 |
Ten wątek jest przedawniony
Działy Forum » Bazgroły
| Napisano | Autor | Tytuł | | 24-09-2011 08:56 | scooby14444 (142 punktów) | Szybciej niż światło | Problem nie jest wcale taki nowy jak by się wydawało - artykuł znaleziony w sieci z 2000 roku:
30-10-1997. Prawdziwą rewolucję w fizyce proponują polscy uczeni. Twierdzą, że neutrina, jedne z najmniej znanych i najbardziej tajemniczych cząstek we Wszechświecie, mogą mknąć z prędkością większą niż światło.
Problemy, które fizycy mają z neutrinami, to obecnie jedne z najbardziej zagadkowych i fascynujących zagadnień w fizyce cząstek elementarnych i astrofizyce - mówi prof. Jakub Rembieliński z Uniwersytetu Łódzkiego. - Dlatego nawet tak zwariowana hipoteza, że neutrina poruszają się szybciej niż światło, brana jest pod uwagę. A jak dotąd dosyć dobrze przystaje ona do rzeczywistości. Czy jest to dobra hipoteza, pokażą eksperymenty, które są obecnie prowadzone lub przygotowywane.
Istotnym faktem jest niedobór neutrin, produkowanych w reakcjach wewnątrz Słońca. W jądrze Słońca zachodzi siedem podstawowych reakcji jądrowych, w wyniku których emitowane są neutrina elektronowe. Teorie dokładnie wyliczają, ile powinno ich docierać do Ziemi. Eksperymentatorów jednak spotkała przykra niespodzianka: w ziemskich detektorach rejestruje się tylko mniej więcej jedną trzecią tej liczby. Co się dzieje z resztą słonecznych neutrin?
To dlatego prof. Jakub Rembieliński i jego współpracownicy odważyli się włożyć kij w mrowisko i zaproponować hipotezę, zgodnie z którą neutrina poruszają się z predkością większą niż światło.
Tachion nie może zwolnić do prędkości mniejszej, czy nawet równej prędkości światła. Podobnie jak zwykłych cząstek materii nie możemy rozpędzić do prędkości światła, tak też tachionów nie możemy do tej prędkości wyhamować.
Okazuje się, że bariery światła nie można przekroczyć, choć można znajdować się po obu jej stronach. - Aby być tachionem, trzeba się nim po prostu urodzić - mówi prof. Rembieliński. A wtedy dzieją się cuda. Gdy energia tachionu maleje, jego prędkość rośnie. Zupełnie odwrotnie niż u zwykłych cząstek. Tachion o bardzo małej energii może pędzić z prawie nieskończoną prędkością.
Dziwne?
- Znacznie dziwniejszy jest foton, który może mieć tylko jedną jedyną wartość prędkości, czyli prędkość światła, ani nie można go przyspieszyć, ani zwolnić - zauważa prof. Rembieliński.
Dlaczego o tachionach cicho w świecie fizyki
Wyobraźmy sobie, że mamy teleskop "tachionowy". Wtedy możemy "widzieć" najdalsze zakątki Wszechświata dokładnie takie, jak wyglądają w tej chwili. Wtedy też natychmiast może dotrzeć do nas informacja o tym, co się dzieje na drugim krańcu Wszechświata. Taki skok w przestrzeni i czasie wydaje się niemożliwy.
- Nikt dotąd nie traktował serio możliwości istnienia tachionów, gdyż sprawiają one jedną istotną trudność: niezachowanie porządku przyczynowego - twierdzi prof. Jakub Rembieliński.
Tak też pisał przed laty prof. Grzegorz Białkowski w "Starych i nowych drogach fizyki" (wyd. Wiedza Powszechna): "Koncepcja tachionów jest sporna z czysto teoretycznego punktu widzenia, właśnie z pozornym przynajmniej gwałceniem przez tachiony warunku przyczynowości".
O co chodzi z tym gwałtem na przyczynowości? Byłaby mianowicie możliwa taka sytuacja, że gdy dla jednego obserwatora pewne zdarzenie poprzedzałoby inne zdarzenie, to dla drugiego obserwatora ta kolejność byłaby odwrotna. Oznacza to, że w zależności od obserwatora skutek zamieniałby się kolejnością z przyczyną. To byłoby dziwne i nielogiczne.
Czy można mieć tachiony i uniknąć paradoksów
W latach 70. Feinberg zaproponował teorię, która miała te kłopoty z tachionami rozwiązać (tzw. zasada reinterpretacji). - Ukazały się dziesiątki prac naukowych, ale w końcu okazało się, że nadal paradoksów uniknąć się nie daje - opowiada prof. Rembieliński. - I to jest odpowiedź, dlaczego niektórzy fizycy nie lubią tachionów.
Warunkiem koniecznym do postawienia hipotezy, że neutrina są tachionami, byłaby spójna teoria - wolna od paradoksów, związanych z łamaniem przyczynowości.
- Taką teorię niedawno zaproponowałem. Nie ma już paradoksów kauzalnych, dowolnie dużych ujemnych wartości energii itp. Można też na jej podstawie zbudować teorię kwantową, która ma wszystkie wymagane cechy, np. stan próżni w takiej teorii jest stabilny - mówi prof. Rembieliński. I zastrzega: - Proszę tylko nie stwarzać wrażenia sensacji; to nie zawsze pomaga. Poza tym wielu fizyków ma nadal "alergię" na tachiony.
Brak paradoksów to nie wszystko. Porządna teoria powinna nie tylko wyjaśniać zjawiska z udziałem tachionów, ale też umieć obliczyć czasy życia, szerokości rozpadów, przekroje czynne itp. - Wraz ze współpracownikami zaprzągłem więc swoją teorię do rozwiązania zagadki niedoboru neutrin słonecznych - mówi prof. Rembieliński.
Jak wyjaśnić, że neutrin ze Słońca jest za mało
Najpopularniejszym obecnie wyjaśnieniem zagadki deficytu neutrin słonecznych jest mechanizm mieszania się (transmutacji) neutrin. Idea jest prosta: jeśli powstające w głębi Słońca neutrina elektronowe zamieniają się po drodze w inny gatunek neutrin - mionowe lub taonowe - to obserwujemy ich na Ziemi za mało, bo potrafimy (na razie) rejestrować w naszych detektorach w zasadzie tylko neutrina elektronowe.
Proces "mieszania" może zachodzić na drodze Słońce-Ziemia lub być wzmacniany wewnątrz Słońca (tzw. mechanizm MSW). Co ważne, w obu wypadkach, żeby zachodziło mieszanie, neutrina muszą mieć niezerowe masy. A to nie jest jeszcze udowodnione i może być wątpliwe.
- Natomiast scenariusz proponowany przeze mnie i moich współpracowników, Kordiana Smolińskiego i Pawła Cabana, jest inny - opowiada prof. Rembieliński. - Zakładamy, że neutrina są tachionami, czyli poruszają się prędzej niż światło. Neutrino-tachion może się rozpaść na takie same neutrino o mniejszej energii oraz parę neutrino i antyneutrino innego typu. Gdy ten proces przebiega na drodze Słońce-Ziemia, to strumień neutrin elektronowych zmniejsza swą energię i w efekcie do Ziemi docierają neutrina o mniejszej energii. Tymczasem ziemskie detektory na razie rejestrują tylko neutrina o wysokiej energii. Przegapiają neutr |
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
 -1 na 1 | scooby14444 (142 punktów) | Przegapiają neutrina o zbyt małej energii i dlatego wydaje nam się, że rejestrujemy za mało neutrin słonecznych.
Jak przy okazji rozwikłać inne zagadki
Tachionowa natura neutrino miałaby też, niezależnie od rozwiązania problemu neutrin ze Słońca, bardzo istotny wpływ na rozumienie struktury Wszechświata, problemu ciemnej materii i inflacji. - Choć to tylko spekulacje - zastrzega się prof. Rembieliński.
Na przykład problem inflacji. Z astrofizycznych obserwacji wiemy, że Wszechświat w dużej skali jest niezwykle jednorodny i izotropowy (to znaczy - jednakowy w każdym kierunku). To oznacza, że wszystkie obszary Wszechświata są niezwykle do siebie podobne, nawet te, które w chwili Wielkiego Wybuchu zostały rozdzielone i potem nigdy nie mogły kontaktować się ze sobą i oddziaływać. Aby to dziwne podobieństwo wyjaśnić, zakłada się, że tuż po Big Bangu nastąpiła tzw. faza inflacji, w czasie której Wszechświat rozszerzał się w szalonym tempie. To miało "wygładzić" wszystkie niejednorodności i różnice. Wszechświat przed inflacją można porównać do sflaczałego balonu, którego poszczególne kawałki różnią się od siebie - mają mniejsze lub większe fałdki, mniej lub bardziej rozciągniętą gumę. Ale gdy go nagle napompujemy, to wszystkie zmarszczki i niejednorodności wygładzą się. Powierzchnia balonu będzie w każdym punkcie taka sama.
- Ta hipoteza jest sztuczna i wymaga istnienia specjalnego pola kosmicznego, sterującego inflacją - mówi prof. Rembieliński.
Tymczasem gdyby okazało się, że neutrina są tachionami, wówczas jednorodność i izotropowość Wszechświata nie byłaby już dłużej zagadką. Dla tachionów nie ma bariery prędkości, więc mogą momentalnie przenosić się między dowolnymi obszarami Wszechświata i - podobnie jak woda wyrównuje swój poziom w naczyniach połączonych - niwelować różnice między nimi. Szczególnie istotne byłoby to w fazie formowania się Wszechświata.
Jeśli neutrina byłyby tachionami, to ich własności miałyby wpływ też na wyjaśnienie zagadki ciemnej materii Wszechświata. Obserwując prędkość ruchu gwiazd i galaktyk dedukujemy, że szacowana gęstość materii we Wszechświecie jest ok. dziesięciu razy większa niż ta, którą widzimy w teleskopach. Nie bardzo wiadomo, czym jest ta materia nie świecąca, nieobserwowalna. Przypuszcza się, że przynajmniej część z niej stanowią neutrina. Rzeczywiście, neutrin jest we Wszechświecie chyba więcej niż fotonów światła - ocenia się, że w każdym centymetrze sześciennym jest średnio 300 neutrin.
Jak przekonać się, że neutrino to tachion
Czy można wykonać taki eksperyment na Ziemi, który pokaże niedowiarkom, z jaką szybkością mknie neutrino?
Prof. Grzegorz Białkowski pisał kilkanaście lat temu: "Z eksperymentalnego punktu widzenia nie ma żadnych argumentów przemawiających za istnieniem tachionów". Sytuacja się jednak zmieniła. Zdaniem prof. Rembielińskiego to, czy rzeczywiście neutrina są tachionami, czy też nie, rozstrzygną eksperymenty prawdopodobnie w ciągu kilku lat.
Jednym z najważniejszych neutrinowych eksperymentów jest mierzenie końcowego obszaru widma energii elektronu w rozpadzie beta trytu na hel-3, elektron i antyneutrino elektronowe. Okazuje się, że kształt tego widma jest bardzo czuły na rodzaj emitowanego antyneutrina: czy jest to zwykła cząstka, czy też tachion.
- W ciągu ostatniego dziesięciolecia wszystkie pomiary wprowadzały eksperymentatorów w zakłopotanie, bo spodziewali się otrzymać wyniki odwrotne - mówi prof. Rembieliński. - Wraz z Jackiem Ciborowskim z Uniwersytetu Warszawskiego przeprowadziliśmy rachunki i symulacje komputerowe tego procesu przyjmując, że neutrino to tachion. Okazało się, że krzywa teoretyczna i doświadczalna są praktycznie identyczne. Oznacza to, że potrafimy wyjaśnić anomalię tego procesu.
- Oczywiście, możliwe, że w tym eksperymencie jest popełniany jakiś błąd systematyczny. W tej chwili Jacek Ciborowski jest w kontakcie z grupami eksperymentalnymi z Troitska (pod Moskwą) i z Moguncji (Niemcy), gdzie wykonywane są najbardziej precyzyjne doświadczenia z rozpadem trytu. Nasze wyniki dotyczące wyjaśnienia anomalii w rozpadzie beta były prezentowane w sierpniu na konferencji w Jerozolimie. Obecnie kończymy pracę, którą wyślemy w październiku do publikacji.
- Rozpad trytu to jedyny obecnie dokładny pomiar związany z neutrinami - uzupełnia Jacek Ciborowski. - Jeśli neutrino elektronowe ma masę równą zero, wówczas widmo energii elektronów powinno liniowo maleć do zera. Jeśli neutrino ma masę niezerową (tak jak inne zwykłe cząstki, np. elektron) - wówczas punkt końcowy wypadnie poniżej zera, zaś widmo "zagnie" się przy samym końcu w dół. Ale wyniki doświadczalne pokazują, że jest przeciwnie: widmo nie zagina się ku dołowi.
- Wiedzeni intuicją rozważyliśmy rozpad z tachionowym neutrinem. Okazuje się, że policzona amplituda prowadzi do widma z "górką" przy końcu. A trzeba dodać, że dotychczas nie znaleziono wytłumaczenia tego zjawiska na gruncie fizyki konwencjonalnej, choć rozważano wiele przyczyn. Ponadto okazało się również, że hipoteza tachionowego neutrina tłumaczy łamanie parzystości w oddziaływaniach neutrin, fakt obserwowany doświadczalnie od 40 lat, lecz nie wyjaśniony do tej pory - mówi Ciborowski.
Czy najnowsze eksperymenty wciąż pasują
Tuż przed latem tego roku wykonany został najdokładniejszy dotychczas pomiar końca widma elektronów z rozpadu trytu przez grupę fizyków z Moguncji.
- Wstępne wyniki przedstawione zostały na letnich konferencjach. Na oko nasze widmo pasuje do danych, ale dopiero w październiku lub w listopadzie wybiorę się do Moguncji, aby je dopasować za pomocą komputera - mówi Jacek Ciborowski. - Jestem jednak przekonany, że będzie pasować. Również na oko pasuje widmo zmierzone przez rosyjską grupę z Troitska.
- Te wyniki nie dają jeszcze rozstrzygnięcia, czy neutrino jest tachionem, ale stanowią poważne argumenty za rozważeniem tej hipotezy - dodaje Ciborowski. - Osobiście uważam za mało prawdopodobne, aby zgodność tych naszych dwóch przewidywań, rozpadu trytu i niedoboru neutr
|
|
| sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Przenoszę do Bazgrołów, bo nie uwzględniłeś dzisiejszej wiedzy o neutrinach. Prawdopodobnie też skopiowałeś czyjś artykuł i nie podałeś źródła.
Na dziś wiemy, że nautrina mają masę i trzy "kolory", które same spontanicznie zmieniają - zgodne to jest z hipotezą Majorany z lat 60.
Zamiast przeklejać artykuł lepiej podać linka i postawić jakąś tezę do dyskusji.
Pozdrawiam
Rzeczywistość to coś, co nie znika, kiedy przestaje się w to wierzyć.
P.K.Dick
|
|
 |  2 na 2 |
| | 2 na 2 | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Niestety lub stety, istnieje coś takiego, jak naruszenie praw autorskich. Jeśli ktoś coś "chamsko" przekleja, to powinien być albo autorem, albo podać źródło z którego korzysta (że może z niego korzystać).
Dalej, jeśli informacje są przestarzałe, również powinien to zaznaczyć - taką informacją jest na przykład to, że neutrino posiada masę i nie jest to masa "urojona" jak u tachionów.
Pozdrawiam
Rzeczywistość to coś, co nie znika, kiedy przestaje się w to wierzyć.
P.K.Dick
|
|
| | | 1 na 1 | BP37 (5 punktów) | Co do praw autorskich to się zgadzam - przydała by się informacja o źródle cytatu. Niemniej jednak merytorycznie są to niezwykle ważne informacje - cała rzecz polega właśnie na tym, że nikt tu nie podał przestarzałych informacji - w świetle eksperymentu CERN to dane w Wikipedii oraz książkach do fizyki są już przestarzałe. Teoria Rembielińskiego i eksperyment OPERA CERN wykazują właśnie, że neutrina SĄ TACHIONAMI. Być może jego nazwisko będzie wkrótce stawiane obok Einsteina i Kopernika  Dlatego pisałem, że moim zdaniem nie jest post nadający się do działu "Bazgroły"
|
|
| | | -2 na 2 | scooby14444 (142 punktów) | Tekst pochodzi sprzed ponad dziesięciu lat z gazety wyborczej chyba. Nie wiem czy jest w tej chwili nawet ogólnodostępny, bo bym podał link. W sumie to nie jest w całości skopiowany, jest poprzerabiany itd. No ale skoro uważasz że nadaje się do śmieci to ok, ale jest w nim dużo merytorycznych treści. Istotne jest też to że już 14 lat temu możliwość przekroczenia c przez neutrina była analizowana przez Polskich fizyków, co woęcej wydawało im się to bardzo prawdopodobne.
|
|
| | | | 2 na 4 | liliac (147340 punktów) | Dział "Bazgroły" to nie są śmieci, a źródła na forum należy podawać ZAWSZE. Ciesz się, że z powodu braku namiarów na źródła nie wylądowałeś od razu na Oślej Ławce.
|
|
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
|
 |
|
