 |
Dlaczego neutron potrzebuje ładunku do stabilności? ...
Ten wątek jest przedawniony
Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 05-08-2012 12:43 | Jarek Duda (1185 punktów) | Dlaczego neutron potrzebuje ładunku do stabilności? ... | Czy deuteron jest stabilny ponieważ proton dzieli się z neutronem swoim ładunkiem? Dlaczego wbrew odpychaniu Kulombowskiemu, jądra potrzebują ładunku? Jak ten ładunek jest rozmieszczony wewnątrz nukleonu, jądra? Czy model kwarków oznacza że nukleony muszą mieć dipolowy lub kwadrupolowy moment elektryczny? Uważa się że większe jądra zachowują się jak ciecz - czy nukleony pływają tam samotnie, czy może w klastrach typu -n-p- czy -n-p-n-? Mimo że podstawowe, są to bardzo trudne pytania. Na przykład dopiero 4 lata temu używając lattice QCD na Blue Gene udało się obliczyć masę neutronu i protonu, jednak dla obu wyszło tyle samo (936MeV +- 25 lub 22MeV zamiast 940 i 938): physicswor(*)lculated-from-first-principlesZ pomocą mogą przyjść solitonowe modele cząstek - w których próbujemy zejść poniżej abstrakcyjnego opisu QFT, szukając konkretnych konfiguracji pola za diagramami Feynmana, czyli pytamy się o strukturę cząstek i ciągłą dynamikę procesów. Standardowym podejściem jest model Skyrmego, w którym ogranicza się do takich modeli mezonów i barionów. Nowszy jest na przykład model Fabera elektronu - w każdym punkcie przestrzeni (próżni) jest jednostkowy wektor, ładunek to konfiguracja typu jeż, czyli topologia nakazuje mu być skwantowanym. Krzywizna pola maleje z odległością od środka jeża - definiując w ten sposób pole elektryczne, prof. Faber pokazuje że dostajemy standardowe oddziaływanie elektromagnetyczne. Idealną sytuacją byłoby mieć jedno pole, którego przestrzeń solitonów topologicznych pokrywa się naszą menażerią cząstek, czyli w którym liczby kwantowe odpowiadają ładunkom topologicznym. Dość proste pole wydaje się to robić - jak u Fabera w każdym punkcie mamy kierunek, tutaj dodajemy jeden dodatkowy stopień swobody ("faza kwantowa"): obrotu dookoła tego kierunku (używamy SO(3) zamiast S^2). Czyli zamiast pola kierunków używamy pola reperów czy pola elipsoid o ustalonych 3 różnych promieniach, co łatwo reprezentować rzeczywistym symetrycznym polem tensorowym (jak tensor energii-pędu): promienie elipsoidy to wartości własne, osie to kierunki własne. Teraz "jeża" możemy zrobić jedną z 3 osi, patrząc się na sferę dookoła środka jakoś trzeba na niej poukładać drugą oś - topologia (twierdzenie o zaczesywaniu sfery) mówi że nie da się tego zrobić w sposób ciągły - te 3 rodziny leptonów muszą mieć spin ... Podstawowymi konstrukcjami są tutaj próżniowe odpowiedniki wirów Abrikosova z nadprzewodników: krzywe dookoła których faza kwantowa wykonuje pełny obrót (warunek kwantyzacji spinu) - tym razem możemy je wykonać na 3 sposoby, dostając 3 rodziny "krzywych spinowych". Wracając do fizyki jądrowej, bariony w tym modelu są najprostszymi zapętlonymi konstrukcjami: jedna krzywa spinowa robi pętlę dookoła drugiej (rysunek poniżej). Ich połączenie wymusza pewien obrót - gdyby był pełny dostalibyśmy konfigurację typu jeż (ładunek +1), ale może być też częściowy - dostajemy ułamkowe ładunki, które muszą się sumować do całkowitego. Tutaj jest więcej szczegółów o których chętnie mogę podyskutować: dl.dropbox.com/u/12405967/elfld.pdf Wracając do powyższych pytań, ten model daje dość silne sugestie: - neutron ma kwadrupolowy moment elektryczny(!) - powstaje ułamkowy dodatni ładunek (np. +2/3) konieczny dla stabilności, oraz dwa ujemne po przeciwnych stronach żeby sumowało się do 0, - w deuteronie proton dzieli się swoim ładunkiem z neutronem, tworząc np. +2/3_-1/3_+2/3 konfigurację ładunku (w tym przypadku wiemy że ma kwadrupolowy moment elektryczny) - energetyczny koszt takiego poszerzenia ładunku przyciąga te nukleony do siebie, - w większych jądrach powinny się pojawiać klastry dzielące ładunek: typu -n-p- lub -n-p-n-, - stabilność jąder partysto-parzystych sugeruje że pary takich klastrów mają energetyczną tendencję do łączenia się, - te klastry chyba powinny być ustawione równolegle do spinu jądra. Jak byście odpowiedzieli na powyższe pytania? Czy sugestie z tego prostego modelu brzmią sensownie? |
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
| Marian (5438 punktów) | Jesteś pewny, że to właściwe miejsce? O takie specjalistyczne rzeczy pytałbym np. opiekuna naukowego albo ludzi z „branży”, a nie na forum...
Pozdrawiam.
|
|
 | | Jarek Duda (1185 punktów) | Rozumiem że dział "Nauka" przekształcił się ostatnio w łamigłówkologię. Zdarzają się też tutaj fizycy, ale myślę że wszyscy zainteresowani nauką powinni sobie zadawać tego typu podstawowe pytania o co chodzi z tym jądrem atomowym ... Dlaczego konieczny jest odpychający dodatni ładunek żeby nukleony trzymały się w kupie? Bo oddziaływanie silne ... no ale dlaczego jądra nie mogłyby być zbudowane z samych neutronów? Jak "neutronium" z SF: en.wikipedia.org/wiki/Neutronium
|
|
| |  2 na 2 | Marian (5438 punktów) | Cóż, po prostu miałbyś większe szanse na dobrze poinformowaną odpowiedź, jeśli zapytałbyś specjalistów z tej dziedziny. Jest na forum co najmniej kilku ludzi z wykształceniem fizycznym, ale fizyka jest dość rozległą dziedziną. > [...] myślę że wszyscy zainteresowani nauką powinni sobie zadawać tego typu podstawowe pytania o co chodzi z tym jądrem atomowym ... I pewnie każdy sobie na swój sposób takie pytanie stawia  Ja ze swej strony zauważyłbym dwie rzeczy: Po pierwsze, „jądro” składające się tylko z neutronów, bez ładunku, nie mogłoby być jądrem atomu, bo nie mogłoby przyciągnąć elektronów, ale może to tylko semantyczna kwestia. Po drugie, nie obserwuje się również związanych stanów złożonych z samych protonów, co sugeruje, że po prostu potrzeba dwóch rodzajów składników. Spojrzałbym tutaj na powłokowy model jądra. Być może da się to rozpracować na bardziej fundamentalnym poziomie, ale nie siedzę tak bardzo w QFT, a tym bardziej w QCD, żeby nawet wiedzieć, czy ktoś się tym zajmuje. Pozdrawiam.
|
|
| | | | Jarek Duda (1185 punktów) | Pytam się o najbardziej podstawowe sprawy jednej z głównych dziedzin: fizyki jądrowej. Mimo wszystko nie są dobrze zrozumiane, więc to nie jest kwestia zapytania specjalistów, tylko raczej wymiany spojrzeń, może nietypowych pomysłów - dla takich którzy nad tym już rozmyślali, jak i laika który może się zainteresuje czy zasugeruje coś ciekawego. Jeśli uważasz że taki podstawowy temat tutaj nie pasuje, w takim razie jakie dyskusje powinny się znaleźć w dziale Nauka? > Spojrzałbym tutaj na powłokowy model jądra.W modelu powłokowym tak zgadujemy potencjał żeby zamiast liczb dających pełne powłoki elektronowe dla atomu, dostać "liczby magiczne" dla których nukleony lepiej się wiążą - podobnie jak model kroplowy te modele są dopasowaniem prostych heurestyk do danych eksperymentalnych. Coś pozwalają policzyć, ale niewiele wyjaśniają. To że tak niezwykle prosty model powłokowy jakoś działa pokazuje jak uniwersalnym narzędziem jest mechanika kwantowa. Wierzy się że duże jądro zachowują się jak ciecz - niezwykle skomplikowana dynamika nukleonów która może być dostępna tylko z perspektywy uśredniającej termodynamiki ... która poprawnie zrobiona jest zgodna z mechaniką kwantową ( Maximal Entropy Random Walk).
|
|
| Jacholek (5699 punktów) | >Czy deuteron jest stabilny ponieważ proton dzieli się z neutronem swoim ładunkiem?
W samej rzeczy temat zbyt specjalistyczny i szeroki jak na ramy tego forum. Lattice calculations jeszcze nie są w stanie zreprodukować różnicy mas miedzy protonem i neutronem a własnie w tej różnicy mas "pies jest pogrzebany". Jądro atomowe jest kompromisem wynikajacym z odpychania kulombowskiego i powyższej różnicy mas. Często to zagadnienie jest dyskutowane w kontekście "fine tuning", gdyż bez tej różnicy mas nasz Wszechswiat wyglądałby radykalnie odmiennie. Ale to już inna historia. Zachęcam do poruszania tematów które mógłby zainteresować (aktywnie) więcej miłośników i bywalców Racjonalisty. Pozdrowienia !
|
|
Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | Modele jąder z elektronami wewnątrz są lepsze - tam nie ma problemów z wyjaśnieniem trwałości, czy nietrwałości.
Problemy z kwarkowymi strukturami są czysto teoretyczne - sztuczne.
Deuter: p+e+p, odległość p-e rzędu 1fm.
Sprawdźmy energię potencjalną.
E = -2ke^2/r + ke^2/2r = -ke^2/r(2 - 1/2) = -1.5 ke^2/r
jeśli to ma być 2.2 MeV, a w wodorze mamy 13.6eV i dla r_h = 5.3e-11 m, to:
ke^2/r_h / 1.5 ke^2/r = 13.6 / 2.2e6
r = 1.5r_h 13.6/2.2e6 =~ 0.5 fm
Zatem jądro deuteru powinno mieć rozmiar około: 4r = 2fm.
Tryt się rozpada ponieważ 3p + 2e będzie zdecydowanie mniej trwałe od 3p + 1e = He3.
Resztę jąder podobnie załatwiamy.
|
|
| 1 na 1 | Jacholek (5699 punktów) | >Modele jąder z elektronami wewnątrz są lepsze - tam nie ma problemów z wyjaśnieniem trwałości, czy nietrwałości.
Niestety elektronów nie można "bezkarnie" upchać w tak malej objętości jaka stanowi jadro atomowe, a to ze względu na zasadę nieoznaczoności no i mała masę elektronu.
Z kwarkami natomiast, uwiezionymi zresztą w nukleonach, takich problemów nie ma i teoria kwarkowa funkcjonuje bardzo dobrze.
|
|
| | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > Niestety elektronów nie można "bezkarnie" upchać w tak malej objętości jaka stanowi jadro atomowe, a to ze względu na zasadę nieoznaczoności no i mała masę elektronu.A cóż to za zasada, i do czego ona ma służyć, skoro Bohr i Sommerfeld otrzymali poprawne wyniki bez tej zasady? Licząc z tych kwantowych oscylatorów jeszcze gorzej wyjdzie dla kwarków w protonie - przecież kwarki są niewiele cięższe od elektronu. www.journal-of-nuclear-physics.com/?p=516#more-516Najwyraźniej ktoś się za głęboko zagalopował z tymi oscylatorami. > Z kwarkami natomiast, uwiezionymi zresztą w nukleonach, takich problemów nie ma i teoria kwarkowa funkcjonuje bardzo dobrze.Niby gdzie? Zwłaszcza masy poszczególnych jąder zupełnie nie wykazują obecności neutronów, co np. tu jeden facet pięknie pokazał na wykresach: mb-soft.com/public2/nuclei6.htmlRozpady beta to zwyczajne wyrzucenie / przechwycenie elektronu przez jądro. Elektrony scalają jądra bezwarunkowo - zbyt dużo przypadkowych koincydencji... ... A może te kwarki z protonu to też elektrony/pozytony? Potencjalna pary elektron-pozyton: -1836 m_e, co otrzymamy dla odległości rzędu 1am. Prędkość bliziutko c i gamma = 1800/2, stąd masa protonu 1836m_e. No i jeszcze trzeci jakoś biega dookoła, już nieco dalej.
|
|
| | | Jarek Duda (1185 punktów) | >Z kwarkami natomiast, uwiezionymi zresztą w nukleonach, takich problemów nie ma i teoria kwarkowa funkcjonuje bardzo dobrze.
To proszę wytłumacz z niej coś podstawowego, np. dlaczego neutrony same się nie mogą łączyć, tylko potrzebują ładunku?
Niestety pomimo tej wspaniałej teorii, teoretyczna strona fizyki jądrowej jest dalej w powijakach ...
|
|
| | | | Jacholek (5699 punktów) | >To proszę wytłumacz z niej coś podstawowego, np. dlaczego neutrony same się nie mogą łączyć, tylko potrzebują ładunku?
>Niestety pomimo tej wspaniałej teorii, teoretyczna strona fizyki jądrowej jest dalej w powijakach ...
Chromodynamika kwantowa jest jak dotychczas jedynym teoretycznym narzedziem opisujacym koherentnie calosc fizyki jadrowej. Oczywiscie nie jest to teoria kompletna, jak kazda, wymaga wiec pewnych uzupelnien fenomenologicznych, szczegolnie w obszarze tzw. "nieperturbatywnym". Jesli stare obrazki pasuja tu i owdzie nie jest to dowodem iz aktualna teoretyczna fizyka jadrowa jest zaledwie "w powijakach" i nalezy ja budowac od podstaw.
|
|
| | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > Chromodynamika kwantowa jest jak dotychczas jedynym teoretycznym narzedziem opisujacym koherentnie calosc fizyki jadrowej(...)"opisujacym koherentnie calosc fizyki jadrowej"? Artykuł który wspomniałem sugeruje że nieperturbacyne QCD powoli zbliża się do obliczenia masy samotnego nukleonu, nie wskazując nawet tego co jest tutaj naprawdę kluczowe: różnicy masy między neutronem a protonem. No więc po co konieczny ten ładunek w jądrach? O jakich "starych obrazkach" mówisz? Całkowicie się zgadzam że wyobrażanie sobie deuteronu jako 2 protony i elektron nie ma wiele sensu, ale ogólnie pytamy się o zrozumienie struktury przestrzennej nukleonu i jąder (konfiguracji pola m.in. elektromagnetycznego w reprezentacji przestrzennej a nie pędowej) - czyli znalezienie odpowiedniego i wewnętrznie spójnego "obrazka".
|
|
| | | | | | Jacholek (5699 punktów) | >O jakich "starych obrazkach" mówisz?
Naiwnych, semi-klasycznych obrazkach typu model atomu Thomsona. Oczywiście wyprowadzanie fizyki jądrowej niskich energii z QCD to raczej pobożne życzenie, ale wiele modeli spójnych z QED, QCD i mechanika kwantową funkcjonuje nie najgorzej. Współgranie sił silnych i elektromagnetycznych daje np "neutron skin effect". Niektóre ciężkie jądra tracą symetrie sferyczną i pojawiaja sie nowe stopnie swobody - oscylacje i rotacje, dobrze opisywane fenomenologicznie. Z kolei deuteron daje się dobrze opisywać jako struktura 6-kwarkowa itd itp. Model Glaubera to jeden z najwiekszych sukcesów gdyż mimo swojego podeszłego wieku wciąż (z drobnymi usprawnieniami) jest codziennym narzędziem w opisie zderzeń cięzkich jonów (pozwala charakteryzować centralność kolizji i warunki początkowe). Program redukcjonistyczny, aczkolwiek ambitny, nie zawsze sie daje zrealizować. Podobna relacja wystepuje pomiedzy chemia i biologią. Ale tu już wkraczamy w metafizykę teorii złożonosci i problematyki efektywnosści potencjalnych teorii "wszystkiego".
|
|
| | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | Modele fenomeologiczne to heurystyki dofitowane do obserwacji tak żeby działały, jednak niewiele dają głębszego zrozumienia co tam się dzieje, czy wytłumaczenia podstawowych faktów. Np. z modelu Glaubera wiemy że jądro to w przybliżeniu kulka zbudowana z mniejszych kulek - które są jakoś rozłożone w środku (np. średnia minimalna odległość n-n, n-p, p-p), jakoś w związku z tym wygląda tam pole elektromagnetyczne ... Dla dużych jąder możemy raczej mówić tylko o termodynamice, ale co jest złego w pytanie o taki "obrazek" pola za deuteronem czy cząstką alfa? Unika się tego w perturbacyjnym QFT ponieważ wygodniej jest tam pracować w przestrzeni pędów ... ale w nieperturbacyjnym lattice QCD masz już to o czym mówię: pytanie o przestrzenną konfigurację pól. W modelach solitonowych dodatkowo dostajesz warunki kwantyzacji z topologii - krzywiznę pola kierunków z obrazka powyżej bezpośrednio tłumaczysz na pole elektryczne, a dzięki konieczności domykania fazy na krzywych/powierzchniach dostajesz warunki kwantyzacji spinu/ładunku ... a o kwantowe efekty też nie trudno - obserwujemy interferencję, tunelowanie dla kwantujących pole magnetyczne wirów Abrikosova czy kropelek Coudera z klasycznym analogiem dualizmu korpuskularno-falowego. ps. Co do "pełnego zrozumienia", tu jest przykładowa lista pytań: en.wikiped(*)ems_in_physics#Nuclear_physics ... np. "What is the internal landscape of the nucleons?"
|
|
| | Jarek Duda (1185 punktów) | >Modele jąder z elektronami wewnątrz są lepsze - tam nie ma problemów z wyjaśnieniem trwałości, czy nietrwałości.
Czyli neutron to proton i elektron? To kolumbowsko powinien być bardziej stabilny niż sam proton, nieprawda?
Niestety ale to jest trochę bardziej skomplikowane ...
|
|
| | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > Czyli neutron to proton i elektron? To kolumbowsko powinien być bardziej stabilny niż sam proton, nieprawda?Dlaczego bardziej? Energia wiązania neutronu jest zerowa i dlatego się rozpada. Co znaczy że elektron ma tam zbyt dużą prędkość - energię kinetyczną: Ek + Ep = 0. www.journal-of-nuclear-physics.com/?p=516#more-516> Niestety ale to jest trochę bardziej skomplikowane ...Raczej było zbyt trudno powiązać różne fakty, więc fizycy się pogubili, i głównie w swoich własnych spekulacjach i interpretacjach - tradycyjnie. Po pełnym i poprawnym rozpracowaniu problemu, zawsze się okazuje, że jest o wiele prościej... niż filozofom się śniło. Natomiast proton jest prawdopodobnie wyjątkowym przypadkiem, ponieważ nie do rozpracowania w ramach STW, z uwagi na superluminalne prędkości elementów. I nie chodzi mi o kompletne rozwalanie podstaw teorii względności, lecz podważamy jedynie obecne interpretacje transformacji Lorentza. Okazuje się, że to można znacznie lepiej wyjaśnić i bez spekulacji o kontrakcji przestrzeni itp. Elementarny pozostałby tylko elektron... pewnie to zwyczajny wir - coś w stylu tornado.
|
|
| | | | Jarek Duda (1185 punktów) | Podany przez Ciebie artykuł Guglińskiego z blogu Rossiego wymaga jakichś SF cząstek, ale ten drugi ( mb-soft.com/public2/nuclei6.html ) porusza kilka ciekawych problemów. Np. nie zdawałem sobie sprawy że różnica masy między jądrem trytu a helu 3 jest tylko 18.6keV - to jest rzeczywiście trochę mało dla postulowania że przejście zachodzi przez zwykły rozpad beta neutronu - co daje 782keV. Te 18.6keV ponoć dobrze zgadzają się ze zmierzoną energią kinetyczną wyrzuconego elektronu ... pozostawiając maksymalnie rzędu kilku eV dla neutrina ... No właśnie - dochodzimy do innej kwestii którą też podkreślam - traktuje się spin jako wartość skalarna, podczas gdy jest wektorową - np. zmiana spinu elektronu z +1/2 na -1/2 podczas produkcji fotonu nie musi oznaczać że foton ma spin 1, tylko że po prostu ten elektron obrócił się o 180 stopni, a foton niesie wynikły moment pędu ... który jest czymś bardzo fizycznym - można go używać do obracania makroskopowych obiektów: www.youtub(*)aBuebI&feature=player_embeddedPodobnie nie upierałbym się przy konieczności produkcji neutrina - na obrazku powyżej, gdy uwalniana jest duża energia, konieczna jest produkcja czegoś takiego żeby jej się pozbyć: neutrina. Jednak gdy energia jest minimalna jak przy rozpadzie trytu, nie jestem przekonany do konieczności produkcji neutrina (?). Ale ogólnie do jądra jako czystko Kulombowska zbieranina protonów i elektronów mnie nie przekonacie - czysta minimalizacja energii mówi że powinny z tego uciekać ładunki, podczas gdy wiemy że często jest odwrotnie. > Elementarny pozostałby tylko elektron... pewnie to zwyczajny wir - coś w stylu tornado.O widzę że wkraczasz na solitony topologiczne - osobliwość typu wiru odpowiada kwantowaniu pola magnetycznego w wirach Abrkosowa, spinowi. Elektron to przede wszystkim ładunek - punktowa konfiguracja typu jeż: np. wszystkie kierunki na zewnątrz od środka.
|
|
| | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > Podany przez Ciebie artykuł Guglińskiego z blogu Rossiego wymaga jakichś SF cząstekA kwarki to niby czym są? Zmierzono cokolwiek z tego - spin, ładunek 2/3 e, masa, a może chociaż te kolory... wywąchali? Niemniej mogę się zgodzić, że to prawie numerologia - niewiele lepsza od standardowej fizyki jądrowej: p + p = deuter. > Np. nie zdawałem sobie sprawy że różnica masy między jądrem trytu a helu 3 jest tylko 18.6keV - to jest rzeczywiście trochę mało dla postulowania że przejście zachodzi przez zwykły rozpad beta neutronu - co daje 782keV. Te 18.6keV ponoć dobrze zgadzają się ze zmierzoną energią kinetyczną wyrzuconego elektronu ... pozostawiając maksymalnie rzędu kilku eV dla neutrina ...Dla mnie te parabole są interesujące - z neutronami w jądrach wykresy są niemal chaotyczne. Kiedyś nawet planowałem dokładnie to przebadać - z tego pewnie można sporo ciekawych faktów wycisnąć. > Ale ogólnie do jądra jako czystko Kulombowska zbieranina protonów i elektronów mnie nie przekonacie - czysta minimalizacja energii mówi że powinny z tego uciekać ładunki, podczas gdy wiemy że często jest odwrotnie.Minimalizacja jakiej energii? Może pokaż to np. na deuterze. Np. proton jest prawdopodobnie w stanie maksymalnej (znaczy ekstremum lokalne) energii, za to elektron stoi w minimum. Przykładowo takie izotopy: cerncourier.com/cws/article/cern/29077Lit 11 ma dwa neutrony tak daleko wysunięte, że jądro ma rozmiar porównywalny z Pb 208. I jak to wyjaśnia model krótkozasięgowych sił jądrowych? en.wikipedia.org/wiki/Halo_nucleusW przypadku modelu z elektronami w jądrach nie ma z tym najmniejszego problemu.
|
|
| | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > Dla mnie te parabole są interesujące - z neutronami w jądrach wykresy są niemal chaotyczne.To że masy przy zmianie ładunku układają się w parabole jest rzeczywiście ciekawe, ale i dość naturalne ... i nie wolno z tego wnioskować braku oddziaływań z innymi potęgami. > Przykładowo takie izotopy: cerncourier.com/cws/article/cern/29077> Lit 11 ma dwa neutrony tak daleko wysunięte, że jądro ma rozmiar porównywalny z Pb 208.> I jak to wyjaśnia model krótkozasięgowych sił jądrowych?> en.wikipedia.org/wiki/Halo_nucleusNo, halo jądrowe to duży problem dla teorii krótkozasięgowych oddziaływań silnych - jak one mogą trzymać te 2 neutrony litu 11 w względnie olbrzymiej odległości przez tak długi czas?? (8.75ms czas połowicznego rozpadu!) jak na obrazku z CERNowskiego artykułu:  O tym halo dowiedziałem się przy okazji niedawnej produkcji dineutronu (czas życia rzędu 10^-22s) z berylu 16 (10^-21s: physics.aps.org/articles/v5/30 ). W obrazku powyżej nie ma problemu - to co ładnie nazywali oddziaływaniem silnym żeby magicznie rozwiązywało wszystkie potencjalne problemy, tutaj jest kilkoma mechanizmami jak dzielenie się ładunkiem, ale przede wszystkim tym że spin nie jest własnością punktową, tylko sam kwantowy operator obrotu mówi że jest czymś w stylu wiru Abrikosova ... który może wiązać kilka cząstek, np. ortho-positronium które w rozpraszaniu okazuje się wyglądać jak sam elektron ( physicswor(*)atters-like-a-charged-particle ) - czyli odległość elektron-pozytron jest całkiem spora - konieczny jest mechanizm żeby je tak utrzymać w odpychającym równoległym ustawieniu (antyrównoległe żyje tysiąc razy krócej) ...  > W przypadku modelu z elektronami w jądrach nie ma z tym najmniejszego problemu.Czyli dalej uważasz że to halo to protony+elektrony? To policz sobie energię Kulombowską gdy naładowany obiekt jest w kupie i gdy wyrzuci część tego ładunku ...
|
|
| | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > >Dla mnie te parabole są interesujące - z neutronami w jądrach wykresy są niemal chaotyczne.> To że masy przy zmianie ładunku układają się w parabole jest rzeczywiście ciekawe, ale i dość naturalne ... i nie wolno z tego wnioskować braku oddziaływań z innymi potęgami.Ale w przypadku gdy wstawimy tam neutrony nie będzie naturalne. A właściwie skąd tam te parabole? To chyba potencjał układu ładunków - kombinacji par: n(n-1)/2 =~ n^2 sztuk, czyli jednak siły elektryczne - długozasięgowe. Z sił jądrowych - kontaktowych, byłoby inaczej - chyba liniowo. > Czyli dalej uważasz że to halo to protony+elektrony? > To policz sobie energię Kulombowską gdy naładowany obiekt jest w kupie i gdy wyrzuci część tego ładunku ...Tam podają że energia wiązania takiego neutronu wynosi 0.3MeV, więc dobrze wychodzi. Zawsze dobrze wychodzi i nie mam pojęcia skąd bierzesz te pomysły z nieprawidłowymi energiami. To jest problem energii układu ładunków, podobny do problemu Thomsona: mathpages.com/home/kmath005/kmath005.htmale znacznie bardziej ogólny, ponieważ tu mamy różne ładunki: n dodatnich i m ujemnych, i chodzi o trwałe układy, znaczy o ujemnej energii. Nigdy nie spotkałem się z takim problemem w literaturze - pewnie jeszcze nikt tego nie próbował rozwiązać! Dla dużej liczby ładunków można zauważyć, że n/m zbiega do jakiejś granicy w okolicach 0.6, może to phi, co byłoby nawet logiczne. Uran 238: m = 238, n = 238-92 = 142; 142/238 = 0.613
|
|
| | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > A właściwie skąd tam te parabole?Mówimy o rodzinie pewnych niezwykle skomplikowanych konstrukcji minimalizujących energię - pytanie o zależność względem jednego z parametrów. Za każdym razem ta konstrukcja może być istotnie różna - to raczej ostra teoria układów złożonych, bardzo ciężko z tego wnioskować coś o pojedynczych interakcjach. Poza tym gość stracił trochę mojego zaufania, bo o rozpadzie trytu pisze że "Since it is well established experimentally that the escaping electron carries away 0.01859 MeV of kinetic energy", podczas gdy w wikipedii jest coś istotnie różnego: średnia energia tych elektronów to 5.7keV ... ( en.wikipedia.org/wiki/Tritium ). > To jest problem energii układu ładunków, podobny do problemu Thomsona:> mathpages.com/home/kmath005/kmath005.htm> ale znacznie bardziej ogólny, ponieważ tu mamy różne ładunki:> n dodatnich i m ujemnych, i chodzi o trwałe układy, znaczy o ujemnej energii.> Nigdy nie spotkałem się z takim problemem w literaturze - pewnie jeszcze nikt tego nie próbował rozwiązać!Podpowiem: powiedzmy jest k protonów i l<k elektronów. Załóżmy że wszystko oprócz jednego protonu jest w kupie - rozważ energię układu jako funkcję odległości tego protonu od środka tej kupy. Ma minimum w nieskończoności ... O, podobny ciekawy pytanie - czy/dlaczego podwójnie ujemne aniony (jak S2-) są stabilne? Zawsze ucieczka jednego elektronu zmniejszyłaby energię ...
|
|
| | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > Mówimy o rodzinie pewnych niezwykle skomplikowanych konstrukcji minimalizujących energię - pytanie o zależność względem jednego z parametrów. Za każdym razem ta konstrukcja może być istotnie różna - to raczej ostra teoria układów złożonych, bardzo ciężko z tego wnioskować coś o pojedynczych interakcjach.Chodzi właśnie o wykrycie reguł budowania takich struktur. Sprawa na pewno nie polega na przypadkowym pakowaniu kuleczek w sferze, co model sił jądrowych sugeruje. > Poza tym gość stracił trochę mojego zaufania, bo o rozpadzie trytu pisze że "Since it is well established experimentally that the escaping electron carries away 0.01859 MeV of kinetic energy", podczas gdy w wikipedii jest coś istotnie różnego: średnia energia tych elektronów to 5.7keV ... ( en.wikipedia.org/wiki/Tritium ).A to akurat wiadomo - maksimum jest 18.6keV, i jest krzywa energii elektronu ze średnią znacznie poniżej. Jemu chyba chodzi o te całe 0.7MeV z rozpadu neutronu... co chyba powinniśmy faktycznie obserwować, gdyby w trycie rozpadał się neutron. www.philica.com/printer_article.php?article_id=126W rozpadach jest problem zachowania energii związany z tym rozmyciem energii elektronów i stąd te neutrina. Ale przecież neutrina i tak nie są dowodem obecności całych neutronach w jądrach. Jest tam jakieś zaburzenie związane ze zmianą struktury; część energii się rozprasza w innej formie, i tyle. Zresztą elektron wylatuje tu z różnymi prędkościami, nie dlatego że dzieli energię z neutrino, lecz po prostu podczas zaburzania takiego niestabilnego jądra, ono przecież nie musi od razu się rozlatywać, lecz jakoś stopniowo. > >Nigdy nie spotkałem się z takim problemem w literaturze - pewnie jeszcze nikt tego nie próbował rozwiązać!> Podpowiem: powiedzmy jest k protonów i l<k elektronów. Załóżmy że wszystko oprócz jednego protonu jest w kupie - rozważ energię układu jako funkcję odległości tego protonu od środka tej kupy. Ma minimum w nieskończoności ...A te k' = k-1 protonów stoi tam, czy też jeden z nich ucieka? Zaiste dziwne podejście do problemu... > O, podobny ciekawy pytanie - czy/dlaczego podwójnie ujemne aniony (jak S2-) są stabilne? Zawsze ucieczka jednego elektronu zmniejszyłaby energię ...Przecież jest pełno jonów ujemnych, w tym wodoru i tlenu.
|
|
| | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | >Chodzi właśnie o wykrycie reguł budowania takich struktur.
>Sprawa na pewno nie polega na przypadkowym pakowaniu kuleczek w sferze, co model sił jądrowych sugeruje.
Te reguły mogą być niezwykle subtelne, zresztą pewnie są dynamiczne - duże jądra zachowują się jak ciecz. To jest zbyt skomplikowane żeby z takich wykresów wyciągać bezpośrednie wnioski o kształcie indywidualnych oddziaływań.
>Jemu chyba chodzi o te całe 0.7MeV z rozpadu neutronu... co chyba powinniśmy faktycznie obserwować, gdyby w trycie rozpadał się neutron.
Jak dla mnie wyraźnie okłamał dla podtrzymania swojej tezy, co stawia pod znakiem zapytania pozostałe rzeczy które mówi ...
>A te k' = k-1 protonów stoi tam, czy też jeden z nich ucieka?
>Zaiste dziwne podejście do problemu...
k' tworzy kulkę którą możemy przybliżyć ładunkiem punktowym k'-l>0. Energia maleje gdy oddalasz ten dodatkowy proton - Kulombowsko on nie chce być razem.
Dokładnie taki problem masz przy fuzji - dwa jądra Kulombowsko nie chcą być razem, mimo że gdy już uda się je zbliżyć może się okazać że prowadzi to do mniejszej energii - do tego konieczny jest jakiś dodatkowy efekt/oddziaływanie ...
>Przecież jest pełno jonów ujemnych, w tym wodoru i tlenu.
Dynamicznie w roztworze może być, ale czy taki S2- mógłby sobie stabilnie latać w pustej przestrzeni? Nie wiem? ... czysto Kulombowsko nie powinien, ale nie zdziwiłbym się gdyby mógł jak w przypadku o-positronium czy halo jądrowych ...
|
|
| | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >Te reguły mogą być niezwykle subtelne, zresztą pewnie są dynamiczne - duże jądra zachowują się jak ciecz. To jest zbyt skomplikowane żeby z takich wykresów wyciągać bezpośrednie wnioski o kształcie indywidualnych oddziaływań.
Ale to tylko dodatkowa informacja - bardzo istotna, więc należy to uwzględnić.
A ponieważ te parabole nie mogą być przypadkowe, więc model całych neutronów w jądrach już nam tu odpada.
>Jak dla mnie wyraźnie okłamał dla podtrzymania swojej tezy, co stawia pod znakiem zapytania pozostałe rzeczy które mówi
Przecież to mało ważne co on mówi. Wystarczy że pokazuje dane empiryczne, odpowiednio przetworzone, w których jednak widać wyraźnie niezgodności z obowiązującym modelem sił jądrowych.
Pewnie model sił jądrowych jest właśnie takim skrajnym uproszczeniem, które sam tu sugerujesz, twierdząc że sprawa struktury jest zbyt subtelna, za trudna.
Dalej mówisz że ładunki nie mogą tworzyć jąder... tylko dlatego że protony się odpychają.
I co pozostaje? Siły kontaktowe, czyli właśnie te jądrowe.
>k' tworzy kulkę którą możemy przybliżyć ładunkiem punktowym k'-l>0. Energia maleje gdy oddalasz ten dodatkowy proton - Kulombowsko on nie chce być razem.
>Dokładnie taki problem masz przy fuzji - dwa jądra Kulombowsko nie chcą być razem, mimo że gdy już uda się je zbliżyć może się okazać że prowadzi to do mniejszej energii - do tego konieczny jest jakiś dodatkowy efekt/oddziaływanie
Ty chyba nieświadomie próbujesz udowodnić, że nie istnieją złożone ciała naładowane, a jednie punktowe ładunki.
Mamy sferę złożoną z n protonów - jakoś równomiernie na sferze.
Protony się odpychają, więc na dowolny proton działa tu siła na zewnątrz.
Jaki ładunek ujemny należy umieścić w środku tej sfery, żeby wyzerować tamte siły rozpychające?
W przypadku dyskretnym można to obliczać kolejno, zaczynając od 2 protonów.
promień kuli r = 1;
siła pomiędzy protonami: 1/2^2 = 1/4.
zatem w środku należy ustawić ładunek: q/1 = 1/4, czyli q = 1/4 e, co stanowi 1/8 z dwóch protonów.
Sześć protonów, ośmiościan:
odpychanie: 1/2^2 + 4 * 1/sqrt(2)^2 * cos 45 = 1/4 + sqrt(2) =~ 1.66
Zatem w środku musimy ustawić ładunek ujemny: q/1 = 1.66 e.
Protonów było 6, a elektronów jest: 1.66, czyli stosunek:
6 / 1.66 = 3.61
Jak widać ta proporcja maleje i dlatego ciężkie jądra potrzebują coraz więcej neutronów - faktycznie elektronów, które są bliżej centrum i trzymają protony.
>Dynamicznie w roztworze może być, ale czy taki S2- mógłby sobie stabilnie latać w pustej przestrzeni? Nie wiem? ... czysto Kulombowsko nie powinien, ale nie zdziwiłbym się gdyby mógł jak w przypadku o-positronium czy halo jądrowych ...
Siły elektryczne maleją z kwadratem odległości, a nie liniowo.
Ujemny jon wodoru: e--p--e, czyli struktura w stylu atomu helu.
|
|
| | | | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > A ponieważ te parabole nie mogą być przypadkowe, więc model całych neutronów w jądrach już nam tu odpada.Nie wykluczam możliwości istnienia takiej konkluzji - mówię tylko że nie przekonuje mnie mnie jego rozumowanie: "bo widać". Parabole w układach złożonych to dość uniwersalny kształt. > Przecież to mało ważne co on mówi. Wystarczy że pokazuje dane empiryczne, odpowiednio przetworzone, w których jednak widać wyraźnie niezgodności z obowiązującym modelem sił jądrowych.Problem się pojawia gdy podając dane empiryczne okłamuje na poczet swojej tezy ... > Pewnie model sił jądrowych jest właśnie takim skrajnym uproszczeniem, które sam tu sugerujesz, twierdząc że sprawa struktury jest zbyt subtelna, za trudna.Uproszczeniam jest wprowadzanie nowych sił/pól za każdym razem gdy czegoś brakuje/coś jest nie tak - tak była budowana fizyka. Model który rozważam jest czymś absolutnie minimalnym kwantującym spin i ładunek - dalej on już sam przynosi kolejne konkluzje, jak kilka mechanizmów trzymających nukleony w kupie powyżej ... no i jedna istotna niezgodność z rzeczywistością i model pewnie trafi do kosza (np. kwadrupolowy moment neutronu???). > Dalej mówisz że ładunki nie mogą tworzyć jąder... tylko dlatego że protony się odpychają.Że konieczny jest dodatkowy mechanizm trzymający je w kupie. > I co pozostaje? Siły kontaktowe, czyli właśnie te jądrowe.W modelu który rozważam dochodzą nie tylko kontaktowe, ale i powiedzmy magnetycznego sprzężenia fermionów, jak dla positronium o którym wspominałem, może par Coopera, czy tych 2 neutrony w halo litu 11... > Ty chyba nieświadomie próbujesz udowodnić, że nie istnieją złożone ciała naładowane, a jednie punktowe ładunki.Że uwzględniając tylko oddziaływanie kulombowskie, ciało o ładunku większym niż elementarny obniży energię pozbywając się części tego ładunku - podstawy elektromagnetyzmu. Czyli że albo taki obiekt jest niestabilny, albo że istnieje jakiś dodatkowy mechanizm trzymający go w kupie. > Mamy sferę złożoną z n protonów - jakoś równomiernie na sferze.> Protony się odpychają, więc na dowolny proton działa tu siła na zewnątrz.> Jaki ładunek ujemny należy umieścić w środku tej sfery, żeby wyzerować tamte siły rozpychające?W grawitacji czy elektromagnetyzmie, sferyczny rozkład masy/ładunku jest na zewnątrz praktycznie równoważny z umieszczeniem tej masy/ładunku w punkcie w środku: en.wikipedia.org/wiki/Shell_theoremPowiedzmy że jeden proton odrobinę oddali się od tej sfery protonów - będzie ją widział jako punktowy ładunek (sumę ładunków) w jej centrum - czyli jeśli ilość elektronów tam jest mniejsza niż ilość protonów, ten proton będzie odpychany.
|
|
| | | | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >Nie wykluczam możliwości istnienia takiej konkluzji - mówię tylko że nie przekonuje mnie mnie jego rozumowanie: "bo widać". Parabole w układach złożonych to dość uniwersalny kształt.
Ale on odkrył tam te parabole, i inne regularności, tylko dzięki temu, że zrezygnował z neutronów w jądrach!
> kwadrupolowy moment neutronu???
A jest coś takiego?
Przecież rozkład ładunku neutronu zawsze był idealnie sferyczny.
Deuter ma kwadrupol.
>Że uwzględniając tylko oddziaływanie kulombowskie, ciało o ładunku większym niż elementarny obniży energię pozbywając się części tego ładunku - podstawy elektromagnetyzmu.
>Czyli że albo taki obiekt jest niestabilny, albo że istnieje jakiś dodatkowy mechanizm trzymający go w kupie.
p - e - p
siła przyciągania e-p jest 4 razy większa od odpychania p-p.
Sugerujesz że te protony pouciekają - potrzebny jest dodatkowy element?
>Powiedzmy że jeden proton odrobinę oddali się od tej sfery protonów - będzie ją widział jako punktowy ładunek (sumę ładunków) w jej centrum - czyli jeśli ilość elektronów tam jest mniejsza niż ilość protonów, ten proton będzie odpychany.
Weźmy ten jon ujemny wodoru H-.
Wzór przybliżony na wiązanie jonów z dwoma elektronami jest taki:
E(Z) = Z(Z-1/4)^2 * 13.6 eV;
np. dla helu otrzymamy: E(2) = 2(2-1.4) * 13.6 = 83eV; eksperymentalny 79eV, czyli dość blisko.
Jon H-: E(1) = 0.75^2 * 13.6 = 7.6 eV;
i tyle pewnie zmierzysz eksperymentalnie (średnio).
A wiemy, że atom wodoru raczej nie przyciągnie odległego elektronu - no i co z tego?
Jądra atomów są właśnie w taki sposób wiązane, i pewnie to jest przyczyną tego rozrzutu energii podczas rozpadu nietrwałych: od 0 do jakiegoś maksimum, zamiast zawsze to samo.
Tu chyba nie ma jednoznacznej pracy pola do nieskończoności... jakaś sprzeczność?
No, ale układ: e-p-e ewidentnie się trzyma - zaciska, a nie rozrywa.
Można na różne sposoby składać ładunki, w szczególności tak:
e-------> p <--------e symetrycznie, ale zwykle jest przecież inaczej.
Nie. Jednak praca będzie tu jednoznaczna, ale wykonywana w etapach - na raty.
|
|
| | | | | | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > Ale on odkrył tam te parabole, i inne regularności, tylko dzięki temu, że zrezygnował z neutronów w jądrach!Ależ te parabole to tylko masy w zależności od ładunku przy stałej ilości nukleonów ... > > kwadrupolowy moment neutronu???> A jest coś takiego?> Przecież rozkład ładunku neutronu zawsze był idealnie sferyczny.Sferyczny??? Przecież on nie ma ładunku, co najwyżej może mieć wyższe momenty - dipolowy raczej wykluczyli ( en.wikiped(*)Neutron_electric_dipole_moment ), ale z kwadrupolowym będzie bardzo ciężko. Dlaczego miałby mieć kwadrupolowy? Ponieważ bariony potrzebują dodatniego ładunku do stabilności - ale nie całego: deuter jest stabilny (1/2e na nukleon), tryt prawie (1/3e na nukleon), He3 stabilny (2/3e na nukleon) - czyli nukleon potrzebuje minimum rzędu pół ładunku elementarnego (co widać z obrazka powyżej) - żeby spełnić ten wymóg, neutron powinien być kwadrupolem (+- to ok. 1/4e): -++- Rozpad beta to przesunięcie do ++-- i wyrzucenie elektronu. > >Że uwzględniając tylko oddziaływanie kulombowskie, ciało o ładunku większym niż elementarny obniży energię pozbywając się części tego ładunku - podstawy elektromagnetyzmu.> p - e - p"ciało o ładunku większym niż elementarny" - jeśli jest dokładnie elementarny to nie ma jak się rozpaść na dwa tego samego znaku. > Weźmy ten jon ujemny wodoru H-.Znowu - z pojedynczym ładunkiem elementarnym nie ma problemu - pytałem się np. o S2-.
|
|
| | | | | | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > Ależ te parabole to tylko masy w zależności od ładunku przy stałej ilości nukleonówNie tylko. I chyba on jednak ma rację mówiąc, że te parabole są konsekwencją sił 1/r^2. Po prostu energie jonizacji w atomach też tworzą parabole ze wzrostem Z. Z jednym elektronem: Ej1 ~ Z^2, po prostu; dla dwóch Ej2 ~ (Z-1/4)^2; dla trzech będzie pewna kombinacja tych dwóch: Ej2(Z) + Ej1(Z-2), itd. Same parabole. > >Przecież rozkład ładunku neutronu zawsze był idealnie sferyczny.> Sferyczny??? Przecież on nie ma ładunku, co najwyżej może mieć wyższe momenty - dipolowy raczej wykluczyli ( en.wikiped(*)Neutron_electric_dipole_moment ), ale z kwadrupolowym będzie bardzo ciężko.Przecież były wykonywane pomiary rozkładu ładunku neutronu. Na zewnątrz jest ujemy, co przy okazji potwierdza model n=p+e. > Dlaczego miałby mieć kwadrupolowy? Ponieważ bariony potrzebują dodatniego ładunku do stabilności - ale nie całego: deuter jest stabilny (1/2e na nukleon), tryt prawie (1/3e na nukleon), He3 stabilny (2/3e na nukleon) - czyli nukleon potrzebuje minimum rzędu pół ładunku elementarnego (co widać z obrazka powyżej) - żeby spełnić ten wymóg, neutron powinien być kwadrupolem (+- to ok. 1/4e): -++-Przestań. Ładunek nie jest realną wielkością fizyczną, lecz jedynie naszym pomocniczym pojęciem matematycznym. Ładunek ujemny niczym się nie wyróżnia od dodatniego - przyciąganie/odpychanie to sprawy falowe, zgodności faz, itd. > >Że uwzględniając tylko oddziaływanie kulombowskie, ciało o ładunku większym niż elementarny obniży energię pozbywając się części tego ładunku - podstawy elektromagnetyzmu.> p - e - p"ciało o ładunku większym niż elementarny" - jeśli jest dokładnie elementarny to nie ma jak się rozpaść na dwa tego samego znaku. Tam się pomyliłem: H- ma 2 razy większą energię wiązania (tam było na 1 elektron), czyli jakieś 15.2eV, znaczy powyżej energii samego atomu wodoru! Zatem to nie może się samorzutnie rozpadać na wolny e oraz atom H, ponieważ taka przemiana wymaga dostarczenia energii - około 2eV. > >Weźmy ten jon ujemny wodoru H-.> Znowu - z pojedynczym ładunkiem elementarnym nie ma problemu - pytałem się np. o S2-.Nie widzę zasadniczej różnicy. Pewnie siarka ma akurat taki układ elektronów, że może złapać 2 ekstra.
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > Przecież były wykonywane pomiary rozkładu ładunku neutronu.Ok, coś znalazłem: www.terra.es/personal/gsardin/news13.htm Czyli jak mówiłem. Te minusy bym umieścił na osi spinu/dipolowego momentu magnetycznego. > Na zewnątrz jest ujemy, co przy okazji potwierdza model n=p+e.Sory, ale to daje bardzo silny elektryczny moment dipolowy, co wyraźnie wykluczyli: en.wikiped(*)Neutron_electric_dipole_moment> Przestań. Ładunek nie jest realną wielkością fizyczną, lecz jedynie naszym pomocniczym pojęciem matematycznym.Ładunek jest bardzo fizyczną własnością - gęstość ładunku jako dywergencja pola elektrycznego, ale raczej używamy skwantowanych punktowych w prawie Gaussa.
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | Tam masz rozkład ładunku w sferze - w zależności od r. Dowolny rozkład sferyczny ładunku ma zerowy dipol, wyższe momenty także. Wolny atom wodoru też nie ma dipola, ale pewnie można go łatwo spolaryzować - efekt Starka, itp. Takie coś chyba ma kwadrupol: p-e-p, czyli np. deuter. Po prostu ten elektron jest współdzielony z drugim protonem, i dzięki temu 'mamy wrażenie', że neutron jest trwały w jądrze. > Ładunek jest bardzo fizyczną własnością - gęstość ładunku jako dywergencja pola elektrycznego, ale raczej używamy skwantowanych punktowych w prawie Gaussa.Pole elektryczne zostało potem wprowadzone - z pojęcia ładunku. To jest czysta abstrakcja matematyczna... może z wyjątkiem Stokesa. Chyba Whittaker obliczał ładunki - siły elektryczne, wprost z równania falowego. Wyliczył nawet ten dzisiejszy zakaz Pauliego. Jeszcze te parabole. Pochodna po Z z energii jonizacji będzie funkcją liniową, czyli energia jonizacji, dla ustalonej liczby elektronów, idzie liniowo z numerem pierwiastka. Bardzo prosta zależność, którą chyba przeoczono - zwykle chemicy rysują jakieś chaotyczne wykresy z porozrzucanymi przypadkowo pikami. chemed.che(*)k/Ionization-Energies-902.html
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | >Tam masz rozkład ładunku w sferze - w zależności od r.
>Dowolny rozkład sferyczny ładunku ma zerowy dipol, wyższe momenty także.
Tak, scałkowany ładunek po sferach o różnych promienicach - nic nie mówi o rozłożeniu na tych sferach - może być sferycznie symetryczne jak mówisz, ale skoro neutron ma niezerowym dipolowy moment magnetyczny, to może bezpieczniej zamiast sferycznej symetrii oczekiwać cylindrycznej dookoła tego wyróżnionego kierunku - np. na tej osi, dając kwadrupolowy moment elektryczny ... ale ogólnie ta strona jest jakaś dziwna ...
>Wolny atom wodoru też nie ma dipola, ale pewnie można go łatwo spolaryzować - efekt Starka, itp.
Jest istotna różnica w tej analogii z obrazem neutronu jako proton i elektron: przyjmujemy że atom wodoru jest (termodynamicznie/kwantowo) sferycznie symetryczny, natomiast neutron ma dipolowy moment magnetyczny - wyróżnioną oś.
Właśnie: elektron jest względnie potężnym magnesem - ma prawie tysiąc razy większy dipolowy moment magnetyczny niż proton i neutron - jak to wyjaśniasz w swoim obrazku?
Dalej podstawowe pytanie: żeby związać proton z elektronem w neutron potrzeba dodatkowo 762keV - to po co w Twoim obrazie jest ta gigantyczna energia?
>Takie coś chyba ma kwadrupol: p-e-p, czyli np. deuter.
>Po prostu ten elektron jest współdzielony z drugim protonem, i dzięki temu 'mamy wrażenie', że neutron jest trwały w jądrze.
To o czym mówisz to po prostu cząsteczka wodoru ... dlaczego uważasz że możliwy jest jej stan ściśnięty do kilku femtometrów?
>To jest czysta abstrakcja matematyczna... może z wyjątkiem Stokesa.
Jeśli to masz na myśli, ładunek rzeczywiście jest wielkością efektywną a nie fundamentalną (co często mu się błędnie przypisuje), jednak ma bardzo konkretne przełożenie na rzeczywistość.
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | > >Wolny atom wodoru też nie ma dipola, ale pewnie można go łatwo spolaryzować - efekt Starka, itp.> Jest istotna różnica w tej analogii z obrazem neutronu jako proton i elektron: przyjmujemy że atom wodoru jest (termodynamicznie/kwantowo) sferycznie symetryczny, natomiast neutron ma dipolowy moment magnetyczny - wyróżnioną oś.Przecież atom wodoru ma także moment magnetyczny - cały magneton Bohra. > Właśnie: elektron jest względnie potężnym magnesem - ma prawie tysiąc razy większy dipolowy moment magnetyczny niż proton i neutron - jak to wyjaśniasz w swoim obrazku?Wychodzi że te magnetony atomów i jąder są orbitalne (nie spinowe) - neutron jest znacznie mniejszy od wodoru, a moment magnetyczny liczymy tak: u = iS, S - pole pętli, oraz prąd, w tym przypadku i = e/T. Natomiast w przypadku wolnych elektronów ten mierzony moment jest prawdopodobnie konsekwencją cyrkulacji, a nie spinu. Ładunki biegają spiralnie w polu magnetycznym - a w elektrycznym jak? Pewnie tak samo, przecież można sobie podstawić pole E pod B z równań Maxwella. Mierzone momenty magnetyczne cząstek są tu chyba konsekwencją samych metod pomiarowych: ładunki są rozpędzane w różnych polach, więc krążą - biegają po spiralach, czyli automatycznie generują te mierzone momenty, które są potem przypisywane cząstkom jako własne, wewnętrzne - spoczynkowe. > Dalej podstawowe pytanie: żeby związać proton z elektronem w neutron potrzeba dodatkowo 762keV - to po co w Twoim obrazie jest ta gigantyczna energia?Chyba taka powinna być kinetyczna elektronu, która się zeruje po rozpadzie: Ek + Ep = 0. Ale chyba obserwują tu ten tradycyjny rozrzut energii, więc te rozpady to jakaś kolektywna sprawa... niezłe źródło pozyskiwania energii z otoczenia. > To o czym mówisz to po prostu cząsteczka wodoru ... dlaczego uważasz że możliwy jest jej stan ściśnięty do kilku femtometrów?Nie widzę przeciwwskazań - parametry pasują. ... Aha! Wcześniejsze wyliczenia promienia z energii wiązania 2.2 MeV deuteru są nieprawidłowe. Deficyt masy jest tu przecież inny: suma mas p+p+e wychodzi około 0.8 MeV więcej od masy deuteronu, a nie 2.2MeV. Z sił jądrowych pełno głupot powyliczali, więc łatwo się w tym teraz pogubić. 
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | >Wychodzi że te magnetony atomów i jąder są orbitalne (nie spinowe) - neutron jest znacznie mniejszy od wodoru, a moment magnetyczny liczymy tak: u = iS, S - pole pętli, oraz prąd, w tym przypadku i = e/T.
Czyli uważasz że neutron to proton z elektronem okrążającym go tak szybko, że prawie całkowicie niweluje własny dipolowy moment magnetyczny?
Że te 762keV poszło na energię kinetyczną?
Sory ale mając energię kinetyczną większą niż jakieś 0.0136keV, taki krążący elektron powinien uciec ...
No i przemyśl sobie zgrupowania ładunków o sumie większej niż ładunek elementarny - jak w czystej elektrodynamice zmieniałaby się energia przy próbie ucieczki jednego ładunku ...
Elektromagnetyzm nie wystarczy do zrozumienia fizyki jądrowej, ale już nie mam siły na tą dyskusję.
Linki chętnie poczytam i podyskutuję, ale o ciekawych wynikach eksperymentalnych.
Pozdrawiam
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >Czyli uważasz że neutron to proton z elektronem okrążającym go tak szybko, że prawie całkowicie niweluje własny dipolowy moment magnetyczny?
Nie szybko, lecz blisko - pole pętli S jest małe: S = pi r^2;
i = e/T = e / [2pi.r/v] = ev/2pir
u = iS = ev/2pir pir^2 = evr/2;
vr = L/m - kręt na jednostkę masy, który maleje z r w polu centralnym typu 1/r^2.
>Że te 762keV poszło na energię kinetyczną?
>Sory ale mając energię kinetyczną większą niż jakieś 0.0136keV, taki krążący elektron powinien uciec ...
Promień neutronu rzędu 1fm, czyli 50000 razy mniejszy od promienia atomu H.
Ep = -2 * 50000 13.6 eV = -1.36 MeV.
>No i przemyśl sobie zgrupowania ładunków o sumie większej niż ładunek elementarny - jak w czystej elektrodynamice zmieniałaby się energia przy próbie ucieczki jednego ładunku
Powtarzasz to błędne domniemanie od początku.
5p-e--p-e
nic tu nie ucieka.
>Elektromagnetyzm nie wystarczy do zrozumienia fizyki jądrowej, ale już nie mam siły na tą dyskusję.
Obawiam się, że masz już ustalone wyobrażenia - te standardowe, i dlatego jakakolwiek rzeczowa dyskusja nie ma sensu.
|
|
Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | Jeszcze jedna egzotyczna strona o jądrowej: www.mqnf.c(*)t&view=article&id=24&Itemid=55Np. pozycja: Nuclear Binding - Fully Explained Tam autor wylicza wszystko, z zawrotną precyzją, wprost z samych ładunków i STW. ... On dobrze kombinuje ale moment neutronu chyba nieprawidłowo oblicza. Mamy takie liczby - magnetony: proton: 2.8, neutron -1.9, i jeszcze deuter +0.86. z tego widać że moment -1.9 neutronu (w modelu n=p+e) musi być sumą momentu protonu i orbitującego elektronu. Zatem moment generowany przez elektron musi przewyższyć o 1.9 moment protonu! -1.9 - 2.8 = -4.7, aż tak duży! Teraz sprawdzimy to za pomocą deuterium. 2 protony z uzgodnionymi momentami, plus ten z elektronu pomiędzy nimi, który krąży dość podobnie jak w przypadku neutronu, więc wystarczy posumować: 2.8 + 2.8 - 4.7 = +0.9; no i pasuje oczywiście. I po raz kolejny nie potrzeba tu żadnych protez w stylu hipotetycznych sił jądrowych (to jest tylko prowizoryczny model - przejściowy). Te zawyżone momenty to prosta konsekwencja większego promienia r dla prędkości w pobliżu c. Sama kontrakcja z STW jedynie podaje nam dystans obserwowany lokalnie, znaczy promień efektywny jest tu krótszy. Z kolei dylatacja czasu to prosta konsekwencja zmniejszenia efektywnej prędkości światła (dwukierunkowej). My lokalnie mierzymy zawsze c (średnią dwukierunkową), ale tylko dlatego, że czas mierzymy również lokalnie! W satelitach GPS zegary szybciej chodzą, czy wolniej od ziemskich?
|
|
| | Jacholek (5699 punktów) |
>W satelitach GPS zegary szybciej chodzą, czy wolniej od ziemskich?
Na Ziemi czas płynie odrobine wolniej aniżeli w słabszym polu grawitacyjnym, np na orbicie wokół ziemskiej.
No więc panowie sobie podialogowali, tyle że niestety bardziej "przecietny" gość tego forum niewiele miał z tego korzyści. Pozdrawiam !
|
|
| | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | Prosty przykład z dylatacją czasu (tylko tą z prędkości - grawitację pomijamy). Zasuwamy z dużą prędkością dookoła, np. 30 km/s, (właśnie teraz tak jedziemy na Ziemi), zatem biorąc pod uwagę te zegarki z GPS, zegary powinny nam tu zwalniać podobnie... powiedzmy, że w stosunku do zegarów np. na Plutonie (on krąży chyba 1km/s zaledwie) - zgadza się? Zatem już wiemy, że zegar nam zwolnił (nie jakoś względnie, pozornie, lecz normalnie), i zależy to od prędkości v, ale my wyznaczamy tę prędkość tak: v = L/T = 30km/s; czas T jest tu właśnie z tego naszego zwolnionego zegara, zatem tak wyznaczona prędkość v będzie nieprawidłowa - większa od rzeczywistej. Ale o ile będzie większa? Ciężko powiedzieć - przecież zwolnienie zegara zależy tu od prędkości, którą właśnie chcemy wyznaczyć! Bardzo piękna rekurencja... 
|
|
| | | | Jacholek (5699 punktów) | W przypadku pola grawitacyjnego pomiar jest stosunkowo prosty dzieki zegarom atomowym ktore mozna umieszczac na roznej wysokosci (wiec w polu o roznej intensywnosci). Tak tez zostaly przetestowane przewidywania OGW. Jesli chodzi o trudnosci z (praktyczna) interpretacja STW to literatura jest w tej materii bardzo bogata wiec nie zabieram tu glosu.
|
|
| | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >W przypadku pola grawitacyjnego pomiar jest stosunkowo prosty dzieki zegarom atomowym ktore mozna umieszczac na roznej wysokosci (wiec w polu o roznej intensywnosci). Tak tez zostaly przetestowane przewidywania OGW.
To chyba nie jest aż tak proste.
Podobno te satelity GPS nie mają stabilnych orbit, lecz wolno spadają.
Obniżenie 16 mm / dobę i otrzymujemy tu te 38 mikro sekund / dobę skrócenia czasu obiegu.
Z tego na rok wyjdzie: 365 * 16mm = 5.84 m.
> Jesli chodzi o trudnosci z (praktyczna) interpretacja STW to literatura jest w tej materii bardzo bogata wiec nie zabieram tu glosu.
Ale to akurat nie ma nic wspólnego z interpretacjami STW.
Realny problem wyznaczenia prędkość z użyciem zegara, którego zwalnianie zależy od tej wyznaczanej prędkości.
przykładowo, przyjmując zależność:
T' = T*sqrt(1-v'^2/c^2), gdzie: v' = L/T';
i należy obliczyć: v - prędkość rzeczywistą, czyli wyznaczoną w układzie spoczynkowym.
|
|
| | 1 na 1 | Jarek Duda (1185 punktów) | >No więc panowie sobie podialogowali, tyle że niestety bardziej "przecietny" gość tego forum niewiele miał z tego korzyści. Pozdrawiam !
Czyli uważasz że dyskusje w dziale Nauka powinny być na takim poziomie żeby "przeciętny" gość mógł wszystko zrozumieć? Ładnie wyrównać w dół?
Ja to forum sobie cenię właśnie za możliwość dyskusji na bardzo wysokim poziomie, szczególnie z biologii. Z fizyki poruszane są często dużo bardziej specjalistycznie tematy jak widzę właśnie nierówności Bella poniżej - tam nikt nie narzeka, a tutaj nagle: raz na kilka lat poruszane są podstawowe pytania podstawowego działu fizyki i dwie osoby mają pretensje że zbyt specjalistyczne ???
Jeszcze raz - jakiego rodzaju dyskusji oczekujesz od tego forum?
No i może przy okazji powiedziałbyś też coś bardziej na temat: np. jak odpowiedziałbyś na powyższe podstawowe pytania fizyki jądrowej?
|
|
| | | | Jacholek (5699 punktów) | >No i może przy okazji powiedziałbyś też coś bardziej na temat: np. jak odpowiedziałbyś na powyższe podstawowe >pytania fizyki jądrowej?
To temat do dluzszej rozprawy bowiem w tej dziedzinie literura naukowa jest bogata. Sam kiedys pisalem prace magisterska na temat kolektywnych wzbudzen ciezkich jader (momenty bezwladnosci, rotacje, cranking model etc) ale od tego czasu nie sledze postepow w fizyce jadrowej niskich energii. Fenomenologia to jedno a wyprowadzanie wlasnosci jader z podstawowej teorii "wszystkiego" to calkiem inna. W koncu nawet mechanika klasyczna ma trudnosci z zagadnieniem 3 cial pomimo iz jest nam tak dobrze znana.
Uwazam ze na tym forum mozna prowadzic takze glebokie dyskusje teoretyczne ale nie zapominajac o nie-specjalistach. Zapraszam ewentualnie na ResearchGate do snucia tego typu rozwazan, gdyz jest tam odpowiednie audytorium do komentowania,krytykowania i propagowania wlasnych (kontr)koncepcji.
|
|
| | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | >To temat do dluzszej rozprawy bowiem w tej dziedzinie literura naukowa jest bogata.
Czyli twierdzisz że ogólnie znane jest wytłumaczenie dlaczego np. proton jest lżejszy od neutronu?
To proszę zasugeruj jakieś źródła dla tego podstawowego faktu, np. artykuł popularnonaukowy czy z wikipedii?
Jednak artykuł z niedawną próbą obliczenia masy nukleonów sugeruje że tak nie jest - że to jest jedno z kosmicznej ilości założeń współczesnej fizyki, ale nie ma zrozumienia skąd to się bierze.
Więc może warto przemyśleć nietypowe eksperymenty które wskazała powyższa dyskusja, może warto spróbować wyjść poza mainstream, chociażby przemyśleć co jest nie tak z dziwnymi koncepcjami typu neutron jako proton+elektron?
... a może spróbować modeli solitonowych, w których skupiamy się na zrozumieniu struktury przestrzennej cząstek, np. tak modyfikując pole elektryczne żeby miało głęboko w sobie zapisane kwantowanie ładunku - np. jako ładunek topologiczny w modelu Fabera.
Ortodoksyjne spojrzenie na mechanikę kwantową powoduje instynktowne wzbranianie się współczesnych fizyków przed pytaniem o strukturę przestrzenną, jednak np. dozwolone pytanie o momenty to jest tak naprawdę to samo - znając wszystkie momenty (nieskończoność), znamy strukturę przestrzenną gęstości ładunku.
No więc jak ona wygląda w nukleonie, jądrze?
Zwizualizować ją można po prostu rysunkiem, co nawet Twój "przeciętny" uczestnik tego forum powinien zrozumieć ...
|
|
| | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >Więc może warto przemyśleć nietypowe eksperymenty które wskazała powyższa dyskusja, może warto spróbować wyjść poza mainstream, chociażby przemyśleć co jest nie tak z dziwnymi koncepcjami typu neutron jako proton+elektron?
Nie ma w tym nic dziwnego - to naturalny model, w przeciwieństwie do innych pomysłów, wyposażonych w serię hipotetycznych bytów i zasad, i tylko dlatego żeby uzgodnić z faktami eksperymentalnymi.
Przyczyna niezgodności jest konsekwencją błędnych obliczeń w ramach STW.
Zasada równoważności układów jest nieprawidłowo rozumiana i stosowana.
Jest oczywiste, że zegary w GPS zwalniają (tu akurat może przyspieszają, z uwagi na grawitację, ale w atomach nie ma mowy o grawitacji - pozostaje tylko ten efekt kinematycznej dylatacji), a nie nasze na ziemi.
W przypadku ruchomych ładunków należy uwzględnić rzeczywiste zmiany, a nie jakieś te względne układowe pozory z STW.
No, po prostu oryginalna wersja Poincarego (i Maxwella) była dobrym tropem, a nie te późniejsze nihilistyczne pomysły Einsteina-Minkowskiego.
|
|
| | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | >Nie ma w tym nic dziwnego - to naturalny model, w przeciwieństwie do innych pomysłów, wyposażonych w serię hipotetycznych bytów i zasad, i tylko dlatego żeby uzgodnić z faktami eksperymentalnymi.
Może i naturalny, ale problem w tym że nie ma sensu - elektron o energii powyżej 13.6eV opuszcza studnię przyciągania protonu (coś jak prędkość kosmiczna) ... tutaj ta energia to 782333eV, czyli ciut więcej.
|
|
| | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >Może i naturalny, ale problem w tym że nie ma sensu - elektron o energii powyżej 13.6eV opuszcza studnię przyciągania protonu (coś jak prędkość kosmiczna) ... tutaj ta energia to 782333eV, czyli ciut więcej.
Oczywiście.
Formalnie poprawny opis oddziaływań szybkich ładunków wyjaśni nie tylko tę osobliwą stabilność wodoru akurat dla 13.6eV, ale również wiele innych obserwowanych zjawisk i niezgodnych z teorią; np. obserwowane promieniowanie w stylu: n^2 * 13.6 eV w plazmie helu z wodorem o temp. chyba z 3000K, jak i te słynne 511keV z hipotetycznej anihilacji par (niedawno niemałym zaskoczeniem były obserwacje takiego promieniowania podczas zwyczajnej burzy, co raczej nie specjalnie pasuje do pomysłów z anihilacją pozytonów).
No i tam jest nieco więcej... chyba średnio wychodzi około 12MeV / elektron w jądrach cięższych.
|
|
| | | | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | > Formalnie poprawny opis oddziaływań szybkich ładunków wyjaśni nie tylko tę osobliwą stabilność wodoru akurat dla 13.6eV, ale również wiele innych obserwowanych zjawisk i niezgodnych z teorią;To czym się różnią te szybkie ładunki, że jak zwykłe uciekają mając 13.6eV, te są dalej trzymane przez samo pole elektryczne mając kilkadziesiąt tysięcy razy więcej energii??? > jak i te słynne 511keV z hipotetycznej anihilacji par (niedawno niemałym zaskoczeniem były obserwacje takiego promieniowania podczas zwyczajnej burzy, co raczej nie specjalnie pasuje do pomysłów z anihilacją pozytonów).Nie wiedziałem ale nie widzę w tym nic dziwnego, kwestia nagromadzenia się 1MeV w jednym miejscu i produkcji pary, z której pozytron później anihiluje. Różnicę potencjałów dla błyskawicy szacuje się nawet na miliony voltów ... Tu jest źródło i jakiś komentarz: wattsupwit(*)e-spotted-in-earths-lightning/ps. Może tu zaczyna się jakaś poważniejsza dyskusja o szukaniu konkretnych konfiguracji pola za cząstkami: fqxi.org/community/forum/topic/1416
|
|
| | | | | | | | | Hetman Twardowski (482 punktów)
(zablokowany) | >To czym się różnią te szybkie ładunki, że jak zwykłe uciekają mając 13.6eV, te są dalej trzymane przez samo pole elektryczne mając kilkadziesiąt tysięcy razy więcej energii???
Dla szybkich mamy po prostu ten czynnik gamma grubo ponad 1,
na a standardowe modele nie radzą sobie przecież nawet z atomem wodoru.
mv^2 = k/r, i klasycznie dla v = c = 137 * v_H,
byłoby: r = r_H/137^2 =~ r_H / 20000, oraz Ek = 0.5 mc^2 = 0.25MeV.
ale w ramach STW będzie wtedy:
Ek = mc^2(gamma - 1) = 0.5mc^2, zatem gamma = 1.5, co daje v = sqrt5/3 = 0.745c
i co z tego otrzymamy: 1.5 m v^2 = k/r ?
3/2 m 5/9 c^2 = 5/6 mc^2 => mc^2 = k/(6/5r), mniejszy promień?
Ale przecież zgodnie z prawem Ampera siła jest tu inna:
F = k/r^2 (1 + v^2/c^2), zatem promień nie będzie mniejszy,
lecz raczej większy, i stąd te zawyżone momenty magnetyczne.
>Nie wiedziałem ale nie widzę w tym nic dziwnego, kwestia nagromadzenia się 1MeV w jednym miejscu i produkcji pary, z której pozytron później anihiluje. Różnicę potencjałów dla błyskawicy szacuje się nawet na miliony voltów ...
Jasne, możemy anihilować ze swoim odbiciem w lusterku - trzeba uważać.
> Może tu zaczyna się jakaś poważniejsza dyskusja o szukaniu konkretnych konfiguracji pola za cząstkami: fqxi.org/community/forum/topic/1416
Te solitony to raczej inna sprawa i chyba daleko poza zasięgiem współczesnych teorii, które są tylko marnymi wyliczankami bez jakiegokolwiek związku z rzeczywistością.
|
|
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować
Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów
|
 |
|
