Seuraa 
Viestejä7878
Liittynyt17.3.2005

Axioneista

On tehty mielenkiinotoinen havainto, joka tietenkin mitä luultavimmin selittyy nykyfysiikalla, mutta saattaa myös kertoa mahdollisista hiukkasista, jotka olisivat kandidaati Pimeälle Aineelle, muiden mahdollisten uusien hiukkasten lisäksi siis.

 

Astronomers have found variations in the stream of X-rays seen by a European Space Agency observatory that matches what would be expected if axions — a hypothetical dark-matter particle — were interacting with Earth’s magnetic field.”

http://www.nature.com/news/physicists-see-potential-dark-matter-from-the-sun-1.16174

 

Vahvistuksia odotellessa minua kuitenkin ihmetyttää tässä tämä koko mekanismi. Wiki:

”One theory of axions relevant to cosmology had predicted that they would have no electric charge, a very small mass in the range from 10−6 to 1 eV/c2, and very low interaction cross-sections for strong and weak forces. Because of their properties, axions would interact only minimally with ordinary matter. Axions are predicted to change to and from photons in the presence of strong magnetic fields, and this property is used for creating experiments to detect axions.”

http://en.wikipedia.org/wiki/Axion

Jos axion on neutraali, ja tunnistaa vain vahvan ja heikon vuorovaikutuksen (gravtaation lisäksi siis), niin miten sitten axion –kenttä vuorovaikuttaa sähkömagneettisen kentän kanssa? Liittyykö tämä jotenkin sähköheikkoon vuorovaikutukseen; eli onko tapahtuman energiataso sellainen, että siirrytään sähköheikon voiman pätevyysalueelle?

Sivut

Kommentit (41)

L
Seuraa 
Viestejä7878
Liittynyt17.3.2005

Kysymykseni sattaa olla hölmö, ja johtua jostain perustavanlaatuisesta väärinymmärryksestä. Jos näin, toivoisin, että se osoitettaisiin minulle. Vaikka sitten pilkallisestikin.

Koitin itse selvittää vastausta, mutta kun ei tiedä, miten kysymyksen googlessa muotoilee, niin ei tullut lasta eikä paskaa selvittelystäni. Matt Strasslerkaan ei kommentoinut tätä uutista, ja muutamien tiedelehtien tästä uutisesta kertovien sivujen keskusteluosiot olivat täynnä Gosswellia ym., eikä mitään ihmettelyä neutraaleista hiukkasista ja magneetikentistä.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5648
Liittynyt26.3.2005

Korjataan pieni kirjoitusvirhe, tuo axionin massa-arvo on 10^-6 to 1 eV, eli häviävän pieni (elektronihan on 511.000 eV ja kevyin kvarkki, up, noin 1 eV tai alle). Axionit eivät sisälly Standarditeroriaan ja siksi esim supersymmetrikot ovat kieli pitkällä odottaneet joitain vihjeitä supersymmetriasta LHC-kokeissa. Toistaiseksi ei mitään (LHC:hän alkaa taas pyörimään ensi vuoden puolella). Katsellaan rauhassa. Ohi Standarditeorian on ehdokasteorioita liuta.

Fizikisto
Seuraa 
Viestejä570
Liittynyt19.2.2014
L

Kysymykseni sattaa olla hölmö, ja johtua jostain perustavanlaatuisesta väärinymmärryksestä.

Kysymyksesi on oikein hyvä. Kyllä ne (hypoteettiset) aksionit kytkeytyvät fotoneihin, mutta varauksettomina eivät suoraan. Sitä ei ole ihan helppo selittää, miten ne tämän tekevät. Asian voi ajatella niin, että aksionit kytkeytyvät kvarkkeihin, jotka puolestaan kytkeytyvät fotoneihin. Koska kytkeytyminen on epäsuora, se on hyvin heikko ja siten niiden havaitseminen on erittäin haastavaa (mikäli niitä on siis edes olemassa). Aksionit kytkeytyvät kvarkkeihin, koska ne keksittiin alun perin ratkaisemaan QCD:ssä esiintyvä "vahva CP-ongelma". Aksionit ovat sikäli siis mielenkiintoisia, että ne ratkaisisivat samalla kertaa kaksi ongelmaa.

 

Lentotaidoton

Axionit eivät sisälly Standarditeroriaan ja siksi esim supersymmetrikot ovat kieli pitkällä odottaneet joitain vihjeitä supersymmetriasta LHC-kokeissa. Toistaiseksi ei mitään (LHC:hän alkaa taas pyörimään ensi vuoden puolella). Katsellaan rauhassa. Ohi Standarditeorian on ehdokasteorioita liuta.

Aksionit ovat toki standardimallin ulkopuolella, mutta supersymmetrian kanssa niillä ei ole suoraan mitään tekemistä. Kyseessä on aivan eri symmetria, Peccei–Quinn -symmetria.

L
Seuraa 
Viestejä7878
Liittynyt17.3.2005

Fizikisto

Kirjoitit:

Sitä ei ole ihan helppo selittää, miten ne tämän tekevät. Asian voi ajatella niin, että aksionit kytkeytyvät kvarkkeihin, jotka puolestaan kytkeytyvät fotoneihin. Koska kytkeytyminen on epäsuora, se on hyvin heikko ja siten niiden havaitseminen on erittäin haastavaa (mikäli niitä on siis edes olemassa).”

Kiitoksia. Tämä selvensi kovasti. Siis sen verran kuin noita kvanttikenttäjuttumatematiikoita ymmärtämättömälle ylipäänsä joku juttu voi selvitä.

 

Ja:

”Aksionit kytkeytyvät kvarkkeihin, koska ne keksittiin alun perin ratkaisemaan QCD:ssä esiintyvä "vahva CP-ongelma". Aksionit ovat sikäli siis mielenkiintoisia, että ne ratkaisisivat samalla kertaa kaksi ongelmaa.”

Odotellaan siis jatkoa. Toivo voi olla pieni, mutta toivoisin kovasti empiiristä suunnannäyttöä suurenergiafysiikalle.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5648
Liittynyt26.3.2005

Fizikisto: Aksionit ovat toki standardimallin ulkopuolella, mutta supersymmetrian kanssa niillä ei ole suoraan mitään tekemistä. Kyseessä on aivan eri symmetria, Peccei–Quinn -symmetria.

 

Kyllä näin, mutta käytännössä niiden todentaminen riippuu supersymmetrian todentamisesta (LHC:ssä).

Fizikisto
Seuraa 
Viestejä570
Liittynyt19.2.2014
Lentotaidoton

Kyllä näin, mutta käytännössä niiden todentaminen riippuu supersymmetrian todentamisesta (LHC:ssä).

Miten niin? Käynnissä on lukuisia (LHC:n ulkopuolisia) tutkimushankkeita, joissa pyritään löytämään aksioneja.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5648
Liittynyt26.3.2005
Fizikisto
Lentotaidoton

Kyllä näin, mutta käytännössä niiden todentaminen riippuu supersymmetrian todentamisesta (LHC:ssä).

Miten niin? Käynnissä on lukuisia (LHC:n ulkopuolisia) tutkimushankkeita, joissa pyritään löytämään aksioneja.

Siten niin, että LHC:ssä on (ja tulee olemaan) ihmiskunnan suurimmat käytettävissä olevat energiat. Supersymmetrian odotettiin jo näkyvän LHC:ssä ennen tämän remontin tuomaa lisäenergiaa, mutta toistaiseksi ei mitään näkynyt (LSP).

L
Seuraa 
Viestejä7878
Liittynyt17.3.2005

Lentotaidoton

Kirjoitit:

”Siten niin, että LHC:ssä on (ja tulee olemaan) ihmiskunnan suurimmat käytettävissä olevat energiat.”

Valitettavastihan vai tuo energiataso on valitettavan matala. Eikä käsittääkseni nähtävissä olevassa tuevaisuudessa voida saada aikaiseksi montaakaan kertaluokkaa suurempia energioita hiukkaskiihdyttimissä.

Eikös tämä ketjun alussa oleva tutkimus pohjaudukin juuri siihen ajatukseen, että käytetään universumia mittalaitteena. Ei liene mahdoton ajatus, että luovat fyysikot vielä keksivät kikan jos toisenkin, jolla kiertää kiihtytinteknologian rajoitteita. Yritän ainakin olla toiveikas.

Fizikisto
Seuraa 
Viestejä570
Liittynyt19.2.2014
Lentotaidoton
Fizikisto
Lentotaidoton

Kyllä näin, mutta käytännössä niiden todentaminen riippuu supersymmetrian todentamisesta (LHC:ssä).

Miten niin? Käynnissä on lukuisia (LHC:n ulkopuolisia) tutkimushankkeita, joissa pyritään löytämään aksioneja.

Siten niin, että LHC:ssä on (ja tulee olemaan) ihmiskunnan suurimmat käytettävissä olevat energiat.

Tuo ei ole pätevä argumentti aksionien tapauksessa. Kuten itsekin totesit aikaisemmassa viestissä, aksionien massan täytyy olla hyvin pieni. Miksi niiden löytymiseen sitten välttämättä tarvittaisiin valtava hiukkaskiihdytin? Lisäksi kun aksionien kerran toivotaan muodostavan pimeän aineen, niitä pitäisi jo olla universumi pullollaan. Aksioneja ei siis tarvitse tuottaa itse, riittää vain havaita jo olemassa olevia hiukkasia.

Aksionien löytäminen ei siis ole suoraan korkean energian probleema. Tietyissä malleissa LHC tosin saattaa olla merkittävässä asemassa aksionimaisten hiukkasten tapauksessa, samoin kuin aksionien superpartnereiden löytymisessä.

Tuosta sinun kommentistasi voisi luulla, että kaikki ne lukuisat (LHC:n ulkopuoliset) kokeet aksionien löytämiseksi, joissa ei siis käytetä hiukkaskiihdyttimiä ollenkaan, ovat turhia. Asia ei tietenkään ole niin.

Lentotaidoton

Supersymmetrian odotettiin jo näkyvän LHC:ssä ennen tämän remontin tuomaa lisäenergiaa

Parempi olisi ehkäpä sanoa, että supersymmetrian toivottiin näkyvän. Suurin osa fyysikoista olisi todennäköisesti laittanut rahansa likoon sen puolesta, että supersymmetriaa ei löydy LHC:ssä. Kävin tästä aiheesta keskustelun professori Chaichianin kanssa joskus vuonna 2009, ennen kuin LHC käynnistettiin. Hänen ennusteensa oli: Higgs löytyy lähes varmasti, supersymmetria ei.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5648
Liittynyt26.3.2005

L: Valitettavastihan vai tuo energiataso on valitettavan matala.

 

Teorian mukaan LHC:n energiatason olisi jo nyt pitänyt olla riittävä LSP:eiden löytymiseksi. Nyt ensi vuonna suurennetulla energialla lähes varmaa (siis jos niitä on).

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5648
Liittynyt26.3.2005
Fizikisto
Lentotaidoton
Fizikisto
Lentotaidoton

Kyllä näin, mutta käytännössä niiden todentaminen riippuu supersymmetrian todentamisesta (LHC:ssä).

Miten niin? Käynnissä on lukuisia (LHC:n ulkopuolisia) tutkimushankkeita, joissa pyritään löytämään aksioneja.

Siten niin, että LHC:ssä on (ja tulee olemaan) ihmiskunnan suurimmat käytettävissä olevat energiat.

Tuo ei ole pätevä argumentti aksionien tapauksessa. Kuten itsekin totesit aikaisemmassa viestissä, aksionien massan täytyy olla hyvin pieni. Miksi niiden löytymiseen sitten välttämättä tarvittaisiin valtava hiukkaskiihdytin? Lisäksi kun aksionien kerran toivotaan muodostavan pimeän aineen, niitä pitäisi jo olla universumi pullollaan. Aksioneja ei siis tarvitse tuottaa itse, riittää vain havaita jo olemassa olevia hiukkasia.

Aksionien löytäminen ei siis ole suoraan korkean energian probleema. Tietyissä malleissa LHC tosin saattaa olla merkittävässä asemassa aksionimaisten hiukkasten tapauksessa, samoin kuin aksionien superpartnereiden löytymisessä.

Tuosta sinun kommentistasi voisi luulla, että kaikki ne lukuisat (LHC:n ulkopuoliset) kokeet aksionien löytämiseksi, joissa ei siis käytetä hiukkaskiihdyttimiä ollenkaan, ovat turhia. Asia ei tietenkään ole niin.

 

Lentotaidoton

Supersymmetrian odotettiin jo näkyvän LHC:ssä ennen tämän remontin tuomaa lisäenergiaa

Parempi olisi ehkäpä sanoa, että supersymmetrian toivottiin näkyvän. Suurin osa fyysikoista olisi todennäköisesti laittanut rahansa likoon sen puolesta, että supersymmetriaa ei löydy LHC:ssä. Kävin tästä aiheesta keskustelun professori Chaichianin kanssa joskus vuonna 2009, ennen kuin LHC käynnistettiin. Hänen ennusteensa oli: Higgs löytyy lähes varmasti, supersymmetria ei.

Juu olet oikeassa. Toiveet LSP:den löytymiseksi olivat kuitenkin hyvin korkealla LHC:n jauhaessa. Supersymmetriateoreetikkojen (muista en tiedä) sanottiin kieli pitkällä innokkaina odottelevan signaalia. Sitä ei toistaiseksi tullut.

 

Kosmos on tietysti pullollaan aksioneja (jos ne muodostavat pimeän aineen). Toistaiseksi ei tuloksia. Tietysti kaikki muutkin kokeet kuin LHC ovat tärkeitä. Olen pahoillani jos annoin toisenlaisen kuvan. 

L
Seuraa 
Viestejä7878
Liittynyt17.3.2005

Lentotaidoton

Kirjoitit:

Teorian mukaan LHC:n energiatason olisi jo nyt pitänyt olla riittävä LSP:eiden löytymiseksi. Nyt ensi vuonna suurennetulla energialla lähes varmaa (siis jos niitä on).”

Jos kevyintä supersymmetristä partikkelia ei löydykään oletetulta alueelta, mennee teoriat vähintäänkin viilailtaviksi. Riitääkö silloin viilailu, vain onko se lopullinen niitti SUSY:lle?

Eusa
Seuraa 
Viestejä15183
Liittynyt16.2.2011
L

Lentotaidoton

Kirjoitit:

Teorian mukaan LHC:n energiatason olisi jo nyt pitänyt olla riittävä LSP:eiden löytymiseksi. Nyt ensi vuonna suurennetulla energialla lähes varmaa (siis jos niitä on).”

Jos kevyintä supersymmetristä partikkelia ei löydykään oletetulta alueelta, mennee teoriat vähintäänkin viilailtaviksi. Riitääkö silloin viilailu, vain onko se lopullinen niitti SUSY:lle?

Kyllä supersymmetria tullee fysiikkana haudattavaksi, siltä näyttää. Käy esimerkkinä siitä kuinka matematiikka edellä ei fysiikkaa ole hyvä tehdä.

Esimerkiksi kvarkkeja voi hyvin kritisoida myös fysiikattomuudesta. Ne perustuvat symmetriaan ja ovat laskennallisia ilmiöitä. Symmetriaryhmällä ja sen käyttämisellä on hyvät fysikaaliset perusteet ja saadaan oikeita tuloksia, mutta supersymmetriassa on lähdetty arvailemaan laskutavoilla tarkempaa fysiikkaa ja sellainen on turhaa arpapeliä.

Kvarkkien sijaan voisi olla jokin muukin konsistentti symmetriamatematiikka käytössä. Kvarkkien pohjana olevaa symmetriaa voisi verrata alien-havaintoon juna-asemista: Oletetaan, että alien havaitsee vain vähintään minuutin paikallaan seisovat junat, radan ja asemat. Osa junista pysähtyy, osa ajaa aseman ohi. Alien rakentaa havainnoistaan logiikan, eräänlaisen "symmetriaryhmän", jossa on kuitenkin epätarkkuuksia ja virheitä, koska ei voi ymmärtää liikettä. Vastaavasti kvarkkien tilalle voi löytää toisenlaisia symmetrioita, vallankin kun havaintomahdollisuudet kehittyvät...

Itse olen palannut nukleonien mallinnuksessa 3-akseliseen rotaatiosymmetriaan ja löytänyt myoneista ja antimyoneista sopivat energiat koostamaan nukleonin (2+1 myonia/antimyonia muodostaa aina yhden sidosrotaation, joka voidaan kääntää SU(3):n mukaiseksi kvarkiksi - oikeasti liiketasapaino on hurjaa ja myonirakentieden aaltoitseisabsorptio levinnyt "gluonisopaksi").

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

JPI
Seuraa 
Viestejä26006
Liittynyt5.12.2012
Eusa

Esimerkiksi kvarkkeja voi hyvin kritisoida myös fysiikattomuudesta. Ne perustuvat symmetriaan ja ovat laskennallisia ilmiöitä. Symmetriaryhmällä ja sen käyttämisellä on hyvät fysikaaliset perusteet ja saadaan oikeita tuloksia, mutta supersymmetriassa on lähdetty arvailemaan laskutavoilla tarkempaa fysiikkaa ja sellainen on turhaa arpapeliä.

Kvarkeista on olemassa erittäin hyviä kokeellisia vain osittain epäsuoria todisteita, kvarkkisuhkut:

http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-known-apparently-elementary-particles/jets-the-manifestation-of-quarks-and-gluons/

3³+4³+5³=6³

Eusa
Seuraa 
Viestejä15183
Liittynyt16.2.2011
JPI
Eusa

Esimerkiksi kvarkkeja voi hyvin kritisoida myös fysiikattomuudesta. Ne perustuvat symmetriaan ja ovat laskennallisia ilmiöitä. Symmetriaryhmällä ja sen käyttämisellä on hyvät fysikaaliset perusteet ja saadaan oikeita tuloksia, mutta supersymmetriassa on lähdetty arvailemaan laskutavoilla tarkempaa fysiikkaa ja sellainen on turhaa arpapeliä.

Kvarkeista on olemassa erittäin hyviä kokeellisia vain osittain epäsuoria todisteita, kvarkkisuhkut:

http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-known-apparently-elementary-particles/jets-the-manifestation-of-quarks-and-gluons/

Tottakai, jos SU(3) pelittää, se rakeisuustaso kohtuullisesti löytynee rakenteesta. Ei tuo poissulje kvarkkien alirakennetta, jossa nimenomaan rotaatiosuhteilla on ominaisuusmerkitystä.

Törmäytysanalyyseissa rakenteisuuden "soppa" on selvinnyt ja muutaman kvarkin malli on osoitettu vain yhdeksi projektioksi:

http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/largehadroncolliderfaq/whats-a-proton-anyway/proton-collisions-vs-quarkgluonantiquark-mini-collisions/

Se, että jatketaan paradigmaa muuttamatta, on normaalia inhimillisyyttä.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat