Dávid Gyula kérdések
Re: Dávid Gyula kérdések
Bátorkodom ismét megkérdezni: mi tette szükségessé, hogy feltételezzük a Higgs-mechanizmus létezését, annak szükségességét?
Re: Dávid Gyula kérdések
SzZoli:
A válasz egyértelmű (többször elmondtam az előadásokban, és úgy emlékszem, itt is megírtam már): az, hogy a kvantum-mezőelmélet ma legelfogadottabb változata, a mértékelmélet (gauge theory) határozottan nulla tömeget jósol a részecskéknek (pontosabban: a kölcsönhatást közvetítő bozonoknak, a fotonnak, a W- és Z-bozonnak, valamint a gluonoknak). Ez az elmélet nagyon szép, matematikailag gazdaságos, sok tényt megmagyaráz - viszont rosszul írja le a gyenge kölcsönhatás ismert tulajdonságait, amelyek igen nagy tömegű W és Z bozonra utalnak.
A Higgs-mechanizmus megoldja a problémát: az alapelméletben nulla tömegű mértékbozonok szerepelnek, a Higgs-mezővel való kölcsönhatás viszont tömeget ad nekik. És mivel az elmélet egy külön része (a Higgs-mező nemlineáris önkölcsönhatása) gondoskodik arról, hogy a Higgs-mező alapállapotban konstans, de nem nulla értékkel rendelkezzen, ezért az egyéb részecskéknek kölcsönzött tömeg állandó lesz. A mechanizmust később kiterjesztették a nem mértékbozon-jellegű részecskékre (kvarkok és leptonok) is, ma úgy véljük, minden elemi objektum a Higgs-mezőtől kapja a tömeget (magát a Higgs-részecskét kivéve).
(Az elméletből mellékesen az is kijön, hogy a foton és a gluonok továbbra is nulla tömegűek maradnak.)
Ez a játék akkor működik, ha a Higgs-mező alapállapotban van. Ma ez a helyzet, mert az alapállapot feletti gerjesztéséhez jóval nagyobb energia kell, mint ami az Univerzum mai hőmérsékletének megfelelő kT érték. Viszont ebből két dolog következik. Egyrészt régen, nem sokkal a Nagy Bumm után, amikor eléggé meleg volt, akkor a Higgs-mező nem volt alapállapotban. Ezért a részecskéknek nem volt határozott, állandó tömegük. És ami sokkal érdekesebb, az önálló életet élő Higgs-mező beleszólt a kozmológiai fejlődésbe: ez az infláció. Másrészt ha ma összpontosítunk kis helyre nagy energiát, "felolvaszthatjuk" a Higgs-mező befagyott szabadsági fokát, gerjeszthetjük azt. Ez a gerjesztés a Higgs-részecske. Ennek megtalálása visszamenőleg igazolja az egész konstrukciót.
dgy
mi tette szükségessé, hogy feltételezzük a Higgs-mechanizmus létezését, annak szükségességét?
A válasz egyértelmű (többször elmondtam az előadásokban, és úgy emlékszem, itt is megírtam már): az, hogy a kvantum-mezőelmélet ma legelfogadottabb változata, a mértékelmélet (gauge theory) határozottan nulla tömeget jósol a részecskéknek (pontosabban: a kölcsönhatást közvetítő bozonoknak, a fotonnak, a W- és Z-bozonnak, valamint a gluonoknak). Ez az elmélet nagyon szép, matematikailag gazdaságos, sok tényt megmagyaráz - viszont rosszul írja le a gyenge kölcsönhatás ismert tulajdonságait, amelyek igen nagy tömegű W és Z bozonra utalnak.
A Higgs-mechanizmus megoldja a problémát: az alapelméletben nulla tömegű mértékbozonok szerepelnek, a Higgs-mezővel való kölcsönhatás viszont tömeget ad nekik. És mivel az elmélet egy külön része (a Higgs-mező nemlineáris önkölcsönhatása) gondoskodik arról, hogy a Higgs-mező alapállapotban konstans, de nem nulla értékkel rendelkezzen, ezért az egyéb részecskéknek kölcsönzött tömeg állandó lesz. A mechanizmust később kiterjesztették a nem mértékbozon-jellegű részecskékre (kvarkok és leptonok) is, ma úgy véljük, minden elemi objektum a Higgs-mezőtől kapja a tömeget (magát a Higgs-részecskét kivéve).
(Az elméletből mellékesen az is kijön, hogy a foton és a gluonok továbbra is nulla tömegűek maradnak.)
Ez a játék akkor működik, ha a Higgs-mező alapállapotban van. Ma ez a helyzet, mert az alapállapot feletti gerjesztéséhez jóval nagyobb energia kell, mint ami az Univerzum mai hőmérsékletének megfelelő kT érték. Viszont ebből két dolog következik. Egyrészt régen, nem sokkal a Nagy Bumm után, amikor eléggé meleg volt, akkor a Higgs-mező nem volt alapállapotban. Ezért a részecskéknek nem volt határozott, állandó tömegük. És ami sokkal érdekesebb, az önálló életet élő Higgs-mező beleszólt a kozmológiai fejlődésbe: ez az infláció. Másrészt ha ma összpontosítunk kis helyre nagy energiát, "felolvaszthatjuk" a Higgs-mező befagyott szabadsági fokát, gerjeszthetjük azt. Ez a gerjesztés a Higgs-részecske. Ennek megtalálása visszamenőleg igazolja az egész konstrukciót.
dgy
Re: Dávid Gyula kérdések
Köszönöm a választ. De kicsit pontatlanul tettem fel a kérdést. Igazából azt nem értem, hogy a kvantum-mezőelmélet szerint miért nulla a részecskék tömege. Az, hogy
számomra kissé misztikus. Azt értem, hogya mértékelmélet (gauge theory) határozottan nulla tömeget jósol a részecskéknek
de ebből még nyilván nem következik a Higgs mechanizmus valós volta. Más kérdés, hogy mára bebizonyították.Ez az elmélet nagyon szép, matematikailag gazdaságos, sok tényt megmagyaráz
Re: Dávid Gyula kérdések
SzZoli:
Hát ez már igazán matek. De íme:
A lokális mértéktranszformáció, ami a mértékelméletek alapvető szimmetriája, így változtatja meg az elméletben szereplő vektormazőket:
A(x) -> A'(x) = A(x) + grad V(x)
ahol V(x) egy tetszőleges skalármező. Ha ez a transzformáció szimmetria, akkor nem szabad megváltoztatnia az elmélet kiindulópontjául szolgáló Lagrange-függvényt.
A részecskék tömegét leíró tag viszont így szerepel a Lagrange-függvényben: (1/2)m^2 A(x)^2, ahol m a tömeg.
Egy ilyen kifejezés nem marad invariáns, ha a fenti mértéktranszformációt alkalmazzuk rá. A lokális mértéktranszformáció tehát a tömeges részecskék elméletének nem szimmetriája. Ergo ha ragaszkodunk a lokális mértékszimmetriához (márpedig számos okból ragaszkodunk), akkor a Lagrange-függvényben nem szerepelhet tömegtag. Másképp kifejezve: a lokális mértékszimmetria csak a nulla tömegű részecskék létezésével fér össze.
Ilyen egyszerű
dgy
Igazából azt nem értem, hogy a kvantum-mezőelmélet szerint miért nulla a részecskék tömege.
Hát ez már igazán matek. De íme:
A lokális mértéktranszformáció, ami a mértékelméletek alapvető szimmetriája, így változtatja meg az elméletben szereplő vektormazőket:
A(x) -> A'(x) = A(x) + grad V(x)
ahol V(x) egy tetszőleges skalármező. Ha ez a transzformáció szimmetria, akkor nem szabad megváltoztatnia az elmélet kiindulópontjául szolgáló Lagrange-függvényt.
A részecskék tömegét leíró tag viszont így szerepel a Lagrange-függvényben: (1/2)m^2 A(x)^2, ahol m a tömeg.
Egy ilyen kifejezés nem marad invariáns, ha a fenti mértéktranszformációt alkalmazzuk rá. A lokális mértéktranszformáció tehát a tömeges részecskék elméletének nem szimmetriája. Ergo ha ragaszkodunk a lokális mértékszimmetriához (márpedig számos okból ragaszkodunk), akkor a Lagrange-függvényben nem szerepelhet tömegtag. Másképp kifejezve: a lokális mértékszimmetria csak a nulla tömegű részecskék létezésével fér össze.
Ilyen egyszerű
dgy
Re: Dávid Gyula kérdések
Idő-iránya: van paradoxon?
Gyakran hallom, hogy ellenmondás van az elemi fizikai törvények, amik időben tükrözhetők, és a makroszkópikus rendszereket leíró statisztikus törvények között, mivel az utóbbi nem fordítható meg, lásd entrópia növekedés, meg a szilánkok nem állnak össze pohárrá.
Én ezt túlságosan is könnyen fel tudom oldani, ami biztos azt jelenti, hogy még a problémát se fogtam fel. De mégis olyan ésszerűnek tűnik. Klasszikus fizikára fogok korlátozódni. És két példán keresztül fogom bemutatni mire gondolok, abból fogok általánosítani. Az elsőben egy súrlódásmentes billiárd asztalról lesz szó. Van egy videófelvételem a golyók mozgásáról, de nem tudom, hogy a videó visszafele vagy előre fele van lejátszva. A kérdés minden esetben az, hogy el tudom-e dönteni, merre van lejátszva, azaz, hogy merre folyik az idő. Ha egy golyó van, akkor nyilván nem tudom. Ez felel meg a mikroszkópikus törvények időben megfordíthatóságának. Most legyen 16 golyó, ami már nagyjából végtelen (hehe), már lehet beszélni entrópiáról. Ez azért igaz, mert ha látok egy olyan videót, hogy kezdetben 15 golyó nyugszik egy háromszögben, a 16-dik pedig v sebességgel halad feléje, majd összevissza szétrepülnek. Akkor azt gondolom, hogy ez a videó van rendesen lejátszva, mert a rendezetlenség nő. A hosszú billiárdos pályafutásom alatt olyant még sohase láttam, hogy összevissza mozognak a golyók, egyszer csak pont úgy ütköznek, hogy 15 megáll, egy pedig v sebességgel távolodik tőlük. Kész is a paradoxon ilyen idealizált példán.
A feloldás az, hogy ne egy kiragadott jelenetet nézzünk meg a videón, hanem mindkét irányban végtelen ideig nézzük meg a videót. Természetesen nem fogok egy csomó pénzt kifizetni az operatőrnek ezért, hanem kiszámolom, leszimulálom. A szimuláció eredménye ez: Elindulok a t = +végtelenből, akkor a golyók összevissza mozognak, az entrópia maximális. Aztán ahogy tartok t = 0-ba 15 golyó leáll, egy pedig v sebességgel távolodik. (Fentebb itt le is kapcsoltam a videót.) Aztán a 16-dik távolodik, visszapattan a falról (zárt rendszer!), aztán v sebességgel közeledik, és szétüti az álló golyókat, t = -végtelenben az entrópia maximális. Tehát teljes skálán nézve mindkét irányba nő az entrópia. Az entrópia grafikonon van egy völgy, egy szimmetrikus(!) völgy, és az eredeti videó, ennek a völgynek csak az egyik oldalát mutatta meg, ezzel vittük bele az aszimmetriát. Ha teljes videót mutatnák meg, akkor egyáltalán nem tudnánk eldönteni (még valószínűségi alapon sem!), hogy merre lett lejátszva. A szimuláció azt feltételezte, hogy a teljes időtartam alatt a rendszer zárt volt. A valóságban nem ez a helyzet, hanem miután gondosan megtörölgettem a golyókat, felállítom a szabályoknak megfelelően, tehát létrehozok egy preparált szituációt. A rendszer nyílt. Az első (és egyben utolsó) lökés után lesz zárt a rendszer. Természetesen az entrópia növekedés törvénye nyílt rendszerre nem vonatkozik. Az ember döntése, az önkény kérdése, hogy mennyire rendezett rendszert hozok létre. Márpedig az ember koránt sem véletlenszerűen hoz létre rendszereket. Nagyon speciális (mostantól: preparált) helyzetből indítunk, valljuk be: szeretjük a rendet. Attól preparált, hogy majdnem minden golyó sebessége nulla, majdnem minden golyó egy helyen van. Kevés adattal meg lehet adni, könnyen meg lehet valósítani. Lehetne olyan preparált helyzetből is indítani a golyókat, hogy tényleg összeálljanak 5 perc után. De ez igen nagy precizitást, igen sok adatot (minden golyónak más és más a sebessége), technikai kihívást jelentene. Ez az oka annak, hogy nem láttunk összeálló golyókat, az hogy az ember kiválaszt egy-két preparált szituációt, abból indul mindig ki. Itt az aszimmetria, nem pedig az idő irányában.
Második példa a vizespohár esete, de csak nagy vonalakban. Egy asztal szélén van egy vizespohár, az asztal széle pont a középpontjával esik egybe. Amikor véletlenszerűen több atom lesz a padló felőli oldalon, akkor leesik, széttörik. Visszafele: szilánkok összeállnak --> felrepül --> összeáll pohárrá, mozognak az atomok összevissza nagyjából tartva a pohár alakját --> lesz egy pont amikor több atom van megint a padló oldalán --> leesik, széttörik. Megint mi történt? Nem egy tipikus kezdőállapotból indítottuk el a rendszert, hanem egy preparált, atipikus állapotból, egy jó nagy rendből, a pohárból. Az üvegfújó, mint a nyílt rendszer patrónusa, nem sorsolással döntötte el minden egyes pohár atom helyét és sebességét, hanem koncepcióval.
A kezdeti feltételek kiválasztásában ez a hatalmas emberi részrehajlás az, ami miatt nem látunk poharat összeállni, pontosabban, ami miatt látunk poharat széttörni.
Egy kicsit nézzük meg statisztikus fizika szemmel is. Az az alapfeltevése, hogy minden kezdő mikroállapot egyenlő valószínűségű. Tehát a sokaságban benne az is, hogy egy gáztartályban csak az egyik felében vannak molekulák, és azok z irányban fele-le pattognak egyszerre, nincs és nem is lesz oldalirányú sebesség --> az entrópia soha nem lesz maximális. Ezt azzal szokták elcsapni, hogy az ilyen kezdőállapotok nullmértékű halmazt alkotnak, statisztikusan nem számít. De azt ki meri állítani, hogy amikor az ember egy nyílt rendszerből létrehoz egy zárt rendszert, akkor ennek a véletlenszerűségnek aláveti magát és nem reprezentálja felül ezt a nullmértékű halmazt?
Gyakran hallom, hogy ellenmondás van az elemi fizikai törvények, amik időben tükrözhetők, és a makroszkópikus rendszereket leíró statisztikus törvények között, mivel az utóbbi nem fordítható meg, lásd entrópia növekedés, meg a szilánkok nem állnak össze pohárrá.
Én ezt túlságosan is könnyen fel tudom oldani, ami biztos azt jelenti, hogy még a problémát se fogtam fel. De mégis olyan ésszerűnek tűnik. Klasszikus fizikára fogok korlátozódni. És két példán keresztül fogom bemutatni mire gondolok, abból fogok általánosítani. Az elsőben egy súrlódásmentes billiárd asztalról lesz szó. Van egy videófelvételem a golyók mozgásáról, de nem tudom, hogy a videó visszafele vagy előre fele van lejátszva. A kérdés minden esetben az, hogy el tudom-e dönteni, merre van lejátszva, azaz, hogy merre folyik az idő. Ha egy golyó van, akkor nyilván nem tudom. Ez felel meg a mikroszkópikus törvények időben megfordíthatóságának. Most legyen 16 golyó, ami már nagyjából végtelen (hehe), már lehet beszélni entrópiáról. Ez azért igaz, mert ha látok egy olyan videót, hogy kezdetben 15 golyó nyugszik egy háromszögben, a 16-dik pedig v sebességgel halad feléje, majd összevissza szétrepülnek. Akkor azt gondolom, hogy ez a videó van rendesen lejátszva, mert a rendezetlenség nő. A hosszú billiárdos pályafutásom alatt olyant még sohase láttam, hogy összevissza mozognak a golyók, egyszer csak pont úgy ütköznek, hogy 15 megáll, egy pedig v sebességgel távolodik tőlük. Kész is a paradoxon ilyen idealizált példán.
A feloldás az, hogy ne egy kiragadott jelenetet nézzünk meg a videón, hanem mindkét irányban végtelen ideig nézzük meg a videót. Természetesen nem fogok egy csomó pénzt kifizetni az operatőrnek ezért, hanem kiszámolom, leszimulálom. A szimuláció eredménye ez: Elindulok a t = +végtelenből, akkor a golyók összevissza mozognak, az entrópia maximális. Aztán ahogy tartok t = 0-ba 15 golyó leáll, egy pedig v sebességgel távolodik. (Fentebb itt le is kapcsoltam a videót.) Aztán a 16-dik távolodik, visszapattan a falról (zárt rendszer!), aztán v sebességgel közeledik, és szétüti az álló golyókat, t = -végtelenben az entrópia maximális. Tehát teljes skálán nézve mindkét irányba nő az entrópia. Az entrópia grafikonon van egy völgy, egy szimmetrikus(!) völgy, és az eredeti videó, ennek a völgynek csak az egyik oldalát mutatta meg, ezzel vittük bele az aszimmetriát. Ha teljes videót mutatnák meg, akkor egyáltalán nem tudnánk eldönteni (még valószínűségi alapon sem!), hogy merre lett lejátszva. A szimuláció azt feltételezte, hogy a teljes időtartam alatt a rendszer zárt volt. A valóságban nem ez a helyzet, hanem miután gondosan megtörölgettem a golyókat, felállítom a szabályoknak megfelelően, tehát létrehozok egy preparált szituációt. A rendszer nyílt. Az első (és egyben utolsó) lökés után lesz zárt a rendszer. Természetesen az entrópia növekedés törvénye nyílt rendszerre nem vonatkozik. Az ember döntése, az önkény kérdése, hogy mennyire rendezett rendszert hozok létre. Márpedig az ember koránt sem véletlenszerűen hoz létre rendszereket. Nagyon speciális (mostantól: preparált) helyzetből indítunk, valljuk be: szeretjük a rendet. Attól preparált, hogy majdnem minden golyó sebessége nulla, majdnem minden golyó egy helyen van. Kevés adattal meg lehet adni, könnyen meg lehet valósítani. Lehetne olyan preparált helyzetből is indítani a golyókat, hogy tényleg összeálljanak 5 perc után. De ez igen nagy precizitást, igen sok adatot (minden golyónak más és más a sebessége), technikai kihívást jelentene. Ez az oka annak, hogy nem láttunk összeálló golyókat, az hogy az ember kiválaszt egy-két preparált szituációt, abból indul mindig ki. Itt az aszimmetria, nem pedig az idő irányában.
Második példa a vizespohár esete, de csak nagy vonalakban. Egy asztal szélén van egy vizespohár, az asztal széle pont a középpontjával esik egybe. Amikor véletlenszerűen több atom lesz a padló felőli oldalon, akkor leesik, széttörik. Visszafele: szilánkok összeállnak --> felrepül --> összeáll pohárrá, mozognak az atomok összevissza nagyjából tartva a pohár alakját --> lesz egy pont amikor több atom van megint a padló oldalán --> leesik, széttörik. Megint mi történt? Nem egy tipikus kezdőállapotból indítottuk el a rendszert, hanem egy preparált, atipikus állapotból, egy jó nagy rendből, a pohárból. Az üvegfújó, mint a nyílt rendszer patrónusa, nem sorsolással döntötte el minden egyes pohár atom helyét és sebességét, hanem koncepcióval.
A kezdeti feltételek kiválasztásában ez a hatalmas emberi részrehajlás az, ami miatt nem látunk poharat összeállni, pontosabban, ami miatt látunk poharat széttörni.
Egy kicsit nézzük meg statisztikus fizika szemmel is. Az az alapfeltevése, hogy minden kezdő mikroállapot egyenlő valószínűségű. Tehát a sokaságban benne az is, hogy egy gáztartályban csak az egyik felében vannak molekulák, és azok z irányban fele-le pattognak egyszerre, nincs és nem is lesz oldalirányú sebesség --> az entrópia soha nem lesz maximális. Ezt azzal szokták elcsapni, hogy az ilyen kezdőállapotok nullmértékű halmazt alkotnak, statisztikusan nem számít. De azt ki meri állítani, hogy amikor az ember egy nyílt rendszerből létrehoz egy zárt rendszert, akkor ennek a véletlenszerűségnek aláveti magát és nem reprezentálja felül ezt a nullmértékű halmazt?
Re: Dávid Gyula kérdések
[quote="telev"Az elsőben egy súrlódásmentes billiárd asztalról lesz szó. Van egy videófelvételem a golyók mozgásáról, de nem tudom, hogy a videó visszafele vagy előre fele van lejátszva. A kérdés minden esetben az, hogy el tudom-e dönteni, merre van lejátszva, azaz, hogy merre folyik az idő. Ha egy golyó van, akkor nyilván nem tudom. Ez felel meg a mikroszkópikus törvények időben megfordíthatóságának. Most legyen 16 golyó, ami már nagyjából végtelen (hehe), már lehet beszélni entrópiáról. Ez azért igaz, mert ha látok egy olyan videót, hogy kezdetben 15 golyó nyugszik egy háromszögben, a 16-dik pedig v sebességgel halad feléje, majd összevissza szétrepülnek. Akkor azt gondolom, hogy ez a videó van rendesen lejátszva, mert a rendezetlenség nő. A hosszú billiárdos pályafutásom alatt olyant még sohase láttam, hogy összevissza mozognak a golyók, egyszer csak pont úgy ütköznek, hogy 15 megáll, egy pedig v sebességgel távolodik tőlük. Kész is a paradoxon ilyen idealizált példán.[/quote]
Ha nincs surlődás, nincs légellenállás, tökéletesen merevek a tárgyak (nem melegsenek fel az ütközésektől)
akkor ha végtelen sokáig nézzük a biliárd asztalt, a gravitáció miatt nem fognak összecsomósodni és körbe-körbe forogni egy középpont körül, mint egy galaxis? Vagy a gravitációt is elhanyagoljuk?
Nemrég volt egy kísérlet az ISS fedélzetén, ahol egy zacskó vízben cukor meg őrölt kávé állt össze csomókba a rázás után, és nem pattogtak össze-vissza végtelen ideig. (nem a gravitáció miatt...). Ez hasonló zárt rendszer mint a biliárd asztalod.
Ha nincs surlődás, nincs légellenállás, tökéletesen merevek a tárgyak (nem melegsenek fel az ütközésektől)
akkor ha végtelen sokáig nézzük a biliárd asztalt, a gravitáció miatt nem fognak összecsomósodni és körbe-körbe forogni egy középpont körül, mint egy galaxis? Vagy a gravitációt is elhanyagoljuk?
Nemrég volt egy kísérlet az ISS fedélzetén, ahol egy zacskó vízben cukor meg őrölt kávé állt össze csomókba a rázás után, és nem pattogtak össze-vissza végtelen ideig. (nem a gravitáció miatt...). Ez hasonló zárt rendszer mint a biliárd asztalod.
Re: Dávid Gyula kérdések
dgy írta:Létezik olyan elmélet, amiben olyan részecskék vannak, amelyek alapvetően gyorsuló dolgokkal szeretnek kölcsönhatni?
Tudtommal nem létezik, de öt perc alatt csinálok, ha kell...
Matematikailag nem kunszt ilyen elméletet csinálni. Más kérdés, hogy mindeddig nem volt szükség ilyen típusú elméletre, ezért nem is dolgozták ki részletesen se a matematikáját, se a fizikai következményeit. Az eddigi fizikai tapasztalatok leírásához elegendő volt a legfeljebb a sebességtől (vagy attól se) függő erőhatások bevezetése. És ez azért erős érv - nagyon alaposan meg kell indokolni, ha valaki ezen túl akar lépni. Ha viszont van jó fizikai indoklás, hogy miért kellene ezzel foglalkozni, milyen problémákat oldana meg, akkor biztos rászáll néhány profi matematikus, és kidolgozzák a részleteit.
Mindenesetre furcsa és szokatlan lenne. A Newton-torvény új megfelelőjében például nem a sebesség második, hanem negyedik deriváltja szerepelne... Ezért a részecskék természetes (erőmentes, kölcsönhatásmentes) állapota nem az állandó sebességű, hanem az egyenletesen növekvő gyorsulású mozgás lenne. Ilyesmit pedig nem látunk.
Egy hasonló gondolat volt a fizika történetében: amikor megpróbálták figyelembe venni a töltött részecske által kisugárzott elektromágneses hullám visszahatását, "visszarúgását" a részecskére. Abból jött ki ilyen furcsa, senki által nem látott mozgás. Ezt nem tudták matematikailag korrektül tárgyalni, úgy, hogy a furcsa mozgások kimaradjanak. Részletes leírás Feynman: Mai fizika 6. kötetben. "Öngyorsító" vagy "runaway" elektron néven kell keresni a problémát.
És ez még csak a feje. Csak kóstoló a problémákból, ha komolyan vesszük a gyorsulás-függő kölcsönhatásokat.
dgy
Hálásan köszönöm a válaszod! Tudsz egy helyet, ahol ilyen fontos anyagokhoz, mint Feynman könyvei, magyar-német-angol nyelvek valamelyikén hozzá tudnék férni az interneten? Torrenten javarészt csak előadások vannak, a könyvei nem nagyon, és az egyébként is dádá (
). Sajnos a google is elég szűkszavú runaway elektron témában.Elképzelésem szerint
(1) a szokásos megmaradási tételek (energia, impulzus, stb.) ezekre a részecskékre ugyanúgy fennállnának, és ezért természetes állapotuk nekik is az egyenes vonalú egyenletes mozgás lenne,
(2) mindössze kölcsönhatásaik során lépne fel gyorsulásfüggés.
Ha jól értelek, akkor (1) és (2) vezet matematikai ellentmondásokra.
Elképzelésem alapvetően egy ilyen, hipotetikus részecskékből álló gázra, vagy egy ilyen részecskék által alkotott, lokálisan vagy globálisan nemnulla vev-ű mezőre vonatkozna. Ez hozzá képest gyorsuló anyaggal hatna kölcsön, (hozzá képest) egyenes vonalú egyenletes mozgást végző anyag változatlanul menne rajta át.
A mezőhöz (gázhoz) képest gyorsuló anyag esetében viszont kölcsönhatás volna. Például:
- gyorsuló részecskék esetében az Unruh-effektushoz adhatna járulékot (vagy akár az egészet)
- feketelyuk eseményhorizontja környéki viselkedése a Hawking-sugárzáshoz hasonló formában jelentkezne,
- egymás körül ellipszispályán mozgó tömegek esetén az általuk keltett gravitációs hullámokhoz volna hasonlatos,
- forgó tömeg körül keringő mozgást végző kordinátarendszerben pedig a frame draggingot (vagy annak egy részét) okozhatná,
- illetve emellett alkothatná még a sötétanyag egy részét.
Lényegében tehát az áltrel számunkra még nem reménytelenül elérhetetlen tartományában megjósolt jelenségeinek modellezésére gondolok, megfelelően belőtt paraméterű ilyesfajta részecskékkel.
Lehetségesnek tartod egy ilyen modell megalkosát?
Megtisztelő válaszodért előre is köszönettel
MM
Re: Dávid Gyula kérdések
Tisztelt Dávid Gyula!
Az lenne a kérdésem ismeri-e 'Lee Smolin: Mi a gubanc a fizikával' című könyvét, és ha igen, mennyire ért egyet az abban megfogalmazottakkal? Tényleg ekkora a baj az elméleti fizika elmúlt 30 évével, vagy csak erősen a túloz a szerző és így próbálja a húrelmélettel kapcsolatos ellenérzéseit alátámasztani?
Előre is köszönöm válaszát, és gratulálok a neten található előadásaihoz!
Az lenne a kérdésem ismeri-e 'Lee Smolin: Mi a gubanc a fizikával' című könyvét, és ha igen, mennyire ért egyet az abban megfogalmazottakkal? Tényleg ekkora a baj az elméleti fizika elmúlt 30 évével, vagy csak erősen a túloz a szerző és így próbálja a húrelmélettel kapcsolatos ellenérzéseit alátámasztani?
Előre is köszönöm válaszát, és gratulálok a neten található előadásaihoz!
Re: Dávid Gyula kérdések
Banzai:
Ismerem, persze.
Amit Smolin leír a könyvben, az természetesen igaz. A húrelmélet belső fejleményeit illetően nem is tisztem bírálni, hiszen sokkal jobban ismeri nálam, ő sokáig húrelmészként dolgozott, ott volt az úttörők között.
A könyvben leírtakat mégis kissé egyoldalúnak érzem. Ha az lenne a címe: "Mi a gubanc az elméleti részecskefizikával?", akkor minden további nélkül el lehetne fogadni a véleményét. A részecskefizikában a nyolcvanas évek óta valóban a húrelmélet a vezető, messiásnak kikiáltott paradigma, és ma egyre többen úgy érzik, hogy nem váltotta be a hozzá fűződő reményeket. Egy találó hasonlattal: 1980 körül kiértünk egy sziklafennsík szélére, és az alattunk messzire húzódó dzsungelen túl megpillantottuk a fenséges hegyormokat. A perspektíva széditő volt és csodálatos reményekkel kecsegtető. Mindenkinek elállt a lélegzete a gyönyörűségtől, és aki ezt átélte, az ennek a fenséges pillanatnak az emlékét sohasem törölheti ki az agyából és a szívéből. Aztán elmúlt a gyönyörködés pillanata, nagyot sóhajtottunk, leereszkedtünk a fennsík szélén, és elindultunk a távoli hegyek felé. És íme: már harminc éve botorkálunk a dzsungelben, machetével csapkodjuk az indákat, fulladozunk a mocsár kigőzölgéseitől, kűzdünk a moszkítókkal és a mérgeskígyókkal, egyre csak vágjuk az ösvényt, és egyre kevésbé vagyunk biztosak abban, hogy jó irányban haladunk. Néhányan már azt is felvetették, hogy ott a fennsíkon talán csak káprázott a szemünk, nem is láttuk a távoli hegyeket, sőt azok esetleg nem is léteznek... Ilyenkor kezdenek az expedíció tagjai összekapni az irányon, a vezetésen, a terhek elosztásán, később pedig akár egy kulacs vizen is.
A fentiek elég jól leírják az elméleti részecskefizika mainstream irányzatának helyzetét. Ám a fizika nemcsak ebből áll! Már a részecskefizika sem: a kísérleti részecskefizikában az utóbbi évtizedben szédületes fejlődés ment végbe, és miközben sorra igazolták a Standard Modell előrejelzéseit, olyan új eszközöket, módszereket, adatfeldolgozási és informatikai metódusokat, nemzetközi együttműködési formákat fejlesztettek ki és standardizáltak, amelyek gyökeresen megváltoztatták a tudományág képét.
És persze ott van a fizika számos más ága. Hogy csak egy példát hozzak: a szilárdtestfizikából lassan leválik és önnállósodik a nanofizika, a nanoméretű kristályos anyagok tudománya (és külön ezen belül a kétdimenziós rendszerek tudománya), amely lényegében a könyvben pangásnak jellemzett harminc év alatt fejlődött ki, miközben számos új kísérleti és elméleti eredménnyel gazdagította a fizikát, melyek hamarosan átlépnek a technológia és a mindennapi élet világába is. Elég csak az új csodaanyagot, a grafént említeni, amely néhány éven belül forradalmasítani fogja az elektronikát és az információtechnológiát. Ennek az anyagnak és rokonainak az előállításához és vizsgálatához számos új kísérleti módszert kellett kifejleszteni, tulajdonságainak elméleti vizsgálata pedig a kvantumelmélet alapelveinek újszerű alkalmazását, esetenként továbbfejlesztését kívánta meg.
A fizika tehát köszöni szépen, jól van, és vidáman fejlődik. Lehet, hogy a következő évtizedekben nem az az ága (a részecskefizika) lesz a vezető, a legtöbb új és forradalmi ismeretet hozó része, ami a korábbiakban volt (legalábbis ennek az ágnak a művelői szerint), hanem valami más. Az is igaz, hogy ennek az ágnak a művelői és a rájuk hivatkozó ismeretterjesztők állandóan azt hangoztatták, hogy ez egyben a "legalapvetőbb", a "legmélyebbre ásó", a világ "végső szerkezetével" foglalkozó fizikai tudomány. Ez az érvelés (bár van benne valami) alapvetően szubjektív. Lehet, hogy a fizika következő nagy lépése nem a még elemibb részecskék megismerése lesz, hanem annak felderítése, hogyan épülnek fel, hogyan szerveződnek meg az elemi alkatrészekből és elemi kölcsönhatásokból a makroszkópikus világ komplex jelenségei, objektumai. Lehet, hogy ebben az irányban nem a részecskefizika, hanem a nanofizika vagy a biológiai fizika teszi meg majd a legfontosabb lépéseket. Az is lehet, hogy e jelenségek, szerveződések megértése, a szükséges fogalmak, matematikai módszerek kidolgozása teszi majd (esetleg néhány évtized múlva) lehetővé, hogy a részecskefizika is tovább lépjen, megszabaduljon mostani fogalmi és matematikai nehézségeitől, vagy akár a mai gondolkodásmódtól gyökeresen más irányba való elmozduláshoz kapjon ösztönzést. És akkor talán kijuthat a dzsungel szélére, és újból megpillanthatja a (talán) már nem is olyan távoli fenséges hegyeket.
Smolin belső körből származó tapasztalataira és ismereteire épülő kritikája valószínűleg hozzásegíti a részecskefizikusokat ahhoz, hogy könnyebben megtalálják a tovább vezető ösvényeket.
dgy
ismeri-e 'Lee Smolin: Mi a gubanc a fizikával' című könyvét, és ha igen, mennyire ért egyet az abban megfogalmazottakkal?
Ismerem, persze.
Amit Smolin leír a könyvben, az természetesen igaz. A húrelmélet belső fejleményeit illetően nem is tisztem bírálni, hiszen sokkal jobban ismeri nálam, ő sokáig húrelmészként dolgozott, ott volt az úttörők között.
A könyvben leírtakat mégis kissé egyoldalúnak érzem. Ha az lenne a címe: "Mi a gubanc az elméleti részecskefizikával?", akkor minden további nélkül el lehetne fogadni a véleményét. A részecskefizikában a nyolcvanas évek óta valóban a húrelmélet a vezető, messiásnak kikiáltott paradigma, és ma egyre többen úgy érzik, hogy nem váltotta be a hozzá fűződő reményeket. Egy találó hasonlattal: 1980 körül kiértünk egy sziklafennsík szélére, és az alattunk messzire húzódó dzsungelen túl megpillantottuk a fenséges hegyormokat. A perspektíva széditő volt és csodálatos reményekkel kecsegtető. Mindenkinek elállt a lélegzete a gyönyörűségtől, és aki ezt átélte, az ennek a fenséges pillanatnak az emlékét sohasem törölheti ki az agyából és a szívéből. Aztán elmúlt a gyönyörködés pillanata, nagyot sóhajtottunk, leereszkedtünk a fennsík szélén, és elindultunk a távoli hegyek felé. És íme: már harminc éve botorkálunk a dzsungelben, machetével csapkodjuk az indákat, fulladozunk a mocsár kigőzölgéseitől, kűzdünk a moszkítókkal és a mérgeskígyókkal, egyre csak vágjuk az ösvényt, és egyre kevésbé vagyunk biztosak abban, hogy jó irányban haladunk. Néhányan már azt is felvetették, hogy ott a fennsíkon talán csak káprázott a szemünk, nem is láttuk a távoli hegyeket, sőt azok esetleg nem is léteznek... Ilyenkor kezdenek az expedíció tagjai összekapni az irányon, a vezetésen, a terhek elosztásán, később pedig akár egy kulacs vizen is.
A fentiek elég jól leírják az elméleti részecskefizika mainstream irányzatának helyzetét. Ám a fizika nemcsak ebből áll! Már a részecskefizika sem: a kísérleti részecskefizikában az utóbbi évtizedben szédületes fejlődés ment végbe, és miközben sorra igazolták a Standard Modell előrejelzéseit, olyan új eszközöket, módszereket, adatfeldolgozási és informatikai metódusokat, nemzetközi együttműködési formákat fejlesztettek ki és standardizáltak, amelyek gyökeresen megváltoztatták a tudományág képét.
És persze ott van a fizika számos más ága. Hogy csak egy példát hozzak: a szilárdtestfizikából lassan leválik és önnállósodik a nanofizika, a nanoméretű kristályos anyagok tudománya (és külön ezen belül a kétdimenziós rendszerek tudománya), amely lényegében a könyvben pangásnak jellemzett harminc év alatt fejlődött ki, miközben számos új kísérleti és elméleti eredménnyel gazdagította a fizikát, melyek hamarosan átlépnek a technológia és a mindennapi élet világába is. Elég csak az új csodaanyagot, a grafént említeni, amely néhány éven belül forradalmasítani fogja az elektronikát és az információtechnológiát. Ennek az anyagnak és rokonainak az előállításához és vizsgálatához számos új kísérleti módszert kellett kifejleszteni, tulajdonságainak elméleti vizsgálata pedig a kvantumelmélet alapelveinek újszerű alkalmazását, esetenként továbbfejlesztését kívánta meg.
A fizika tehát köszöni szépen, jól van, és vidáman fejlődik. Lehet, hogy a következő évtizedekben nem az az ága (a részecskefizika) lesz a vezető, a legtöbb új és forradalmi ismeretet hozó része, ami a korábbiakban volt (legalábbis ennek az ágnak a művelői szerint), hanem valami más. Az is igaz, hogy ennek az ágnak a művelői és a rájuk hivatkozó ismeretterjesztők állandóan azt hangoztatták, hogy ez egyben a "legalapvetőbb", a "legmélyebbre ásó", a világ "végső szerkezetével" foglalkozó fizikai tudomány. Ez az érvelés (bár van benne valami) alapvetően szubjektív. Lehet, hogy a fizika következő nagy lépése nem a még elemibb részecskék megismerése lesz, hanem annak felderítése, hogyan épülnek fel, hogyan szerveződnek meg az elemi alkatrészekből és elemi kölcsönhatásokból a makroszkópikus világ komplex jelenségei, objektumai. Lehet, hogy ebben az irányban nem a részecskefizika, hanem a nanofizika vagy a biológiai fizika teszi meg majd a legfontosabb lépéseket. Az is lehet, hogy e jelenségek, szerveződések megértése, a szükséges fogalmak, matematikai módszerek kidolgozása teszi majd (esetleg néhány évtized múlva) lehetővé, hogy a részecskefizika is tovább lépjen, megszabaduljon mostani fogalmi és matematikai nehézségeitől, vagy akár a mai gondolkodásmódtól gyökeresen más irányba való elmozduláshoz kapjon ösztönzést. És akkor talán kijuthat a dzsungel szélére, és újból megpillanthatja a (talán) már nem is olyan távoli fenséges hegyeket.
Smolin belső körből származó tapasztalataira és ismereteire épülő kritikája valószínűleg hozzásegíti a részecskefizikusokat ahhoz, hogy könnyebben megtalálják a tovább vezető ösvényeket.
dgy
Re: Dávid Gyula kérdések
Köszönöm szépen kimerítő válaszát és további sok sikert kívánok oktató-kutatói munkájához, valamint az ismeretterjesztő előadásaihoz.