Fotonin hajoaminen?

Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005

Tuli tässä mieleen kysymys, että mikä säilymislaki estää hajoamisreaktion

fotoni --> fotoni(1) + fotoni(2) ?

Mikäli fotonit 1 ja 2 kulkevat samaan suuntaan kuin alkuperäinen, niin energian, liikemäärän ja varauksen säilymislait olisivat triviaalisti voimassa kunhan f = f1 + f2.

Pyörimismäärän säilymisen kanssa voi tulla ongelmia, sillä alkutilan spin-projektio kulkusuunnassa on joko +1 tai -1, kun taas lopputilan mahdollisuudet ovat +2, 0 tai -2 (+1 ja +1, tai +1 ja -1, tai -1 ja -1). Mutta entäs sitten hajoaminen kolmeksi fotoniksi, jossa fotonien spinit ovat +1, +1 ja -1 (tai +1, -1, -1), mikäs sen estää?

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sivut

Kommentit (35)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Ehkäpä se, ettei fotonia ole olemassakaan hiukkasmaisena muulloin kuin vuorovaikutustilanteessa ja silloin sen vaikutus määräytyisi vuorovaikuttavan aineen kvanttitilojen ehdoilla.

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005
David
Ehkäpä se, ettei fotonia ole olemassakaan hiukkasmaisena muulloin kuin vuorovaikutustilanteessa ja silloin sen vaikutus määräytyisi vuorovaikuttavan aineen kvanttitilojen ehdoilla.

No toki kun ratkaisee Maxwellin yhtälöt lähteettömässä avaruudessa, niin huomaa, että ratkaisuksi kelpaa aalto, jolla on jokin vakiotaajuus. Ratkaisu ei nähdäkseni spontaanisti kehity kahden tai useamman alempaa taajuutta olevan aallon summaksi. Mutta hiukkasfysiikan standardimallissa fotoni ajatellaan usein hiukkaseksi, ja haluaisin tietää, mikä ko. mallissa estää esittämäni hajoamisen.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
hmk
David
Ehkäpä se, ettei fotonia ole olemassakaan hiukkasmaisena muulloin kuin vuorovaikutustilanteessa ja silloin sen vaikutus määräytyisi vuorovaikuttavan aineen kvanttitilojen ehdoilla.

No toki kun ratkaisee Maxwellin yhtälöt lähteettömässä avaruudessa, niin huomaa, että ratkaisuksi kelpaa aalto, jolla on jokin vakiotaajuus. Ratkaisu ei nähdäkseni spontaanisti kehity kahden tai useamman alempaa taajuutta olevan aallon summaksi.

Vaikeata sitä taitaisi olla kuvata, kun aallot etenevät samalla nopeudella. Vastakkain tai ristikkäin kulkevat aallothan kyllä käyvät ns. superpositiossa hetkellisesti / paikallisesti.

hmk

Mutta hiukkasfysiikan standardimallissa fotoni ajatellaan usein hiukkaseksi, ja haluaisin tietää, mikä ko. mallissa estää esittämäni hajoamisen.

Niin siis jos hiukkasen tila on riippuvainen vuorovaikuttavan aineen kvanttitilasta, niin silloin käytäntö estää sen. Ei kait sille pelkästään matemaattista estettä olekaan olemassa. Tai matematiikka on sikäli puutteellista, ettei sitä "kiellettyä tilaa" ole oikealla tavalla esitetty.

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005
David
hmk
David
Ehkäpä se, ettei fotonia ole olemassakaan hiukkasmaisena muulloin kuin vuorovaikutustilanteessa ja silloin sen vaikutus määräytyisi vuorovaikuttavan aineen kvanttitilojen ehdoilla.

No toki kun ratkaisee Maxwellin yhtälöt lähteettömässä avaruudessa, niin huomaa, että ratkaisuksi kelpaa aalto, jolla on jokin vakiotaajuus. Ratkaisu ei nähdäkseni spontaanisti kehity kahden tai useamman alempaa taajuutta olevan aallon summaksi.

Vaikeata sitä taitaisi olla kuvata, kun aallot etenevät samalla nopeudella. Vastakkain tai ristikkäin kulkevat aallothan kyllä käyvät ns. superpositiossa hetkellisesti / paikallisesti.



Kahden eritaajuuksisen aallon summan kuvaaminen ei ole mitenkään vaikeaa, esim:

exp[i(k1*x - 2pi*f1*t)] + exp[i(k2*x - 2pi*f2*t)]

(Esimerkkinä x-akselin suuntaan etenevät aallot.)

David
hmk

Mutta hiukkasfysiikan standardimallissa fotoni ajatellaan usein hiukkaseksi, ja haluaisin tietää, mikä ko. mallissa estää esittämäni hajoamisen.

Niin siis jos hiukkasen tila on riippuvainen vuorovaikuttavan aineen kvanttitilasta, niin silloin käytäntö estää sen. Ei kait sille pelkästään matemaattista estettä olekaan olemassa. Tai matematiikka on sikäli puutteellista, ettei sitä "kiellettyä tilaa" ole oikealla tavalla esitetty.

Nimenomaan matemaattista estettä haen vaikkapa tyyliin "tämä kvanttiluku ei säilyisi hajoamisessa ==> hajoaminen kielletty".

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Vierailija

Kun avautunut fotoniaalto tulee kohti atomia, se kohtaa koko ajan raskaampia partikkeita joista avautuu sitä vähemmän energiaa mitä lähemmäksi atomin ydintä fotoniaalto menee.

Nyt laajenevan atomin ytimestä avautuvat raskaat partikkelit alkavat tempaamaan mukaansa fotoniaallon erillistä energiakimpuista avautuvia energia-aaltoja, jolloin ne eivät pääse vierellä liikkuviin fotoniaallon erillisiin laajeneviin energiakimppuihin.

Atomin ytimestä avautuvat raskaat energiakimput eivät itsekkään avaudu energiaansa nopeasti ja sen takia nekään eivät saa fotoniaallon erillisiä energiakimppuja räjähtämään energiaansa.

Nyt fotoniaallon erilliset energiakimput laajenevat yhteen ja niistä syntyy fotoni.

Tämä tukee kylmäfuusiota.

Savor

;):)

Vierailija

Vastaavasti atomin ydintä kohti menevä fotoniaalto saa samalla periaatteella syntymään ulospäin avautuvasta energia-aallosta uuden fotonin.

Eli fotoniaallon erilliset energiakimput putsaavatkin itsekin atomin ytimestä avautuvista energiakimpuista avautuvia energia-aaltoja mukaansa kohti atomin ydintä ja näin ulospäin avautuvasta energia-aallosta syntyy vastaava fotoni.

Atomin ydintä kohti jatkava fotoni kohtaa koko ajan tiheämpää ja tiheämpää vastaan tulevaa energiaa ja näin tämä fotoni palaa loppuun ja tempautuu ulospäin avautuvan energia-aallon mukaan ja lisää sen energiaa. Nyt ulospäin avautuva energia-aalto on tiheämpi ja se omaa elektroniverhon tiheyden suhteellisesti ottaen normaalia kauempana.

Savor

;):)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
hmk
Kahden eritaajuuksisen aallon summan kuvaaminen ei ole mitenkään vaikeaa, esim:

exp[i(k1*x - 2pi*f1*t)] + exp[i(k2*x - 2pi*f2*t)]

(Esimerkkinä x-akselin suuntaan etenevät aallot.)


Jep, tarkoitin sitä että kun ne kaikki (sikäli kun sm-aallon etenemisnopeus on vakio) kulkevat samalla nopeudella niin eiväthän ne koskaan yhdy samaan suuntaan kulkiessaan (siis jos ajatellaan kahta yksittäistä aaltoa, eli toinen aalto ei saa toista kiinni). Jos ovat samanaikaisia niin silloin se on yksi aalto. Toki niiden aaltojen (aallokon) yhteisvaikutus synnyttää superposition.

Yksittäinen aaltohan voidaan matemaattisesti kuvata usean aallon muodostamana superpositiona. Esim. kanttiaalto voidaan generoida erivaiheisista siniaalloista.

Edit: Jos olisi mahdollista suorittaa testi, jossa lähetetään vain yksittäisä aaltoja kahdesta lähteestä, joista toinen liikkuu ja toinen on paikallaan voitaisiin tarkistaa liikkuuko säteily lähteen suhteen vai ei, eli syntyykö näillä yksittäisillä aalloilla jossain kohdin superpositio vai ei.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
hmk
Tuli tässä mieleen kysymys, että mikä säilymislaki estää hajoamisreaktion

fotoni --> fotoni(1) + fotoni(2) ?


Ei varmaan mikään, mutta tapahtuman todennäköisyys on kutakuinkin luokkaa
10^-(10^10^10^...^10) tjsp. (mutu)

Yksittäisellä fotonilla tuskin on "syytä" hajota kahdeksi tai useammaksi fotoniksi. Sähkömagneettinen vuorovaikutushan ei voi hajottaa fotonia kuin hiukkaseksi + antihiukkaseksi, eikä fotoni tiettävästi tunne muita perusvuorovaikutuksia.

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija
derz
hmk
Tuli tässä mieleen kysymys, että mikä säilymislaki estää hajoamisreaktion

fotoni --> fotoni(1) + fotoni(2) ?


Ei varmaan mikään, mutta tapahtuman todennäköisyys on kutakuinkin luokkaa
10^-(10^10^10^...^10) tjsp. (mutu)

Yksittäisellä fotonilla tuskin on "syytä" hajota kahdeksi tai useammaksi fotoniksi. Sähkömagneettinen vuorovaikutushan ei voi hajottaa fotonia kuin hiukkaseksi + antihiukkaseksi, eikä fotoni tiettävästi tunne muita perusvuorovaikutuksia.


Tässä tulee mukaan kvanttifysiikka. Eli yksittäinen riittävän energinen fotoni voi spontaanisti hajota kahdeksi hiukkaseksi esim elektroni positroni pariksi tai raskaammiksikin hiukkasiksi. Lueskelin tuota ilmiötä käsittelevän jutun vähän aikaa sitten mutta en nyt muista missä lehdessä.

Vierailija

aallonpituuden venymisessä kai pätee:
aallonpituus < maailmankaikkeuden halkaisija

aallonpituuden venymiseen liittynee paikan muutos
paikansäilymislaista en ole kuullut, mutta jotain lakeja siitäkin asiasta lienee olemassa

ei ole mahdollista rakentaa laitetta joka muuttaisi
fotonin kahdeksi pienempi energiaiseksi fotoniksi

syy on se että laitteen toiminta riippuu laitteen nopeudesta
ja nopeuden säätäminen oikeaksi on mahdoton tehtävä

siis voimme rakentaa laitteen joka muuttaa yhden fotonin kahdeksi,
mutta se että fotonien energioiden summa ennen ja jälkeen olisi sama
ei onnistu

Vierailija

Entropian mukaan myös fotonit laajenevat ja avautuvat energia-aaltoja joilla ne työntävät ympärillä olevia fotoneja pois päin itsestään samassa suhteessa kuin laajenevat.

Minkä muun takia fotonit esim. liikkuisivat pois päin Auringosta?

Miksi fotoni muka lähtisi liikkeelle yks kaks valon nopeudella simsalapim?

Ei, atomin ydin laajenee entropian mukaisesti ja se avautuu energia-aaltoja joilla on elektroni ja fotoniluonne.

Näin jokaisen fotonin energia on kiihdyttänyt vauhtiaan pois päin laajenevan atomin ytimestä ja näistä ulos päin työntyvistä energia-aalloista syntyy uusia fotoneja kun vastaan tulee fotoni joka saa aikaan paineen vaihtelua ja näin kylmäfuusioilmiön periaatteella syntyy uusia fotoneja.

Atomin ydintä kohti menevä fotoni sen sijaan palaa itse lopulta loppuun koska kohtaa niin tiheitä energia-aaltoja lähellä atomin ydintä. Nyt fotoni palaa siis loppuun ja lisää itsellään atomin ytimestä ulos tulevan energia-aallon energiaa.

[size=200:fo148i78]Kertokaapa miten se fotoni muka lähtee liikkeelle yks kaks valon nopeudella simsalapim?

No ei mitenkään, ymmärtäähän tuon jo lapsikin.[/size:fo148i78]

Savor

;):)

Vierailija
jartsa

ei ole mahdollista rakentaa laitetta joka muuttaisi
fotonin kahdeksi pienempi energiaiseksi fotoniksi

syy on se että laitteen toiminta riippuu laitteen nopeudesta
ja nopeuden säätäminen oikeaksi on mahdoton tehtävä

siis voimme rakentaa laitteen joka muuttaa yhden fotonin kahdeksi,
mutta se että fotonien energioiden summa ennen ja jälkeen olisi sama
ei onnistu

olkaamme nyt pultanneet fonikahdennin maahan liikkumattomaksi,
mielestämme se toimii oikein, jupiterista katselevien mielestä taas väärin

no jospa laitteemme on näkymätön, mitä nyt näemme?

näemme fotonin spontaanin hajoamisen ilman energian muutosta,
kun taas jupiterista katsova näkee fotonin spontaanin hajoamisen
energian säilymislakia rikkoen

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
tapani

Tässä tulee mukaan kvanttifysiikka. Eli yksittäinen riittävän energinen fotoni voi spontaanisti hajota kahdeksi hiukkaseksi esim elektroni positroni pariksi tai raskaammiksikin hiukkasiksi. Lueskelin tuota ilmiötä käsittelevän jutun vähän aikaa sitten mutta en nyt muista missä lehdessä.

Eikös tuo hajoaminen esimerkiksi elektroniksi ja positroniksi vaadi voimakkaan kentän. Eihän se silloin ole mikään spontaani hajoaminen, sähköinen ja magneettinen kenttävaikutus vai jakaantuu kahteen osaan sen voimakkaan kentän vaikutuksesta.

Tässä on toisaalta mielenkiintoinen yhteys sille, liittyykö protoni itse asiassa siihen että sitä ympäröi positronikenttä, ja miksi juuri atomiytimellä tai sen protoneilla oli kyky vangita positronikenttä piiriinsä. Vaikuttaako positroniin ytimen vahvat voimat, mutta elektroniin vain heikomman sähköiset voimat.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
David
Tässä on toisaalta mielenkiintoinen yhteys sille, liittyykö protoni itse asiassa siihen että sitä ympäröi positronikenttä, ja miksi juuri atomiytimellä tai sen protoneilla oli kyky vangita positronikenttä piiriinsä. Vaikuttaako positroniin ytimen vahvat voimat, mutta elektroniin vain heikomman sähköiset voimat.

Määrittele "positronikenttä" ja miten se liittyy protoniin?

∞ = ω^(1/Ω)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
derz
David
Tässä on toisaalta mielenkiintoinen yhteys sille, liittyykö protoni itse asiassa siihen että sitä ympäröi positronikenttä, ja miksi juuri atomiytimellä tai sen protoneilla oli kyky vangita positronikenttä piiriinsä. Vaikuttaako positroniin ytimen vahvat voimat, mutta elektroniin vain heikomman sähköiset voimat.

Määrittele "positronikenttä" ja miten se liittyy protoniin?

Niin tämä oli hypoteesi sille, että elektroni olisi kentän epäsymmetrinen ilmentymä ja sen vastineena positroni toinen vastaava. Jonkun vahvemman voiman täytyisi ylläpitää tätä epäsymmetriaa, tästä oli kysymys (heikommin elektroniin vaikuttava voima sortaisi sen kiertoradalle keskeiskiihtyvyyden ansiosta). Ei sitä ainakaan tässä vaiheessa voi tarkemmin määritellä. Protoniin se liittyisi luonnollisesti protonin omaavan varauksen kautta. Eli protoni saisi positiivisen varauksensa prositroneista, elektronin "säilyessä" negatiivisena. En esitä että protoni koostuu positroneista, vaan että protonit vaikuttavat positroneihin siten että ne ovat protoneihin kytköksissä.

Kyseessä voisi olla muuten ydinkiukkasten ja positronien välinen magneettinen voima, koskapa neutronitähdet ovat voimakkaan magneettisia vaikka niillä ei ole periaatteessa varausta joka ko. magneettikentän synnyttäisi.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat