich Naukowców: 'Jesteście gupi, że wpadliście na to pierwsi. Gupi, gupi, gupi!'

Głupi żart, przecież Wszyscy wiemy, że Amerykańscy Naukowcy przeprowadzili takie samo doświadczenie już 50 lat temu, mają wyniki cztery razy lepsze, mają większe fotony nawet! Wielkości piłki do baseballa! Co tam, arbuza! A komentarz w prasie, skierowany w Austrię, to tylko dezinformacja. Ale co ja, tam. Nie jestem specem od teorii spiskowych. Odsyłam do innych żurnalistów naukopochodnych. Ja się bawię tylko w fizykę, politykiem nigdy nie byłem ;)

3. 'Przyjaciel Wignera'.

To taka nasza Sowa i Przyjaciele, wracając do poprzedniego nagłówka. Tylko w miejscu Sowy znajduje się Wigner. A kto to jest Wigner? Dobra, już nie będę, obiecuję. Fakt jest faktem, że trochę się przymilam i serwuję jak koktajle (czy tam suchary) swoje najwyśmienitsze żarty. Okej? ;)

'Przyjaciel Wignera' to myślowe doświadczenie z 1961 roku, zaproponowane przez Eugene Wignera, laureata Nagrody Nobla z Fizyki w roku 1963.

Obserwujemy foton, kwant światła. Kiedy obserwator w odizolowanym środowisku, takim jak laboratorium, mierzy zachowanie fotonu, stwierdza, że polaryzacja cząstki (oś, wokół której się obraca) ma kierunek poziomy albo pionowy.

Jednakże, zanim dokonano obserwacji, foton, jak nakazuje prawo superpozycji w mechanice kwantowej, ma polaryzację pionową i poziomą jednocześnie. Już gdzieś o tym pisałem, zajrzyjcie do Annałów 'Fizyki dla Laika...' :)

Kiedy dokona się pomiaru, foton musi mieć już tylko jedną z dwóch możliwych polaryzacji. Obserwowany, przyjmuje jedną, z dwóch możliwych, w danym przypadku, opcję . I tu pojawia się niesamowitość świata mechaniki kwantowej. Bo dla osoby, która znajduje się poza naszym wyizolowanym środowiskiem (Laboratorium), i która nie zna wyników pomiarów, foton nadal znajduje się w stanie superpozycji. Rzeczywistość osoby spoza Laboratorium w pewien sposób różni się od Rzeczywistości osoby badającej kwant światła.

Tymczasem - Bohrem i lasem - żadna z dwóch, jakże odmiennych obserwacji nie jest błędna tak długo, jak interpretujemy ją w ramach mechaniki kwantowej. Przez wiele lat eksperyment myślowy Wingera uznawany był jedynie za ciekawostkę przyrodniczą. Kwantową, naukową, wymyślny trik. Ale, znowu po wielu latach, przyjrzano się doświadczeniu Wingera bliżej i wzięto go na widelec, tapetę, jak wolicie. Ringbauer mówi - 'Wzięliśmy go na poważnie'.

4. Eksperymentujemy z krewnymi, przyjaciółmi i znajomymi Wingera.

Dlaczego tak długo ociągano się z przyrządzeniem pasztetu z 'Przyjaciela Wignera'? Czyżby był już 'teoretycznie' niesmaczny? ;)

Konieczny okazał się rozwój technologii, jak to zwykle w fizyce bywa. Dodatkowo, w latach 60 nie można było 'operować' systemami kwantowymi w laboratoriach na tyle skutecznie, by móc w pełni zrealizować założenia doświadczenia Wignera. Poza tym, z tego, co wiem, Amerykanie nie umieją przyrządzać pasztetów. Ale w tej kwestii odsyłam do blogów kulinarnych ;)

Ringabuer i koledzy przygotowali zatem jeszcze bardziej ekstremalną wersję eksperymentu Wignera. Wprowadzili dwa 'Laboratoria', w których odbywało się doświadczenie, oraz dwie pary splątanych fotonów. Splątanie kwantowe, pokrótce, oznacza, że 'koleje losów' dwóch splątanych cząstek są ściśle ze sobą powiązane, oraz że gdy znamy stan jednego z nich, automatycznie wiemy, co dzieje się z drugim, bez potrzeby sprawdzania.

Fotony w realnej wersji doświadczenia Wignera były rzeczywiste, tylko 'osoby' (Alicja, Bob i 'przyjaciel' każdego z nich) nie istniały naprawdę, lecz zastępowały obserwatorów eksperymentu.

Dwaj przyjaciele Alicji i Boba znajdowali się w jednym z dwóch z 'Laboratoriów'; każdy z nich zbadał foton ze splątanej pary. Splątanie 'wygasło', superpozycja zniknęła i dokonał się kolaps - polaryzacja każdego fotonu z osobna została określona jako jedna z dwóch możliwych. Zapisali wyniki w pamięci kwantowej - kopia wyniku znajdowała się w polaryzacji drugiego fotonu.

Alicja i Bob, znajdujący się 'poza' 'Laboratoriami', mogli dokonać swoich własnych obserwacji na dwa możliwe sposoby. Mogli sprawdzić wynik swojego przyjaciela, który został zapisany w pamięci kwantowej i, w ten sposób, dojść do takich samych wniosków o polaryzacji fotonu.

Jednakże mogli dokonać swojego własnego pomiaru splątanych kwantowo fotonów. W tym eksperymencie, znanym jako doświadczenie interferencyjne, jeśli fotony zachowują się jak fale i nadal znajdują sie w superpozycji stanów, wtedy Alicja i Bob zobaczyliby wzór ciemnych i jasnych prążków, gdzie doliny i grzbiety fal światła sumują się lub znoszą. Jeśli cząstki 'dokonały już wyboru' stanu, w jakim się znajdują (co oznacza brak superpozycji, jej kolaps), zobaczylibyśmy inny wzór, niż gdyby ów 'wybór' nie został dokonany.

Winger zaproponował wcześniej, że oznaczałoby to, iż fotony nadal znajdują się w stanie splątanym. Pomimo faktu, że dokonał się kolaps superpozycji, a co, za tym idzie, splątania. Paradoks? Żeby tylko...

Autorzy nowych badań odkryli, że nawet w ich podwójnym scenariuszu utrzymują się wyniki wysunięte wcześniej przez Wignera.

Alice i Bob mogli dojść do wniosków na temat fotonów, które były prawidłowe i możliwe do udowodnienia, a jednocześnie różne od obserwacji ich przyjaciół - które także były prawdziwe i możliwe do zweryfikowania.

4. Suma sumarów i innych smarów.

Mechanika kwantowa opisuje świat na tak małej skali wielkości, że zwykłe prawa fizyki dostają po grzebiecie, bo surfują na fali w kierunku doliny ;) Czyli zwyczajnie, jak to na fali - załamują się.

Jeśli wyniki pomiarów Ringbauera nie są ostateczne - jak sugerują nowe rezultaty badań - oznacza to, że posady całej mechaniki kwantowej niebezpiecznie sie chwieją. Oraz, że samo jej znaczenie jest niebezpiecznie kwestionowane.

'Wygląda na to, że, w odróżnieniu od fizyki klasycznej, wyniki pomiarów nie mogą być uznawane za ostateczną prawdę, lecz muszą być rozumiane względem obserwatora, który dokonał pomiaru' - stwierdza Ringbauer. 'Musimy zweryfikować to, co mówimy o mechanice kwantowej'.

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

#37 'Dlaczego nie pięć', czyli Dlaczego Przestrzeń jest 3-wymiarowa?

0. Wstęp, bo jakoś trzeba zacząć.

Dzień dobry!

Panie i panowie, Fizyka dla Laika i dalej wiecie co, przedstawia temat z pogranicza matematyki i fizyki.

Szarpnąłem się trochę na matmę, żeby Wam urozmaicić odbiór. I nie jest tak, że od matemy zacząłem i na niej skończę, a pewnie wielu z Was dojdzie do takiego wniosku. Zajmujemy się głównie fizyką i głównie kwantową, ale czasem autor dochodzi do wniosku, żeby trochę odpocząć.
Kwant tu, kwant tam, i spuchnięty łeb gotowy. Mój, Wasz, wszystko jedno, zawsze są jakieś łby do spuchnięcia ;)

Dlatego dziś zajmę się tym nie 'jak to możliwe', albo 'jak to jest zrobione', jak poczyniłem w pierwszym poście. Dziś zajmiemy się pytaniem 'dlaczego'.

Dlatego pytam 'dlaczego' ;)

1. Dlaczego nie?

Bo tak ;)

Pytaniem 'Dlaczego przestrzeń jest trójwymiarowa, a nie piętnasto?' zajmowali się naukowcy i filozofowie od lat niepamiętnych. Od starożytnej Greki, po Rzym i Germanię... No, z tym ostatnim to przesadziłem, bo tam głównie liczono drzazgi na wyrębie, ale w Grecji to na pewno. Ogólnie przyjętym skrótem myślowym się posłużę (chociaż w ostatnim poście pisałem inaczej, ale dla dobra naszych łepetyn i na potrzeby tego tematu poczynię założenie zgodne z teorią względności Einsteina) : czasoprzestrzeń jest czterowymiarowa. Albo - jest trójwymiarowa, jeśli chodzi o przestrzeń, a czas jest wymiarem dodatkowym, innym w swojej naturze. Co fajne, Wymiar czasowy jest bezpośrednio powiązany z drugą zasadą termodynamiki Newtona.

Co za tym idzie? Czas ma jeden kierunek (strzałka czasu jest skierowana w przyszłość), ponieważ entropia (miara nieuporządkowania układu) nigdy nie malej w zamkniętym układzie, takim jak Wszechświat. Może maleć w systemach otwartych, ale do układu musi być dostarczona energia cieplna. Wyjaśnienie pojęcia entropia znajdziecie w punkcie 2. tego oto posta:{entropia, go to point tu maj friends}. Tam jest fajnie to opisane, nie będę się powielał. Jeszcze będę się musiał zamknąć za łamanie praw autorskich ;)

3. Helmholtz! Raz, dwa, trzy.

W najnowszych opracowaniach, badacze opracowali sprytny myk, jak to możliwe, aby wykorzystać tę biedną drugą zasadę termodynamiki do wytłumaczenia 'Dlaczego przestrzeń jest trójwymiarowa?'

To już wiedza z pogranicza filozofii i nauk ścisłych: być może dzieje się tak dlatego, aby czasoprzestrzeń była idealna, by stworzyć warunki możliwe do zaistnienia życia, albo by zapewnić stabilność i różnorodność... Bazując na dedukcji, wysnuto wniosek z obserwacji modelu wymiarowości Wszechświata,z odpowiednim 'tłem' w postaci czasoprzestrzeni. Warto dodać, że liczba trzy wydaje się optymalna, biorąc pod uwagę ilość.

Naukowcy proponują takie buty: przestrzeń jest trójwymiarowa z powodu własności termodynamicznej znanej jako 'gęstość wolnej energii Helmholtza'. We Wszechświecie wypełnionym promieniowaniem, ta gęstość może być uznawana za rodzaj ciśnienia wywieranego na całość przestrzeni, a zależy ona od temperatury i ilości wymiarów przestrzennych.

Badacze, wskazali na fakt, że kiedy Wszechświat zaczął się ochładzać od momentu Wielkiego Wybuchu (bam! i mamy Wszechświat), gęstość Helmholtza osiągnęła pierwszy raz maksymalną wartość przy bardzo wysokiej temperaturze. Jakby tego było mało, nasze uniwersum było tylko w powijakach, a miało na liczniku jedynie ułamek sekundy; liczba wymiarów przestrzennych wynosiła około trzech. Dziwne, prawda? Około trzech, czyli ile? Dwa, pięć, 6,5?

Takie cuda są wyjaśnione m.in. {4d tutej}… tutej :)

4. Temperatura krytyczna, i proszę nie krytykować ;)

Kluczowym pojęciem jest fakt, że kiedy przestrzeń 3D była zamrożona w tym momencie, kiedy gęstość Helmholtza osiągnęła pierwszy raz maksimum, nie mogła się przeistoczyć w przestrzeń o wyższej ilości wymiarów. A chętnie by to zrobiła, przestrzeń ta nasza kochana ;)

To wszystko dlatego, że drugie prawo termodynamiki pozwala na takie przejścia w wyższe wymiary tylko wtedy, gdy temperatura rośnie powyżej owej krytycznej wartości, nie gdy znajduje się 'pod kreską'. Ponieważ Wszechświat ciągle się ochładza, obecna temperatura wynosi o wiele mniej, niż potrzeba do tego, żeby 3D przeistoczyło się w 4D, albo pięć, dziesięć, osiemdziesiąt...

Analizując dalej: wymiary przestrzenne są ściśle podobne do przemian fazowych materii - kiedy zmienia się temperatura, zmienia się stan skupienia. To fantastyczne - wyobraźcie sobie, że robimy ciasto, otwieramy piekarnik, a tam tesarakt… Może nie aż tak, ale coś w ten deseń. Co dopiero lodówka, strach pomyśleć, zamrożone banany w 4D ;) Lepiej je trzymać w szafce.

Ale poważnie - chodzi o ciało stałe, ciecz i gaz. Tudzież kondensat Bosego-Einsteina i plazmę.

Badacze wyjaśniają dalej: 'W procesach chłodzenia wczesnego Wszechświata i po okresie pierwszej krytycznej temperatury, zasada przyrostu dla systemów zamkniętych zamkniętych mogła zabronić pewnych zmian w wymiarowości'.

Nadal pozostaje miejsce dla wyższych wymiarów, które mogły wypełznąć podczas pierwszych ułamków sekund istnienia Wszechświata, kiedy był on gorętszy niż podczas momentu o krytycznej temperaturze. Przecież mamy o nich napisane w wielu publikacjach, są obecne w wielu modelach naszego Uniwersum - dlaczego miałyby nie istnieć w tak zagadkowym okresie pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu? Mogłyby, to lepsze słowo. No i ta teoria strun, ta śmiała teoria spędzających sen z powiek wielu fizyków teoria strun.

Nowe badania mogą wyjaśnić dlaczego, w wielu tych modelach, te wspaniałe dodatkowe wymiary zwinęły się, niejako zapadły (albo pozostały takie, jak były na samym początku, bardzo małe), podczas gdy przestrzeń trójwymiarowa rozrosła się do rozmiarów obserwowanego Uniwersum.

W przyszłości, naukowcy planują ulepszyć swój model, włączając dodatkowe efekty kwantowe (wow, dyskoteka, czy co? ;)), które mogłyby wystąpić podczas pierwszych sekund po Wielkim wybuchu, w tak zwanym okresie Plancka, aby coś tam nie było takie proste jak się wydaje.

Dodatkowo, wyniki z bardziej kompletnego modelu mogłyby dać naukowcom wskazówki do pracy nad innymi modelami kosmologicznymi, takimi jak grawitacja kwantowa...

5. I to tyle moi mili, mam nadzieję, żeśmy razem do portu razem dobili.

Fajnie. Dodatkowe wymiary, i to nie jak, a dlaczego. Można osiwieć, oczadzieć, i nabawić się rozstroju wątroby, bądź innych narządów. Oby nie tego na szyi, i nie mówię o oczach, które też są przecież trochę na szyi.

I na ten znak, że już bredzę, trzeba kończyć :)

Dlaczego trzy, zapytacie.

A dlaczego nie? ;)  

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

#36 Czasem jest czas, czyli czas na fizykę Czasu

0. Wstęp.

Z tym czasem nikt do końca nie wie, jak jest.

To bardzo trudny temat, wielu, a właściwie większość fizyków ma ograniczone pojęcie, stosuje się bardzo oszczędne definicje.

Może zabrzmi to jak żart, ale podaje się określenia typu 'czas jest to wielkość, którą mierzą zegary', albo 'czas płynie w tempie 1 sekundy na sekundę'. I tym razem nie żartuję, podane wyżej definicje funkcjonują jako obowiązujące w fizyce. Mamy jeszcze 'jest to czwarty wymiar czasoprzestrzeni, poza trzema wymiarami przestrzennymi'.

I ostatnią definicją zajmiemy się dziś. Proszę mi wybaczyć rozwlekłość, ale przymierzałem się do wzięcia za barki z Czasem od... dłuższego już czasu ;)

1. Punkt po wstępie ;)

Czas to przede wszystkim pojęcie służące do mierzenia długości trwania wydarzeń. Jest głęboko zakorzeniona w naszej intuicji, ta koncepcja czasu, która wydaje się słuszna ;) Bo ona jest słuszna, ta koncepcja, prawda? ;) żarty na bok. Tymczasowo ;)

Pojęcie czasu służy także opisowi układów fizycznych w języku matematyki. W jaki sposób?

Prędkość to nic innego, jak przemieszczenie obiektu w danym czasie.

Niestety, dalej sprawa czasu się komplikuje. Bo w ujęciu Newtońskim jest on 'absolutny', czyli niezależny od innych zmiennych i parametrów fizycznych opisujących naszą Rzeczywistość, tak jakby istniał sobie zegar, który odmierza cały ten czas tak samo dla całego Wszechświata.

Z kolei Einstein uważał, że czas to tylko czwarty wymiar czasoprzestrzeni.

Dziś wielu teoretyków stawia znak negacji pod dwoma opisanymi wyżej koncepcjami czasu, i drąży głębiej. Uważa się, że czas jest bardziej realny, bardziej zakorzeniony w naszym świecie fizycznym, nie jest tylko suchym, stricte matematycznym, jakby nieuchwytnym pojęciem. Jak realnie spojrzeć na czas?

A może jako na miarę numeryczną kolejności zdarzeń? Czyli - czas służy do ustalenia kolejności wydarzeń, określa skutek i przyczynę.

I tym ostatnim podejściem się dziś zajmiemy.

2. Brak wymiaru czasowego.

Zwykliśmy uważać, że czas to absolutna wielkość fizyczna, która jest całkowicie niezależna, taką po prostu odgrywa rolę, jak 'wolny elektron na boisku piłki nożnej', taka 'dycha', rozgrywający. Zmienna 't', często opisywana jako 'x' na wykresach, które pokazują rozwój sytuacji w układzie fizycznym.

Ale czas bardzo często traktowany jest po macoszemu. Wyliczamy sobie za jego pomocą prędkość, częstotliwość pewnych obiektów. A wygląda to mniej więcej tak: w doświadczeniu istnieje ruch obiektu badań i 'tyknięcia' zegara, potem porównujemy jedno do drugiego i mamy pożądane zmienne.

A to malutkie 't' to tylko matematyczna wartość, bez odpowiednika w fizycznym świecie. Bo czy widzimy czas? Czy go czujemy? Widzimy ruch, widzimy drgania z pewną częstotliwością, ale czasu ni ma.

Krótko mówiąc: czas ma więcej wspólnego z przestrzenią, niż z wymyśloną kiedyś ideą 'absolutnego' czasu pewnego nadrzędnego nad wszystkim zegara.

Dlatego w tym momencie nasi badacze, którzy porywają się na zrozumienie w inny, niż dotychczas, sposób pojęcia czasu mówią, że nie ma czegoś takiego jak 3 wymiary przestrzenne w czasoprzestrzeni i jeden czasowy. Istnieją cztery wymiary przestrzenne. Mówi się, że Wszechświat jest 'bezczasowy'.

3. Czas jako wymiar przestrzenny.

Śmiałe teorie. Idziemy dalej!

Czas, być może, nie jest fizyczną wielkością, w której zachodzą zmiany w materialnych obiektach i na nich. Można uprościć sprawę - czas to po prostu liczbowe ustalenie pewnej kolejności zmian. Przy takim podejściu, twierdzą badacze, łatwiej wytłumaczyć zjawiska, takie jak grawitacja, elektrostatyka. Dlaczego? Bo są to zjawiska fizyczne, które mają związek ze zmianą w przestrzeni, w której zachodzą (owe zjawiska).

Einstein rzekł: 'Czas nie jest niezależny od zjawisk, a szczególnie od kolejności ich zachodzenia.'

Jest kolejnością zachodzenia wydarzeń.

4. Parę słów związanych z Planckiem.

Kolejna teoria na tapecie: Wszechświat jest 3-wymiarowy, od skali mikro, czyli objętości Plancka, do wielkich Dróg Mlecznych i olbrzymich Gromad. Nie ma w tej przestrzeni ani zagięcia, ani skrócenia odległości (inaczej 'skrócenia Lorentza'), a ni 'dylatacji czasu'. Jedyne, co istnieje, to fakt, że prędkość zmiany dla obiektów jest 'względna'.

5. Kolejność porządkowa w przestrzeni.

Weźmy taki foton w przestrzeni, poruszający się od punktu A do punktu B. Odległość składa z długości Plancka, dodanych do siebie. Odległość Plancka to najmniejsza możliwa odległość, jaką może pokonać foton. I pokonuje go, niestety, w czasie Plancka. Niestety, bo to znowu najkrótszy z możliwych czasów. I drugie niestety: mózg się gotuje... :)

Kiedy foton porusza się po danej prostej, i pokonuje jedną odległość Plancka, porusza się wyłącznie w przestrzeni, a nie w 'absolutnym' czasie Newtona. Porządek numeryczny jest taki: 1. punkt A., 2. punkt A + odległość Plancka, 3. punkt A + 2 odległości Plancka, itd. Pozycja 1 jest umiejscowiona w przestrzeni przed pozycją 2, pozycja 2 przed pozycją 3, itp. Jednak ta kolejność to nie kolejność w czasie... Pozycja 1 nie znajduje się przed pozycją 2 w czasie, tylko w przestrzeni.

Jak tłumaczą badacze, bez używania czasu jako czwartego wymiaru czasoprzestrzeni, można opisać świat dokładniej. Sugeruje się, że matematyczny model czasoprzestrzeni nie odpowiada fizycznej rzeczywistości oraz że bezczasowa przestrzeń dostarcza dokładniejszej struktury opisu.

6.  Newtońskie pojęcie czasu.

Newtońska teoria czasu absolutnego jest bardzo sprytna, tak sprytna, że nie da się jej ani obalić, ani udowodnić, że jest prawdziwa. Próbowano, próbowano.

Z kolei teoria czasu jako kolejności porządkowej występowania zdarzeń jest możliwa do obalenia, na szczęście obalili ją ci sami naukowcy, którzy ją postawili. Zaorali się sami ;)

Do tego dochodzi bardzo fajne, niejako przy okazji odkryte, 'znalezisko'. Czas jako kolejność porządkowa występowania zdarzeń w przestrzeni może wyjaśnić paradoks Zenona - ten o Achillesie i żółwiu.

Paradoks Zenka można opisać mniej więcej tak: Achilles startuje do biegu z żółwiem. Daje mu fory, ale mimo, iż porusza się10x szybciej niż żółw, nigdy nie może go dogonić, ponieważ... Dziwne, co?

Na każdą jednostkę odległości, którą pokonuje Achilles, żółw przebiega 1/10 dalszego dystansu. Achilles biegnie, dobiega do miejsca, w którym stał żółw, ale gadzinka jest już 1/10 odległości achillesowej dalej. I tak w kółko! Do zakichanego końca.

Ale, wierzycie w to? że Achilles nie doścignie żółwia? Oczywiście, nie. Ale spróbujcie udowodnić!

To już trudniejsze.

Istnieje wiele wytłumaczeń, dlaczego samo doświadczenie myślowe jest podstępne i niełatwe do rozwiązania. Potrzebny jest trochę lepszy, niż intuicyjny, aparat matematyczny.

Dzięki naszemu pojęciu czasu jako kolejności zachodzenia zdarzeń w przestrzeni, można go wyjaśnić, paradoks ten.

Przedefiniowano prędkość - szybkość ruchu dwóch zawodników ocenia się według ich położenia w liczbowej kolejności punktów w przestrzeni, a nie według czasu. I według tej perspektywy, Achilles i żółw poruszają się tylko w przestrzeni; Achilles może prześcignąć żółwia w odniesieniu do przestrzeni, jednakże nigdy w 'absolutnym' (nie relatywnym, nie takim od Einsteina) czasie...

7. Przeszłość, przyszłość, teraźniejszość (zastanawiająca kolejność, nieprawdaż?).

Krótka objaśnianka, jak my, ludzie, intuicyjnie postrzegamy czas.

To proste, myślimy o przeszłości, teraźniejszości, przyszłości. Stąd już szybka droga do myślenia o mózgu jako o naszym zegarku, podręcznym, naszyjnym, naszej głowicy jądrowej tykającej niczym... Nie zdziwiłbym się, gdyby teraz Wasze i nasze mózgi w ten sposób tykały, grożąc wybuchem... :)

Jednak to nie wszystko. Idąc za tokiem rozumowania zawartym w powyższym poście, wielu naukowców (radzieckich, chińskich, amerykańskich, ki grzyb - mądrych głów!) wysnuło tezę, że mózg może 'myśleć' o czasie w sposób 'przestrzenny'. Dlaczego?

Ponieważ przy myśleniu o czasie aktywują się neurony, a właściwie ich skupiska, rozsiane po całym mózgu, a, jak wiadomo, są rozmieszczone w mózgu w sposób przestrzenny! To bardzo proste, prawda? Nikt się nie spodziewał takiego rozwiązania, ale to prawda.

I być może myślimy o czasie w kategoriach przeszłości, przyszłości i teraźniejszości, ale - te pojęcia mogą być tylko psychologiczną ramą, podstawą której jest doświadczanie zmian w materii na bazie przestrzeni.

Jednym słowem, myślimy o czasie, ale tak naprawdę rozumujemy w kategoriach przestrzeni.

Pomyślcie nad zdaniem: 'Dwie godziny drogi do Warszawy'. Droga to droga, czas to czas, a jednak - tak myślą nasze mózgi! Czas jako przestrzeń! To nasze myślenie intuicyjne...

A nasze biedne mózgi chciałyby już sobie dać spokój, prawda? Nie wiem, jak Wasze, ale mój ma dość czasu. Dość czasu, by pójść na spacer i nabrać dystansu, czyli... Przestrzeni! =>

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

#35 'Masz Piątaka?', czyli Piąta Siła Fundamentalna

0. Czy bobry?

Witam,

Dziś mamy na kolację cwaniaka, który być może da nam piątaka ;)

Ten głupawy żart to tylko preludium fizyki, którą dziś chciałbym Was trochę uraczyć. Będziemy rozmawiać - ja pisać, Wy - czytać, o ile starczy Wam zapału, o prawdopodobnie nieprawdopodobnym odkryciu - piątej sile fundamentalnej.

Pięć sił fundamentalnych to o jedną za dużo, bo na razie mamy cztery, w pełni potwierdzone i realnie istniejące, piątej szukają wszyscy w półświatku fizycznym, na razie bezskutecznie, ale są oznaki.

A raczej - wskazówki, że istnieje, istnieją :)

Informacje pochodzą z roku 2016, dlatego są lekko nieaktualne, może już odkryli szóstą, a ja piszę o piątej? ;)

To też żart, zajmiemy się piątą.

1. Wstępniaczysko.

Niedawne odkrycia sugerują, że, być może, odkryto piątą siłę fundamentalną w przyrodzie. Wszystko dzięki znalezisku na gruzach kolidujących w akceleratorach cząstek protonów, neutronów i innych bizonów.

W dużym skrócie o siłach fundamentalnych, co to jest, z czym to się je, i czy warto wogóle sięgać po widelec ;)

2. Siły fundamentalne w przyrodzie nieożywionej. Inaczej - tzw. Oddziaływania.

a. Elektromagnetyczne.

Siły elektromagnetyczne to cała znana nam gama zjawisk przyciągania magnetycznego, wyładowań elektrycznych, oraz światło. Pole elektromagnetyczne oscyluje, tworząc fale - radiowe, mikrofale, podczerwone, widzialne, nadfioletowe, Roentgena... Nośnikiem, kwantem, jest foton. Dzięki sile elektromagnetycznej widzimy, umyte włosy stają dęba przy czesaniu, a magnes trzyma się na lodówce.

b. Grawitacyjne.

Najbardziej zagadkowe, bo najsłabsze z wszystkich czterech.

W uproszczeniu grawitacja to siła - jednak według OTW Einsteina to ugięcie czasoprzestrzeni. Efekt jest ten sam - jabłko spada komuś na głowę, planety kręcą się wokół Słońca. Masa - to klucz do oddziaływania grawitacyjnego.

Są trzy ujęcia grawitacji - Kwantowa (prawie czysta matematyka, niemal tylko w teorii, jeszcze nie odkryta, brrrr, nie bierzemy się za to), Newtonowska (grawitacja to siła; piłka odbija się od murawy, bo przyciąga je Ziemia, która posiada pewną masę, a wielkość siły przyciągania zależy od ilości tej masy), oraz ta zaproponowana przez Einsteina - grawitacja to tylko efekt wizualny, a jego przyczyną jest ugięcie czasoprzestrzeni; kwantówkę stosujemy do oddziaływania na poziomie, hmmm, no... kwantów :), jednak w tej nanoskali jest tak słaba, że w obliczeniach może być pomijana... Poza tym, nikt jeszcze nie opracował spójnej i w pełni działającej teorii kwantowej grawitacji. Newtońskiej używamy do obliczeń zachowań ciał na Ziemi i na kartkówkach z fizyki przy obliczaniu prędkości ciała zsuwającego się po równi pochyłej :) Einsteinowkiej używa się do obliczeń ruchu ciał niebieskich oraz, np., w takich urządzeniach jak GPS :) To ostatnie to ciekawy fakt, bo gdyby nie uwzględnić poprawek Einsteina do mechaniki klasycznej, GPSy myliłyby się o kilometry!

Kwantem, niestety teoretycznym, bo nieodkrytym, jest grawiton.

Starczy o tej grawitacji, bo zapędzę się w kozi róg. A Wy zaraz za mną, lepiej w to nie brnijmy.

c. Jądrowe Silne.

Odpowiedzialne jest za wiązania barionów i mezonów. W skrócie - gdyby nie ono, składniki jądra atomowego (proton i neutron) nie mogłyby tworzyć całości, czyli jądra właśnie. Nie byłoby atomów, cząstek, materii w-o-g-ó-l-e. Ma bardzo słaby zasięg, dlatego dotyczy tylko barionów (którymi są właśnie, m.in., proton i neutron), oraz mezonów (np. piony i kaony). Czyli, po prostu, pewne cząstki elementarne.

d. Jądrowe Słabe.

Bardzo tajemnicze. Przenoszone są przez masywne cząstki, które mają krótki czas istnienia i zachowują się jak duchy - pojawiają się to tu, to tam ;) Odpowiedzialne jest m.in. za przemiany promieniotwórcze pierwiastków, ale nie tylko... Mogą zrobić niezłego psikusa i sprawić, że cząstka elementarna pewnego typu zamieni się w cząstkę elementarną innego typu. Mówiłem, że tajemnicze!

Uffff.

Przebrnęliśmy przez etap szkolnictwa na poziomie liceum.

Teraz zapraszam Was na podróż do fizyki niemal z piekła rodem ;)

3. Parę słów wstępu jeszcze.

Jonathan Feng, profesor fizyki i astronomii: 'Przez dziesięciolecia próbowaliśmy dojrzeć poza cztery podstawowe siły fundamentalne, poza tzw. Model Standardowy. Jeśli nasze odkrycia są prawdziwe, całkowicie zmieni się postrzeganie Wszechświata, a, być może, zakończy się to całe zamieszznie nawet unifikacją sił'.

Słów kilka o teorii unifikacji: przewiduje się, że podczas pierwszych sekund istnienia Wszechświata, zaraz po Wielkim Wybuchy, nasze Uniwersum było tak gęste i gorące (bo skompresowane do mikroskopijnych rozmiarów, zanim zaczęło się rozszerzać), że nie istniał podział na siły fundamentalne, była jedna, wielka siła! :) Więcej znajdziecie pod hasłem 'GUT - Grand Unification Theory', ja się tu nie wgłębiam, bo się tak wgłębię, że się nie wygłębię, i zostanę nie Laikiem, nawet nie Tłukiem, tylko Głąbem ;)


4. Do Rze, czy do Rzeczy?

Badacze z UCI (University of Caroline, Irvine) natknęli się na pracę fizyka jądrowego z Hungarian Academy of Sciences, który szukał 'ciemnych fotonów'. To też bardzo ciekawe, tu wszystko jest ciekawe! Dlatego się nie... wgłębiam, bo... ;) Ciemne fotony to możliwy trop do istnienia ciemnej materii (Moje Laiki. Tyle jest blogów i informacji o ciemnej materii, że wiecie, co robić). Prace węgierskiego fizyka odsłoniły anomalię rozpadu radioaktywnego, która wskazuje na istnienie cząstki światła około 30% cięższej niż elektron...

To świetna informacja, ale idźmy dalej.

Badacze nie mogli jednak stwierdzić, czy to nośnik nowej siły fundamentalnej. Po prostu, na ówczesnym poziomie wiedzy nie udało się stwierdzić, czy to nowa cząstka elementarna, czy cząstka-nośnik nowej siły fundamentalnej.

Panie i Panowie z UCI poszli jednak krok dalej i orzekli z ostateczną pewnością, że to na pewno żadne tam 'ciemne fotony' ani inne cząstki materii. Zaproponowali całkowicie nową teorię, która bierze w garść całą informację Węgrów, scala je w jedną, kompletną hipotezę: możemy mieć dowody na nową siłę fundamentalną!

5. Precz z Ciemnym Fotonem, niech żyje Bozon X.

To może być przełom. Prace, żmudne i katorżnicze, doprowadziły ich do punktu wrzenia, i z wściekłości napisali na arXiv (takie forum profesjonalnych fizyków, gdzie zamieszczają swoje artykuły, ogólnodostępne w necie, istne kompendium wiedzy, rzetelnej i sprawdzonej, choć nieraz zdarzą się, tu i tam, jakieś 'dzikie teorie'), że może być to 'Bozon X'. Już was widzę: mutanty, X-meny, dalej boję się pisać... ;)

Co to takiego, ten Bozon X? Otóż.

Podczas gdy zwykła siła elektrostatyczna oddziałuje na protony i neutrony (odpycha je od siebie), ten nowy bozon oddziałuje tylko z elektronami i neutronami, do tego na bardzo ograniczonym poletku, odległości, zwał, jak zwał. Zawał, i to mózgu :) Timothy Tait, profesor fizyki i astronomii orzekł, iż nie ma innego bozonu, który miałby podobne cechy. Stąd X, jak nieznany. To ci dopiero Profesor X! :)

6. Całościowo Rzecz ujmując...

Feng: 'Dalsze badania będą kluczowe. Cząstka nie jest ciężka, a w laboratoriach już dawno osiągano energie potrzebne do wykonania wymaganych badań.'

Leniuchy! Energie mamy od lat 50 i 60 ubiegłego wieku, a tym się nie chce, no co za opieszalcy. Fizycy i Laicy zrobiliby to szybciej, lepiej i taniej ;)

Jednak powody opóźnienia są inne, żarty na bok. Reakcje między cząstkami są bardzo nieuchwytne, słabe. Jednak dzięki faktowi, że cząstka X jest tak lekka, istnieje możliwość, że małe laboratoria, rozsiane po całym świecie, będą mogły zająć się dalszymi badaniami. To coś jak projekt SETI - komputery globu połączyły się i szybciej znajdą UFO :)

7. Elektryzujący koniec.

Ciekawostka: jest możliwość, że ta piąta siła fundamentalna mogłaby być, podobnie jak siła elektromagnetyczna, jądrowa silna i słaba, swego rodzaju 'obwieszczeniem Natury', że istnieje jakieś inne, bardziej podstawowe oddziaływanie...

Matko jedyna, wszędzie Siły, a ja już nie mam siły pisać. Poważnie. Neurony mi wysiadają, dlatego rąbnę jeszcze na koniec.

Prawdopodobnie, według Fenga, może istnieć jakiś 'ciemny' sektor Modelu Standardowego, jeszcze nieodkryty, ze swoimi siłami i cząstkami elementarnymi. Może, powtarzam, może - te dwa sektory 'komunikują' się jakoś ze sobą i oddziałują za pomocą zawoalowanej, zakrytej formy oddziaływań fundamentalnych, bardzo 'podstawowych', by nie rzec - 'pierwotnych'...

Albo - w ten sposób: ten ciemny sektor manifestuje swoją obecność poprzez siłę fundamentalną, odkrytą przez Węgra, nośnikiem jej jest bozon X, a my widzimy tylko 'warkocz'  tej siły, bez zwieńczenia i podmiotu, którego dotyczy. Każdy kij ma dwa końce, ale ten ma tylko jeden - Model Standardowy, oddziaływanie przenoszone bozonem X jest warkoczem, jednak drugiego końca nie ma, a przynajmniej go nie widzimy, bo prowadzi do 'ciemnego sektora', który jest zakryty. Obserwujemy tylko oddziaływanie, Siły Modelu Standardowego, bez drugiego obiektu oddziaływania - sektora X, ciemnego, ciemna masa, ciemna Siła, cholera jasna, jestem już śpiący.

Ciemna materia, proszę Państwa. To jedyny kandydat na brakujący koniec naszego Kija.

O tym może kiedyś, może nigdy, kogo to obchodzi, skoro mamy...

Wuja Google! Ciocię Wiki! Do roboty, ciekawskie Tłuki i Laiki!

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