elektronin halkaisija ja fotonin minimiaallonpituus

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Kertokaapa tietävät olisiko siitä mitään hyötyä fysiikan laskelmissa jos elektronille onnistuttaisiin määrittämään tarkka koko, ja tämä koko olisi samalla fotonin minimiaallonpituus eli maksimienergisen fotonin aallonpituus? Kaikki muut koot olisivat tämän elektronin/fotonin minimiaallonpituuden monikertoja. Jos tälläinen tieto olisi niin voisiko sillä laskea jotain fysiikassa, ja johtaa siitä muuta fysiikan tietoa? Vai olisiko tämä turha tieto josta ei voi johtaa mitään muuta?
Erityisesti Neutronin ja lentotaidottoman mielipiteet kiinnostavat, tosin kaikkien muidenkin.

Sivut

Kommentit (21)

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005
Ossi
Kertokaapa tietävät olisiko siitä mitään hyötyä fysiikan laskelmissa jos elektronille onnistuttaisiin määrittämään tarkka koko, ja tämä koko olisi samalla fotonin minimiaallonpituus eli maksimienergisen fotonin aallonpituus? Kaikki muut koot olisivat tämän elektronin/fotonin minimiaallonpituuden monikertoja. Jos tälläinen tieto olisi niin voisiko sillä laskea jotain fysiikassa, ja johtaa siitä muuta fysiikan tietoa? Vai olisiko tämä turha tieto josta ei voi johtaa mitään muuta?
Erityisesti Neutronin ja lentotaidottoman mielipiteet kiinnostavat, tosin kaikkien muidenkin.

Luultavasti tuollaisesta minimiaallonpituudesta seuraisi paradoksi. Doppler-ilmiön takiahan liikuttaessa valonlähdettä kohti valon aallonpituus pienenee. Jos "minimiaallonpituus" olisi olemassa, ja valonlähde säteilisi ko. aallonpituudella, ei säteilyn aallonpituus voisi enää pienentyä, kun lähdettäisiin liikkeelle kohti valonlähdettä.

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

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005

No varmaan tuollaisesta tiedosta saisi irti paljonkin uutta fysiikkaa. En näin äkkiä osaa arvata, mihin kaikkeen se vaikuttaisi. Hmk tuossa mianitsi doppler-ilmiön, se menisi ainakin uusiksi, kuten koko sähkömagnetiikka. Mutta ennen tuollaisen mahdollisuuden perusteellisempaa spekuloimista pitäisi havaita edes jotain siihen viittaavaa. Havaintojen perusteella tuollaista diskreettiä peruspituutta ei ole olemassa. Kaikki yksinkertaiset hilamallit on helppo falsifioida, esimerkiksi siitä että maailmankaikkeus on isotrooppinen (eri suuntiin samanlainen). Yksinkertaisessa kuutiohilassa pitäisi luonnonlakien erota riippuen siitä, liikutaanko kuution sivujen, sivujen lävistäjien tai avaruuslävistäjien suunnassa.

Vierailija
hmk
Ossi
Kertokaapa tietävät olisiko siitä mitään hyötyä fysiikan laskelmissa jos elektronille onnistuttaisiin määrittämään tarkka koko, ja tämä koko olisi samalla fotonin minimiaallonpituus eli maksimienergisen fotonin aallonpituus? Kaikki muut koot olisivat tämän elektronin/fotonin minimiaallonpituuden monikertoja. Jos tälläinen tieto olisi niin voisiko sillä laskea jotain fysiikassa, ja johtaa siitä muuta fysiikan tietoa? Vai olisiko tämä turha tieto josta ei voi johtaa mitään muuta?
Erityisesti Neutronin ja lentotaidottoman mielipiteet kiinnostavat, tosin kaikkien muidenkin.



Luultavasti tuollaisesta minimiaallonpituudesta seuraisi paradoksi. Doppler-ilmiön takiahan liikuttaessa valonlähdettä kohti valon aallonpituus pienenee. Jos "minimiaallonpituus" olisi olemassa, ja valonlähde säteilisi ko. aallonpituudella, ei säteilyn aallonpituus voisi enää pienentyä, kun lähdettäisiin liikkeelle kohti valonlähdettä.

Mut jos se poistais vain kokonaisosia siitä määrästä tullessa kohti?
Ja levossa loistaen se saisi jonkin tätä suuremman tasaluvun arvokseen?

Itse asiassa luulenkin tuollaisen olevan olemassa! Jos esimerkiksi punaisella valolla olevan valon venyttää tämän kuvaruudun kokoiseksi, saadaan 10000 pixelillä 6,3*10^-7/pi/10000=2*10^-7m/10000=2*10^-11m (noin 1/3 atomin säteestä)

nyt yhden tuollaisen pisteen tekisi yhden kuvaruutuneliön kokoiseksi(ZOOM) ja saataisiin noin 10^-15metriä... Itse asiassa suurin piirtein ton kokoinen onkin elektronin/protonin säde! Ja siitä vielä 1 kymmenys peliin niin saisitta 10^-16m. Mut tietysti jos oot 180cm voit väittää että tuo koko on 10^-18m

Vierailija
Neutroni
No varmaan tuollaisesta tiedosta saisi irti paljonkin uutta fysiikkaa. En näin äkkiä osaa arvata, mihin kaikkeen se vaikuttaisi. Hmk tuossa mianitsi doppler-ilmiön, se menisi ainakin uusiksi, kuten koko sähkömagnetiikka. Mutta ennen tuollaisen mahdollisuuden perusteellisempaa spekuloimista pitäisi havaita edes jotain siihen viittaavaa. Havaintojen perusteella tuollaista diskreettiä peruspituutta ei ole olemassa. Kaikki yksinkertaiset hilamallit on helppo falsifioida, esimerkiksi siitä että maailmankaikkeus on isotrooppinen (eri suuntiin samanlainen). Yksinkertaisessa kuutiohilassa pitäisi luonnonlakien erota riippuen siitä, liikutaanko kuution sivujen, sivujen lävistäjien tai avaruuslävistäjien suunnassa.

No jos minulla olisi kuitenkin tieto tuon elektronin/fotonin minimiaallonpituuden mittakaavasta, niin mitä sen arvon kanssa voi laskeskella? Saisiko siitä jotenkin laskettua protonin tai vetyatomin koot, jos niin miten? Tiedossahan on elektronin koko, fotonin minimiaallonpituus ja maksimienergia. Mitä muuta tarvitaan?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Ossi
No jos minulla olisi kuitenkin tieto tuon elektronin/fotonin minimiaallonpituuden mittakaavasta, niin mitä sen arvon kanssa voi laskeskella?



Elektronin koon yläraja-arvio on muistaakseni luokkaa 1E-19 m. Jos elektroni olisi tuota suurempi, sen rakenne olisi paljastunut kokeissa.

Suurmpia tunnettuja gammasäteiden energioita en tiedä, mutta esimerkiksi Compton Gammasädesatelliitti mittaa 30 GeV:iin asti. Sellaisen fotonin aallonpituus on 4,1E-17 m.

Kyllä tuosta varmaan saisi ennusteita suurenergisille prosesseille. Gammapurkauksille ja vastaaville. En tune suurenergiafysiikkaa niin, että osaisin äkkiä sanoa mitään niiden mitattavissa olemisesta.

Saisiko siitä jotenkin laskettua protonin tai vetyatomin koot, jos niin miten? Tiedossahan on elektronin koko, fotonin minimiaallonpituus ja maksimienergia. Mitä muuta tarvitaan?

Protonin kokoon tarvitaan tietoja kvarkkien kvanttimekaanisista ominaisuuksista, esimerkiksi vahvan vuorovaikutuksen ja sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kytkentäparametrejä. Varsinkin vahva vuorovaikutus on matemaattisesti hyvin kompleksinen juttu. Elektronin rakenne ei sinänsä vaikuta protonissa, mutta tuollainen etäisyyden kvantittuminen, jos se todella olisi 1E-19 m:n kokoskaalassa, varmasti vaikuttaisi sen verran että asiaa olisi alettu epäillä. Protonin koko on luokkaa 1E-15 m. Tuollaisen tarkka laskeminen vaatii alaan erikoistumista, ja kvantittumisen luonteen hyvin tarkkaa määrittelyä. Jos joku kvantittumisilmiö on olemassa, se lienee paljon pienemmässä mittakaavassa kuin 1E-19 m.

Atomi on sähkömagnetismin koossa pitämä systeemi, joka on elektronin kokoskaalaan nähden valtava. Sen koon määräävät hiukkasten massat, sähkövaraukset ja sähkömagneettisen voiman kytkentäparametri, hienorakennevakio (johon varauskin taisi jotenkin sisältyä). Pituuskvantittumisen vaikutus näkyisi (noin perstuntumalta) suoraan korkeintaan äärimmäisen hienoina rakenteina emissiospektrissä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Lentotaidoton
Tällainen perussuure on periaatteessa olemassa ja se on tietysti Planckin vakio, johon koko kvanttifysiikan laskut perustuvat.

Planckin vakio pyörii kyllä joka paikassa, kun kvanttimekaniikkaa lasketaan, mutta se on vain mitattu luonnonvakio. Ei pelkästä vakion arvosta voi laskea mitään muuta.

Vierailija
Neutroni
Ossi
No jos minulla olisi kuitenkin tieto tuon elektronin/fotonin minimiaallonpituuden mittakaavasta, niin mitä sen arvon kanssa voi laskeskella?



Elektronin koon yläraja-arvio on muistaakseni luokkaa 1E-19 m. Jos elektroni olisi tuota suurempi, sen rakenne olisi paljastunut kokeissa.

Saisiko siitä jotenkin laskettua protonin tai vetyatomin koot, jos niin miten? Tiedossahan on elektronin koko, fotonin minimiaallonpituus ja maksimienergia. Mitä muuta tarvitaan?



Protonin kokoon tarvitaan tietoja kvarkkien kvanttimekaanisista ominaisuuksista, esimerkiksi vahvan vuorovaikutuksen ja sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kytkentäparametrejä. Varsinkin vahva vuorovaikutus on matemaattisesti hyvin kompleksinen juttu. Elektronin rakenne ei sinänsä vaikuta protonissa, mutta tuollainen etäisyyden kvantittuminen, jos se todella olisi 1E-19 m:n kokoskaalassa, varmasti vaikuttaisi sen verran että asiaa olisi alettu epäillä. Protonin koko on luokkaa 1E-15 m. Tuollaisen tarkka laskeminen vaatii alaan erikoistumista, ja kvantittumisen luonteen hyvin tarkkaa määrittelyä. Jos joku kvantittumisilmiö on olemassa, se lienee paljon pienemmässä mittakaavassa kuin 1E-19 m.

Elektronin halkaisija on mittakaavassa 0,9 am, jos ja kun protonin nykyinen mittatarkkuus on oikea. Pienempää mittakaavaa ei edes ole.

Vierailija
Tyrni
Elektronin halkaisija on mittakaavassa 0,9 am, jos ja kun protonin nykyinen mittatarkkuus on oikea. Pienempää mittakaavaa ei edes ole.

Eikö tälläisessä tapauksessa metrin määritelmää kannattaisi korjata niin että tasan 1 am tarkoittaisi yhden elektronin halkaisijaa/minimiaallonpituutta, jos se on kerran pienin pituus?
Näin metri olisi kiinnitetty kokonaislukuihin, elektronin halkaisijan monikertoihin. Olisiko tälläisestä jotain haittaa ja voisiko se aiheuttaa epätarkkuutta jossain mittauksissa? No Neutroni ja Lentotaidoton (ja muut) miten on?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Ossi
Tyrni
Elektronin halkaisija on mittakaavassa 0,9 am, jos ja kun protonin nykyinen mittatarkkuus on oikea. Pienempää mittakaavaa ei edes ole.

Eikö tälläisessä tapauksessa metrin määritelmää kannattaisi korjata niin että tasan 1 am tarkoittaisi yhden elektronin halkaisijaa/minimiaallonpituutta, jos se on kerran pienin pituus?



Tuo 0,9 am on joku hatusta revitty arvo, jolal ei ole tekemistä todellisuuden kanssa. Muistaakseni nykyinen yläraja on huomattavasti pienempi, jotain 0,2 tai 0,3 am. Ja sekin siis yläraja, elektronilla ei siis ole havaittu tuon mittakaavan rakennetta, vaan se on koko, jonka suuruisen rakenteen kokeet olisivat paljastaneet.

Ja vaikka elektronille joskus löytyisi mielekkäästi määritelty koko, ei se sellaisenaan tietenkään tarkoita, että se olisi joku pienin mahdollinen pituus tai että muut pittudet olisivat sen moninkertoja. Avaruuden pituuskvantittuminen on kokonaan toinen asia, ei mitenkään erityisen mielenkiintoinen tai tieteellisesti ajankohtainen.

Näin metri olisi kiinnitetty kokonaislukuihin, elektronin halkaisijan monikertoihin. Olisiko tälläisestä jotain haittaa ja voisiko se aiheuttaa epätarkkuutta jossain mittauksissa?

Perusyksiköiden määritelmiltä vaaditaan sitä, että ne ovat käytännössä mitattavissa. Siksi atomaariset ilmiöt eivät sellaisenaan yleensä sovellu perusyksiköiksi. Jonkin elektronin massa tai varaus olisivat kyllä yksikäsitteisiä ja paperilla hyviä mittastandardeja, mutta koska ei ole vaakaa jolla käytännön punnusta voitaisiin verrata elektronin massaan, tai käytännön varausta alkeisvaraukseen, joudutaan teknisistä syistä käyttämään teoreettisessa mielessä epäideaalisempia määritelmiä. Tuo käytännön mittausongelma estäisi myös mahdollisen elektronin koon käytön metrin määritelmänä. Et voi laskea 1E18 elektronia ja panna niitä jonoon. Nykyisellä sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuteen perustuvalla määritelmällä voidaan pituusmittoja kalibroida optisin menetelmin erittäin suurella tarkkuudella.

Vierailija
Ossi
Neutroni
No varmaan tuollaisesta tiedosta saisi irti paljonkin uutta fysiikkaa. En näin äkkiä osaa arvata, mihin kaikkeen se vaikuttaisi. Hmk tuossa mianitsi doppler-ilmiön, se menisi ainakin uusiksi, kuten koko sähkömagnetiikka. Mutta ennen tuollaisen mahdollisuuden perusteellisempaa spekuloimista pitäisi havaita edes jotain siihen viittaavaa. Havaintojen perusteella tuollaista diskreettiä peruspituutta ei ole olemassa. Kaikki yksinkertaiset hilamallit on helppo falsifioida, esimerkiksi siitä että maailmankaikkeus on isotrooppinen (eri suuntiin samanlainen). Yksinkertaisessa kuutiohilassa pitäisi luonnonlakien erota riippuen siitä, liikutaanko kuution sivujen, sivujen lävistäjien tai avaruuslävistäjien suunnassa.

No jos minulla olisi kuitenkin tieto tuon elektronin/fotonin minimiaallonpituuden mittakaavasta, niin mitä sen arvon kanssa voi laskeskella? Saisiko siitä jotenkin laskettua protonin tai vetyatomin koot, jos niin miten? Tiedossahan on elektronin koko, fotonin minimiaallonpituus ja maksimienergia. Mitä muuta tarvitaan?

Joku Planckin vakion kaltainen vakio on hyvä määrittää, eli jonkilainen peruskvantti johon kaikkia verrataan:
L=n*h=(c/v)*h=m*c*L=m*c*(v/c)*L

(c/v) on nk. hienovakiokerroin joka kuvaa (1/X) sitä kuinka monennella kuorella on protonia kiertävät elektronit...
(L) on aallonpituus, johon voi kokeeksi sijoittaa vaikkapa 6*10^-15m!
Mut laskeeko Juumalat sitten tuolla Salomon 6:lla vaiko tarkemmalla kaxpiillä eli 6,283185307:lla?

Suhtis on hyvä ottaa huomioon, sillä ainakin tuo mitta 10^-15metriä menee jo niin pienex että planckin vakio antaisi nopeudeksi jottain hirveen hulppeeta... Eli lasketaan lepomassan muuttuminen painavemmaksi ja lasketaan sillä!

Sähköinen gravitaatio olisi myös syytä ottaa huomioon, eli
F=Gs*m*M/R^2, Gs=1,514171816*10^29 m^3/(s^2*kg)

Vierailija
Neutroni
Ossi
Tyrni
Elektronin halkaisija on mittakaavassa 0,9 am, jos ja kun protonin nykyinen mittatarkkuus on oikea. Pienempää mittakaavaa ei edes ole.

Eikö tälläisessä tapauksessa metrin määritelmää kannattaisi korjata niin että tasan 1 am tarkoittaisi yhden elektronin halkaisijaa/minimiaallonpituutta, jos se on kerran pienin pituus?



Tuo 0,9 am on joku hatusta revitty arvo, jolal ei ole tekemistä todellisuuden kanssa. Muistaakseni nykyinen yläraja on huomattavasti pienempi, jotain 0,2 tai 0,3 am. Ja sekin siis yläraja, elektronilla ei siis ole havaittu tuon mittakaavan rakennetta, vaan se on koko, jonka suuruisen rakenteen kokeet olisivat paljastaneet.

Ja vaikka elektronille joskus löytyisi mielekkäästi määritelty koko, ei se sellaisenaan tietenkään tarkoita, että se olisi joku pienin mahdollinen pituus tai että muut pittudet olisivat sen moninkertoja. Avaruuden pituuskvantittuminen on kokonaan toinen asia, ei mitenkään erityisen mielenkiintoinen tai tieteellisesti ajankohtainen.


Kuten sanottua elektronin halkaisija on suhteessa mitattuun protonin halkaisijaan, ja jos se on välillä 1.6-1.7 fm, elektronin halkaisija on noin 0.9 am. Se ei ole hatusta vedetty arvo, vaan teoreettisesti johdettu.
Ja nimenomaan elektronin mittakaava on pienin mahdollinen mittakaava ja aallonpituusalue, ja muut mitat ovat monikertoja. Avaruuden(pituuksien)-ajan-energian kvantittuminen on äärimmäisen ajankohtainen ja tärkeä asia tieteellisesti ja juuri nyt kun olemme saavuttamassa TOE:n.
Epämääräisyystulkintaan jämähtäneet fyysikot nukkuvat ruususen untaan, kun diskreettiin solurakenteiseen avaruuteen perustuva teoria muuttaa maailmankatsomuksen takaisin deterministiseksi ja eksaktiksi.

Vierailija

Lasketaan kokeeksi protonin kvarkkien kiertonopeus:
Jos etäisyys on 10^-15m
Gs=v^2*R/M=1,514171816*10^29
v=(Gs*M/R)^(1/2)
v=(1,5*10^29*1,66*10^-27/10^-15)^(1/2)
v=500 000 000 m/s

Elikäs hieman enemmän pittää olla kvarkin säteen,
jotta tulisi tasan 300 000 000 m/s

Tai vaihtoehtoisesti pitäis ottaa suhtiskerroin mukaan:
v=(2*pi*R0/T)*(1-v^2/c^2)^(1/2)=(Gs*M/R)^(1/2)

Männöö huomattavan hankalaksi, en ossoo tältä seisomalta sannoo mitä tulloo...

T=T0/(1-v^2/c^2)^(1/2)
L=L0*(1-v^2/c^2)^(1/2)

Tulee jotain Lorenz-kontraktiota kuvaan mukaan, kenties se pakottaisi jonkun mitan vakioksi, ajan tai aallonpituuden? Ja taajuus on muokattavissa

Planckin vakio heittää valonnopeutta jo siinä 2,43*10^-12 metrissä:

h=6,626*10^-34=9,1*10^-31kg*3*10^8m/s*L
L=h/(m*c)=2,427106227*10^-12m
R=3,9*10^-13m
Eli ton pienemmäksi ei atomiydin voi mennä!

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5202
Liittynyt26.3.2005

Nykyfysiikan käsityksen mukaan nuo Planckin pituuden paikkeilla olevat, siis noin 10^-33 m, olisivat niitä pienimpiä mahdollisia pituuksia. Alle tämän rajan alkaisivat itse avaruus ja aika käyttäytyä kaoottisesti, eikä olisi mielekästä puhua pituuksista, ajasta eikä edes kausaalisuudesta.

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005

Käsittääkseni Planckin suureiden merkitys on toistaiseksi melko avoin. Ainoastaan otaksutaan, että kvanttigravitaation teoriassa (mikäli sellainen joskus onnistutaan kehittämään) nämä nousisivat erikoisasemaan. Planckin suureet saadaan aikaan dimensioanalyysillä, mutta se jättää tuntemattomaksi mahdollisen vakiokertoimen -- joka voi olla lähes mitä vaan.

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

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat