Kvarkeista

Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Luin jostain ettei kvarkkeja hiukkasina ole varsinaisesti havaittu, onko niiden olemassaolo todella välttämätöntä ytimen kasassa pysymisen kannalta?

Nythän on niin, että ytimen ympärillä pörrää epälukuisa (tai oikeastaan määrätyn suuruinen) joukko elektroneja huimalla nopeudella, tästä seuraa että protoni joka pyrkii lähtemään ulos ytimestä joutuu samassa hetkessä toisella puolella olevan negatiivisen varauksen vetovoiman piiriin.

Skenaario:
Proronien ollessa hyvin lähellä toisiaan, niiden keskinäinen varaus tietysti pyrkii hajottamaan joukkoa, toisaalta neutronit ilmeisesti pakottavat kenttävaikutuksen kiertämään jolloin protonien välinen voima heikkenee. Proronien ollessa ulompana ytimestä, niiden keskinäiset kentät heikkenevät ja herhiläisparvena ympärillä "pyörivät" elektronit estävät sekä fyysisesti, että sähköisesti vetovoimallaan protoneja pääsemästä karkuun (elektronin nopeushan kasvaa samalla kun protoni lähestyy joten se on hyvin nopeasti ns. vetävällä puolella).

Onko kvarkit todella tarpeellisia? Sellaista informaatiota löytyy yllin kyllin, jossa kerrotaan niiden olemassaolosta, mutta ei sellaista jossa olisi perusteltu niiden olemassaolon välttämättömyys.

Sivut

Kommentit (19)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
David
Luin jostain ettei kvarkkeja hiukkasina ole varsinaisesti havaittu, onko niiden olemassaolo todella välttämätöntä ytimen kasassa pysymisen kannalta?



Lienet lukenut siitä, etteivät kvarkit voi olla vapaina yksittäisinä hiukkasina. Kyllä kvarkit on havaittu yhtä selvästi kuin protonit ja elektronitkin. Ei niitäkään suoraan näe.

Onko kvarkit todella tarpeellisia? Sellaista informaatiota löytyy yllin kyllin, jossa kerrotaan niiden olemassaolosta, mutta ei sellaista jossa olisi perusteltu niiden olemassaolon välttämättömyys.



Ei tieteessä tietysti voida koskaan perustella mitään todeksi. Kvarkkimalli kuitekin kuvaa havaittavaa todellisuutta äärimmäisen tarkasti. Se antaa kvalitatiivisia ja kvantitatiivisia ennusteita siitä, mitä voimme havaita, jos teemme tietyt kokeet. Ne kokeet on tehty ja tulokset ovat olleet kvarkkimallin mukaisia. Se on syy, miksi kvarkit ovat päässeet tieteen valtavirtaan.

Skenaario:
Proronien ollessa hyvin lähellä toisiaan, niiden keskinäinen varaus tietysti pyrkii hajottamaan joukkoa, toisaalta neutronit ilmeisesti pakottavat kenttävaikutuksen kiertämään jolloin protonien välinen voima heikkenee. Proronien ollessa ulompana ytimestä, niiden keskinäiset kentät heikkenevät ja herhiläisparvena ympärillä "pyörivät" elektronit estävät sekä fyysisesti, että sähköisesti vetovoimallaan protoneja pääsemästä karkuun (elektronin nopeushan kasvaa samalla kun protoni lähestyy joten se on hyvin nopeasti ns. vetävällä puolella).



Ei tuollaisella lässytyksellä korvata kvarkkeja. Edes alkeellisen vakavastiotettavuuden saavuttaaksesi, sinun pitää jalostaa tuo tajunnanvirta teoriaksi, joka ennustaa hyvin tarkasti olemassaolevat baryonit ja mesonit ja niiden mitattavissa olevat ominaisuudet. Kvarkkiteoria pystyy siihen: sillä on ennustettu iso joukko baryoneja ja mesoneja, niiden varaukset, massat ym. kvanttimekaaniset ominaisuudet. Kokeissa tuollaiset hiukkaset on sittemmin havaittu ja niiden ominaisuudet ovat olleet hyvin lähellä teorian ennustetta.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Löytyi sentään jotain http://www.tkk.fi/Units/AES/courses/crs ... _luku8.pdf
"Onko kvarkkeja oikeasti olemassa? Niitä ei ole havaittu vapaina mutta kylläkin protonin sisällä. Ai, miten? No, sirontakokeiden avullapa tietenkin! Jos protoni olisi tasaisesti varattu pallo, esimerkiksi elektroni siroaisi siitä vain vähän, mutta kuitenkin on havaittu sirontoja myös suuriin kulmiin. Elektronin on siis täytynyt ajaa nokkakolari protonin sisällä möllöttävän pistemäisen mutta massiivisen kvarkin kanssa."
täytyy sanoa, ettei tuokaan "lässytys" oikein vakuuta.

Neutroni

Lienet lukenut siitä, etteivät kvarkit voi olla vapaina yksittäisinä hiukkasina. Kyllä kvarkit on havaittu yhtä selvästi kuin protonit ja elektronitkin. Ei niitäkään suoraan näe.

Kait ne silti ovat olemassa, jos niitä kerran voi kiihdyttää.

Neutroni
Ei tieteessä tietysti voida koskaan perustella mitään todeksi. Kvarkkimalli kuitekin kuvaa havaittavaa todellisuutta äärimmäisen tarkasti. Se antaa kvalitatiivisia ja kvantitatiivisia ennusteita siitä, mitä voimme havaita, jos teemme tietyt kokeet. Ne kokeet on tehty ja tulokset ovat olleet kvarkkimallin mukaisia. Se on syy, miksi kvarkit ovat päässeet tieteen valtavirtaan.

Ok.

Neutroni
Skenaario:
Proronien ollessa hyvin lähellä toisiaan, niiden keskinäinen varaus tietysti pyrkii hajottamaan joukkoa, toisaalta neutronit ilmeisesti pakottavat kenttävaikutuksen kiertämään jolloin protonien välinen voima heikkenee. Proronien ollessa ulompana ytimestä, niiden keskinäiset kentät heikkenevät ja herhiläisparvena ympärillä "pyörivät" elektronit estävät sekä fyysisesti, että sähköisesti vetovoimallaan protoneja pääsemästä karkuun (elektronin nopeushan kasvaa samalla kun protoni lähestyy joten se on hyvin nopeasti ns. vetävällä puolella).



Ei tuollaisella lässytyksellä korvata kvarkkeja. Edes alkeellisen vakavastiotettavuuden saavuttaaksesi, sinun pitää jalostaa tuo tajunnanvirta teoriaksi, joka ennustaa hyvin tarkasti olemassaolevat baryonit ja mesonit ja niiden mitattavissa olevat ominaisuudet. Kvarkkiteoria pystyy siihen: sillä on ennustettu iso joukko baryoneja ja mesoneja, niiden varaukset, massat ym. kvanttimekaaniset ominaisuudet. Kokeissa tuollaiset hiukkaset on sittemmin havaittu ja niiden ominaisuudet ovat olleet hyvin lähellä teorian ennustetta.

Eipä tässä ollutkaan tarkoitus esitellä mitään toimivaa teoriaa (lähinnä vain hypoteettinen vaihtoehto motivaationa), vaan selvittää mitkä olivat lähtökohdat tuolle kvarkkimallille.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
David
Elektronin on siis täytynyt ajaa nokkakolari protonin sisällä möllöttävän pistemäisen mutta massiivisen kvarkin kanssa."
täytyy sanoa, ettei tuokaan "lässytys" oikein vakuuta.



Entä tämälässytys? Miksi meillä on kymmenittäin ominaisuuksiltaan erilaisia hadroneita? Kvarkkimalli ennustaa nuo kaikki ominaisuuksineen hyvin yksinkertaisesta kuuden kvarkin oletuksesta.

Kait ne silti ovat olemassa, jos niitä kerran voi kiihdyttää.



Mistä sinä tiedät, että juuri teorian mukaiset protonit siellä kiihtyvät? Yhtä lailla protonit tuottavat vain erilaisia sähkösignaaleja erilaisiin ilmaisimiin kuin muutkin hadronit. Niistä voidaan laskea tietoja siitä, millaisia otuksia ne ovat ja mistä koostuvat.

Eipä tässä ollutkaan tarkoitus esitellä mitään toimivaa teoriaa (lähinnä vain hypoteettinen vaihtoehto motivaationa), vaan selvittää mitkä olivat lähtökohdat tuolle kvarkkimallille.



Tolkun saaminen hadronihässäkkään on kvarkkimallin keskeinen voitto. Kyllä siinä saa vähän aikaa mietintämyssyä ravistella, että keksii kvarkkimallia kauniimman ja ennustusvoimaisemman selityksen kymmenien massaltaan ja muilta ominaisuuksiltaan hyvin erilaisten hiukkasten joukkoon.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Off Topic:
Fysiikkaa käsittelevät artikkeli tuppaavat olemaan hieman yksipuolisia. Aina kun on kyse ns. virallisen kannan mukaisesta näkökulmasta, niin koskaan ei ole linkkejä niitä kohtaan krtiittisiin artikkeleihin.

Yleensä aina kun on kyse sellaisesta artikkelista joka on vastoin ns. virallista linjaa, löytyy joukko linkkejä niitä kohtaan esitetystä kritiikistä.

Tietysti syynä on myös se, että virallisen linjan kannattajia on voittopuolisesti, mutta voisivat hekin olla hieman itsekriittisempiä.

Itse nyt en taaskaan edusta muuta kuin kyseenalaistamisen periaatetta, joka perustuu näytön tulkinnallisuuteen.

Asiaan:
Lähinnä noista kvarkeista on siis saatu "tietää" sillä perusteella, että on olemassa viitteitä sellaisista vuorovaikutuksista, joita ei osata tai ole mahdollista aikaisemmin tunnetuilla voimilla ja tutuilla ulkoisilla vuorovaikutuksilla selittää.

Onko kenelläkään antaa lähteitä kriittisiin artikkeleihin?

TERÄS NALLEPUH
Seuraa 
Viestejä5662
Liittynyt31.1.2008

Ei kvarkitkaan taida läpihuutojuttu olla, esimerkiksi jos osoittautuu, että higgsin hiukkasta ei ole olemassa, niin myöskin kvarkkit menevät romukoppaan hyödyttöminä.

Olen syönyt hunajapurkin ja minusta tuli.. SUPER PUH!! TITTIDII!!
Kaikkien aikojen paras BB asukas: BB-Marika (SBB6)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Neutroni
David
Elektronin on siis täytynyt ajaa nokkakolari protonin sisällä möllöttävän pistemäisen mutta massiivisen kvarkin kanssa."
täytyy sanoa, ettei tuokaan "lässytys" oikein vakuuta.



Entä tämälässytys? Miksi meillä on kymmenittäin ominaisuuksiltaan erilaisia hadroneita? Kvarkkimalli ennustaa nuo kaikki ominaisuuksineen hyvin yksinkertaisesta kuuden kvarkin oletuksesta.

Mitä nyt pikaisesti perehdyin, niin hardonit (siis hiukkaset joiden välillä vahvan ydinvoiman ajatellaan vaikuttavan) ovat standardimallin kuvausta samoin kuin kvarkitkin, jotka tuota vahvaa ydinvoimaa välittäisivät. Tavallaan kehäpäätelmä siis.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
TERÄS NALLEPUH
Ei kvarkitkaan taida läpihuutojuttu olla, esimerkiksi jos osoittautuu, että higgsin hiukkasta ei ole olemassa, niin myöskin kvarkkit menevät romukoppaan hyödyttöminä.



Miten Higgsin bosonin mahdollinen olemassaolemattomuus heikentää sitä selitysvoimaa, joka kvarkkimallilla on havaittuihin hadroneihin ja niiden ominaisuuksiin?

David
Mitä nyt pikaisesti perehdyin, niin hardonit (siis hiukkaset joiden välillä vahvan ydinvoiman ajatellaan vaikuttavan) ovat standardimallin kuvausta samoin kuin kvarkitkin, jotka tuota vahvaa ydinvoimaa välittäisivät. Tavallaan kehäpäätelmä siis.



Pikaisen perehtymisen perusteella et tule pystymään esittämään ainoatakaan mielekästä argumenttia nykyfysiikkaa vastaan. Se vaatii perusteellisen perehtymisen fysiikkaan, mikä on vuosikymmenen täysipäiväinen rupeama.

Hadronit ja niiden ominaisuudet ovat havaittuja tosiasioita. Standardimalliin kuuluva kvanttiväridynamiikka on teoria, matemaattinen malli, joka tietystä lähtöoletuksesta (mm. ne 6 kvarkkia) johtaa hadronit ja niiden ominaisuudet. Aivan samaan tapaan kuin vaikkapa Newtonin mekaniikka selittää omista oletuksistaan jonkin makroskooppisen mekaanisen järjestelmän toiminnan ja osien väliset vuorovaikutukset. Mikä siinä on niin vaikeaa ymmärtää?

Se ei tietysti tarkoita, että ne oletukset olisivat joku absoluuttinen totuus maailmasta. Niin ei mitään tieteen teoriaa pidä ymmärtää. Siitäkään ei käsittääkseni olla varmoja, onko kvarkkilajeja varmasti tunnetut kuusi, vai kenties enemmän jollakin überenergiatasoilla. Maailma nyt vain näyttää toimivan niin, kuin ne 6 kvarkkia olisivat olemassa ja sellaisia kuin teoria olettaa. Mielekäs kritiikki edellyttäisi sen osoittamista, että standardimalli ennustaa väärin jonkin havaitun ilmiön. Muuten homma menee sanahelinäksi. Tunnettujen tosiasioiden perusteella ei ole yhtään sen fiksumpaa inttää kvarkkimallin huonoutta kuin sitä, että kädestä irroitettu rautakuula singahtaa avaruuteen, vaikka kvarkkimallin testaaminen kotioloissa on vaikeampaa.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Neutroni

Pikaisen perehtymisen perusteella et tule pystymään esittämään ainoatakaan mielekästä argumenttia nykyfysiikkaa vastaan. Se vaatii perusteellisen perehtymisen fysiikkaan, mikä on vuosikymmenen täysipäiväinen rupeama.

Motiivini ei ollut esittää mitään nykyfysiikkaa vastaan vaan selvittää ne syyt, jotka ajoivat (olivat pontimena) standardimallin / kvarkimallin kehittämiseen.

Yksi syy oli siis tuo ytimen kasassapysymisen ongelma, joka mielestäni pitäisi kyetä selittämään ilmankin, mutta oliko muitakin syitä esim. poikkeavia havaintoja, ilmeisesti siis aikaisemmissa kiihdytinkokeissa saadut mittaustulkset olivat poikkeavia yms.

Tapanani on kyllä kyseenalaistaa, mutta myös selvittää asiaan vaikuttavat seikat. Voisiko sanoa, että laiskuuttani kysyn tietäväisimmiltä. On aika vaikea löytää syntyjä syviä googlettamalla.

Vierailija
David
Neutroni

Pikaisen perehtymisen perusteella et tule pystymään esittämään ainoatakaan mielekästä argumenttia nykyfysiikkaa vastaan. Se vaatii perusteellisen perehtymisen fysiikkaan, mikä on vuosikymmenen täysipäiväinen rupeama.

Motiivini ei ollut esittää mitään nykyfysiikkaa vastaan vaan selvittää ne syyt, jotka ajoivat (olivat pontimena) standardimallin / kvarkimallin kehittämiseen.

Yksi syy oli siis tuo ytimen kasassapysymisen ongelma, joka mielestäni pitäisi kyetä selittämään ilmankin, mutta oliko muitakin syitä esim. poikkeavia havaintoja, ilmeisesti siis aikaisemmissa kiihdytinkokeissa saadut mittaustulkset olivat poikkeavia yms.

Tapanani on kyllä kyseenalaistaa, mutta myös selvittää asiaan vaikuttavat seikat. Voisiko sanoa, että laiskuuttani kysyn tietäväisimmiltä. On aika vaikea löytää syntyjä syviä googlettamalla.




Netissä on kuitenkin aika rajoitetusti (tai sitten minä en vain osaa löytää) tarkkaa tietoa sen tason fysiikasta mihin kvarkitkin kuuluu. Tälläistä tiivistettyä selittelyä kyllä löytyy, mutta jos oikeasti sellaista tietoa, että voit kriittisesti perehtyä kvarkkien olemassa oloon tai olemattomuuteen niin varmaan kannattaa kävellä johonkin sopivaan tiedekirjastoon, josta löytyy hyllymetrittäin materiaalia asiasta.

Vierailija

Syyt standardimallin kehittämiseen olivat lähinnä kvarkkimallissa ja sähköheikossa teoriassa.

Kvarkkimalli siis kehitettiin aluksi selittämään sekä kymmenien tunnettujen hiukkasten ominaisuudet ja olemassaolo että myös 1960-luvulla kokeellisesti löydety outouden säilymislaki.

Sähköheikko teoria on 1970-luvun alussa muotoiltu heikon vuorovaikutuksen (joka on vastuussa mm. betahajoamisesta) ja sähkömagneettisen vuorovaikutuksen yhtenäisteoria, joka mm. ennustaa Higgsin bosonin olemassaolon. Tärkeimmät sähköheikkoa teoriaa tukevat löydöt ovat c-kvarkki ja neutraalien virtojen reaktiot.

Ytimien koossapysymisessä ei ole mitään ongelmaa, kun huomataan, että se on seurausta kvarkkien värisestä värivoimasta: protoneja ja neutroneja yhteen sitova vahva vuorovaikutus on useampaa kertaluokkaa suurempi, kuin niitä toisistaan erottava sähkömagneettinen poistovoima. Vahvan voiman kantama tosin on hyvin lyhyt - siksi isoilla ytimillä on taipumus hajota spontaanisti.

Vierailija

Kuinka pieniin osiin voi kaikkeuden jakaa?
Silminnähden pienimmät hiukkaset ovat noin:
X= 10^-4m=>10^-5m
Sitten on tätä lyhempää lämpösäteily.
Tämän jälkeen värit, joiden en itse usko lainkaan olevan välillä 350nm=>700nm, kuten nykyfysiikka väittää.

Sitten atomiytimen koko on nykyään arvioitu olevan 10^-9m(nm)=>10^-10m

Kvarkkien tms. leptonien on arvioitu olevan alle 10^-12m
Mutta mielestäni tuo koko ei riitä lainkaan kuvaamaan pienimpiä hiukkasia!

No kysehän on kuitenkin metrin biljoonasosasta, mutta eihän sekään riitä - vaan paljon pienemmistä hiukkasista täytyy olla kyse!

Vierailija
David
elektronit estävät sekä fyysisesti, että sähköisesti vetovoimallaan protoneja pääsemästä karkuun (elektronin nopeushan kasvaa samalla kun protoni lähestyy joten se on hyvin nopeasti ns. vetävällä puolella).

Onko kvarkit todella tarpeellisia? Sellaista informaatiota löytyy yllin kyllin, jossa kerrotaan niiden olemassaolosta, mutta ei sellaista jossa olisi perusteltu niiden olemassaolon välttämättömyys.




Mites ionit, vaikka alfahiukkanen, eivät ytimet hajoa vaikka elektronit puuttuisivat.
Kulta-atomeja törmäyttämällä syntyi runsaasti hiukkasia pari vuotta sitten, kyllä kvarkit on nähty.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

LHC lähtenee yskähdellen käyntiin keskiviikkona 10.9.2008. Lokakuulle luvataan jo jotain tuloksia ellei mitään isoja sytytyshäiriöitä ilmene.

Jos olen oikein päätellyt, niin Higgsin kenttä on osa kvarkkimaailmaa. Ja Higgsin hiukkanen on kenttää ylläpitävä hiukkanen. Eli hiukkasta etsitään, jotta kenttä voitaisiin todeta olevaksi.

Minä odotan, että itse kentäksi osoittautuu jossain vaiheessa vähemmän homogeeninen kenttärakenne eli lukuisien kenttien sikermä ja jokaisen yksittäisen kentän lähteeksi itse kvarkki. Kenttämallissa kvarkkia ei ole mitättömänä dimensiottomana pistehiukkasena vaan se piste on kenttänsä symmetriapiste ja kenttä voi olla ääretön. Äärettömillä kentillä gravitaatio olisikin kenttien keskinäistä kampeamista. Sorry vaan vakkareille että taas tätä samaa jankutan. En nyt vaan voi sille mitään, että olen jumittunut likimain 2-ulotteisten kvakkien kenttien kuvitelmiini. LHC toivottavasti tuottaa jotain uutta tähän soppaan.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
medeia
Syyt standardimallin kehittämiseen olivat lähinnä kvarkkimallissa ja sähköheikossa teoriassa.

Kvarkkimalli siis kehitettiin aluksi selittämään sekä kymmenien tunnettujen hiukkasten ominaisuudet ja olemassaolo että myös 1960-luvulla kokeellisesti löydety outouden säilymislaki.

Sähköheikko teoria on 1970-luvun alussa muotoiltu heikon vuorovaikutuksen (joka on vastuussa mm. betahajoamisesta) ja sähkömagneettisen vuorovaikutuksen yhtenäisteoria, joka mm. ennustaa Higgsin bosonin olemassaolon. Tärkeimmät sähköheikkoa teoriaa tukevat löydöt ovat c-kvarkki ja neutraalien virtojen reaktiot.

Ytimien koossapysymisessä ei ole mitään ongelmaa, kun huomataan, että se on seurausta kvarkkien värisestä värivoimasta: protoneja ja neutroneja yhteen sitova vahva vuorovaikutus on useampaa kertaluokkaa suurempi, kuin niitä toisistaan erottava sähkömagneettinen poistovoima. Vahvan voiman kantama tosin on hyvin lyhyt - siksi isoilla ytimillä on taipumus hajota spontaanisti.




Tässä on muussa yhteydessä ollut puhetta siitä, että ns. singulariteetissä gravitaatio kasvaa äärettömäksi, jos hiukkasten pinta-ala lähestyy nollaa, niin gravitaatiokentän voimakkuus kasvaa äärettömiin. Eikö olisi ajateltavissa niin, että atomiydin lähestyy tuota singulariteettia ja hiukkaset ikäänkuin puristuvat kasaan yhdeksi kokonaisuudeksi, massakeskiöksi.

Nämä varauksellisesti eriytyneet hiukkaset ovat tietysti sitten riitävän suurilla voimilla erotettavissa toisistaan ja samalla on tietysti selvää, että kun etäisyys kasvaa riittävän suureksi niin samanmerkkisten varausten (protonit) välinen poistovoima voittaa heikentyneen gravitaatiovaikutuksen ja ydin hajoaa.

Tämä tietysti edellyttää, että gravitaatio olisi aikojen alussa ollut kokonaan singulariteetissa ja kaikki aineellisuus kasassa (tai miksei useammissakin kasoissa), koska aineellistumisprosessi ei olisi voinut edetä ilman ulkoista energiaa toiseen suuntaan, fuusioituminen vaatisi lisäenergiaa tavalla tai toisella.

Entropian suuntakin olisi selvä, paitsi mustien aukkojen kohdalla, jotka mahdollisesti latautuvat uutta purkausta valmistellen.

No kunhan pähkäilin.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat