Wątek: Jak silny jest LHC?

Jak silny jest LHC?

Ten wątek jest przedawniony
Działy Forum » Nauka

Napisano	Autor	Tytuł
08-09-2015 08:26	Marek Glazer (755 punktów)	Jak silny jest LHC? 4 na 4
W Wielkim Zderzaczu Hadronów można osiągnąć wiązkę cząstek o energii...14 TeV (tera-elektrono-woltów)! Czy to dużo? Jeden elektronowolt (1 eV) jest to energia, jaką uzyskuje bądź traci elektron, który przemieścił się w polu elektrycznym o różnicy potencjałów równej 1 woltowi. A zatem: 230 µeV (0,000 230 eV) - Kosmiczne promieniowanie tła ma taką mikroskopijną energię. 38 meV (0,038 eV) - Przeciętna cząsteczka powietrza wokół Ciebie ma taką energię. 1,6 eV do 3,4 eV - Fotony światła które widzisz. 10 eV (i więcej) - Wiązania cząsteczkowe są zrywane, a atomy stają się zjonizowane. 20 keV (20 000 eV) - Energia elektronu uderzającego w kineskop telewizora. 200 keV (200 000 eV) - Energia fotonów przy prześwietleniu rentgenowskim. 511 keV (511 000 eV) - Taką energię ma elektron w spoczynku. 17.6 MeV (17 600 000 eV) - Mniej więcej taka energia uwalnia się w reakcji fuzji jądrowej jednego atomu. 200 MeV (200 000 000 eV) - ...a taka przy reakcji wybuchu bomby atomowej! 125 GeV (125 000 000 000 eV) - Masa spoczynkowa słynnego Bozonu Higgsa (boskiej cząstki). 1 TeV (1 000 000 000 000 eV) - Energia lecącego komara 14 TeV (14 000 000 000 000 eV) - Energia wiązki Wielkiego Zderzacza Hadronów! Podnosząc laptopa ważącego 2,5 kg, wykonujesz pracę równą 7,5 J (dżula). [2.5Kg×10ms^-2×0.3m=7.5J] Jest to równowartość 4.7×10^19 czyli 47 EeV (eksa-elektronowoltów) czyli 47 000 000 000 000 000 000 eV. Oczywiście trzeba pamiętać, że proton rozpędzony w LHC do 14 TeV (czyli do energii 14 komarów ) ma całą tą energię skupioną w jednym punkcie! Czysto hipotetycznie ze zderzenia dwóch takich protonów mogłoby powstać 5.48×10^7 (54 800 000) elektronów w spoczynku! I tutaj szok na koniec. Przyroda samoczynnie nadaje cząstkom o wiele większe energie niż naukowiec z LHC mógłby o tym pomarzyć. 14 000 000 000 000 eV - LHC 300.000.000.000.000.000.000 eV - promieniowanie kosmiczne, które naukowcy nazwali uroczo ("Oh-My-God particle!"). Nazwa mówi sama za siebie. Jedna cząstka takiego promieniowania kosmicznego ma energię 48 J (dżuli), czyli równowartość piłki do baseboola (142 g) lecącej z prędkością 93.6 km/h! Od razu staje się jasne dlaczego astronauci nie mają nawet szans zasłonić się przed takim promieniowaniem. W kosmosie takie cząstki widać dosłownie gołym okiem! Dlatego osłona antyradiacyjna statków kosmicznych jest na tyle gruba aby zatrzymać (żałośnie słabe) promieniowanie ze Słońca, ale na tyle cienka aby nie spowolnić takich mega-cząstek promieniowania kosmicznego. Gdyby zostały spowolnione, ta eksplodowałaby zamieniając się w miliony "mniejszych" cząstek, które jak bomba kasetonowa - dokonają większych zniszczeń niżeli gdyby kula snajperska miała przelecieć na wylot ciała astronauty. Tekst pochodzi ze strony: goo.gl/aumQvR (Zachęcam do jej polubienia) Wiki.(Ang): tinyurl.com/qyvhhto Wiki.(Ang.): tinyurl.com/c9lgqw5

Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

08-09-2015 10:38

Jarek Duda (1185 punktów)
Wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne jest też dużym problemem teoretycznym - nie tylko nie wiemy co mogłoby prowadzić do tak wysokich energii, ale i przekraczają one tzw. GZK cutoff, powyżej której powinny tracić energię po prostu lecąc przez próżnię kosmiczną. en.wikipedia.org/wiki/Ultra-high-energy_cosmic_ray en.wikiped(*)3Zatsepin-Kuzmin_limit

09-09-2015 20:06

1 na 1

fiberon (80 punktów)
(zablokowany)

>Wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne jest też dużym problemem teoretycznym - nie tylko nie wiemy co mogłoby prowadzić do tak wysokich energii, ale i przekraczają one tzw. GZK cutoff, powyżej której powinny tracić energię po prostu lecąc przez próżnię kosmiczną.
>en.wikipedia.org/wiki/Ultra-high-energy_cosmic_ray
>en.wikiped(*)3Zatsepin-Kuzmin_limit

Po prostu: promieniowanie nie jest serią jakichś tam cząstek-fotonów,
lecz falą, no a tu już nie obowiązują żadne śmieszne limity.

E -> inf, tylko że z prawdopod. p -> 0,
zatem można zarejestrować dowolnie wielki... 'foton',
bo to jest jedynie kwestia czasu...
tylko że to idzie zgodnie z Gaussem zapewne, czyli dość szybko gaśnie,
stąd też pole do improwizacji o twardym limicie.

09-09-2015 23:14

1 na 1

Jarek Duda (1185 punktów)

>Po prostu: promieniowanie nie jest serią jakichś tam cząstek-fotonów,
>lecz falą, no a tu już nie obowiązują żadne śmieszne limity.
Cząstki są zarówno falą jak i korpuskułą - szczególnie te masywne są skwantowane: występują w całkowitych ilościach ze względu np. na kwantowanie ładunku.
Z kwantowaniem fotonów sprawa jest bardziej subtelna - zarówno mechanizmy produkcji jak i absorbcji szczególnie fotonów optycznych: przejście między dwoma dyskretnymi stanami energetycznymi, wymuszają dyskretną/korpuskularną naturę fotonów.
Ale to nie znaczy że wszystkie fale są zlokalizowane - np. antena potrafi wyprodukować kulistą falę EM, którą nie bardzo można sobie wyobrazić w postaci pojedynczych porcji światła (kwantów).

Wracając do wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego - to co obserwujemy to jest kaskada, głównie w atmosferze - czyli ta energia jest dobrze zlokalizowana zarówno w przestrzeni jak i czasie - potrzebujemy mechanizmu który potrafił tak zagęścić energię do praktycznie jednego punktu ...
... który prawdopodobnie nie jest fotonem (falą EM), tylko jednak masywną cząstką jak proton, czy nawet postulują jądro żelaza. Niestety nie sposób bezpośrednio zmierzyć co to jest.

>tylko że to idzie zgodnie z Gaussem zapewne, czyli dość szybko gaśnie,
Może Boltzmann a nie Gauss? Mimo że znacznie to poprawia sytuację ( exp(-E) vs exp(-E^2)), dalej spontaniczne zlokalizowanie tak olbrzymiej energii jest kompletnie nieprawdopodobne ... szczególnie że jej trajektoria musi przecinać Ziemię, i że takich zdarzeń jest całkiem sporo.
Potrzebujemy konkretnego mechanizmu zamiast zasłaniać się termodynamiką.

10-09-2015 16:57

fiberon (80 punktów)
(zablokowany)

>Cząstki są zarówno falą jak i korpuskułą - szczególnie te masywne są skwantowane: występują w całkowitych ilościach ze względu np. na kwantowanie ładunku.

To tylko iluzja.
Wszelkie zdarzenia są typu punktowego,
bo muszą mieć swoje konkretne miejsce i czas.

Tylko że to nie oznacza, że te zdarzenia literalnie latają,
a my rejestrujemy wprost jakieś tam punktowe kolizje 'zdarzeń'... w detektorach.

Fala jest rejestrowana na zasadzie pompowania - rezonansu,
nie ma tam żadnych punktowych skoków...
np. możesz dmuchać 'własnoręcznie' dętkę przez całą godzinę,
aż pęknie - i pęknie tak momentalnie, przecież nie będzie strzelać przez godzinę!

I podobnie jest z detekcją światła...
nie potrzeba do tego żadnych latających punktowych fotonów.

>Może Boltzmann a nie Gauss? Mimo że znacznie to poprawia sytuację ( exp(-E) vs exp(-E^2)), dalej spontaniczne zlokalizowanie tak olbrzymiej energii jest kompletnie nieprawdopodobne ... szczególnie że jej trajektoria musi przecinać Ziemię, i że takich zdarzeń jest całkiem sporo.

Przecież to jest to samo... a i rozkład Maxwella to też Gauss.
Po prostu: E ~ v^2, czyli te wzory typu exp(E) to exp(v^2) faktycznie,
czyli funkcje klasy exp(x^2), dokładnie.

Exp(E^2) byłoby rozkładem typu exp(x^4)... nigdy nie słyszałem o czymś takim...
...

Ale jakiś limit i tak tu powinien istnieć,
z uwagi na przepustowość ośrodka - tej próżni, powiedzmy,
bo nieskończona ona raczej nie jest.

I podobnie musi być z tzw. czarnym dziurami... zbyt gęste gwiazdy wybuchają zwykle,
nie zapadają się do punktowych osobliwości, co obecnie funkcjonuje.
No, tu jakoś nie odkryto żadnego limitu... jak na razie.

08-09-2015 15:06

1 na 1

wsx666 (1067 punktów)

W jednym z wywiadów Mirosław Hermaszewski opowiada właśnie o tym zjawisku, które doświadczył na sobie. Pierwszej nocy, którą spędzał na orbicie, już poza atmosferą Ziemską, próbując zasnąć, co chwila przy zamkniętych oczach odczuwał, 'zauważał' takie błyski jak gdyby flesze. Nie wiedział co to jest, więc był zaniepokojony. Kolega mu wtedy powiedział, że zapomniał go uprzedzić o tym i że jest to normalne, każdy tego doświadcza. To właśnie różne wysoko energetyczne cząsteczki przebijały kadłub statku i przeszywały ciała astronautów, a gdy trafiały na gałkę oczną, wywoływały taki efekt fleszu, przy zamkniętych oczach.

Tutaj link, do wydaje mi się bardzo przyjemnego wywiadu z Panem Mirosławem Hermaszewskim.

Mówi o tych cząsteczkach dokładnie w 12:35.

www.youtube.com/watch?v=frepEQG2G24

Pozdrawiam.

08-09-2015 17:05

3 na 3

Jacholek (5699 punktów)

>17.6 MeV (17 600 000 eV) - Mniej więcej taka energia uwalnia się w reakcji fuzji jądrowej jednego atomu.
>200 MeV (200 000 000 eV) - ...a taka przy reakcji wybuchu bomby atomowej!
>Oczywiście trzeba pamiętać, że proton rozpędzony w LHC do 14 TeV (czyli do energii 14 komarów

)
Niestety widzę tutaj niezbyt precyzyjne sformułowania w tej żonglerce liczbami:
- Nie ma fuzji jądrowej jednego atomu lecz reakcje syntezy dwóch lub więcej (w reakcjach wielostopniowych) lekkich jąder lub nukleonów,
- 200 MeV to energia jaka wyzwala się w wyniku rozszczepienia pojedyńczego jądra uranu 235 a nie przy wybuchu bomby atomowej,
- w LHC protony są (aktualnie) rozpędzane tylko do energii 6.5 TeV co daje ( w przypadku wiązek przeciwbieżnych) 13 TeV energii zderzenia a nie 14 TeV co jest dopiero energią docelową !
Czyli mniej epatowania liczbami a więcej precyzji odnośnie natury procesów fizycznych o których mowa

Wróć do listy wątków działu Nauka

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

	[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ] Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja \| administrator)