Пояснения к антиводороду ))

[el-elk]

Антиводород - это простейший антиатом, состоящий, соответственно, из антипротона и "антиэлектрона", который имеет собственное название - позитрон.
Античастицы - это частицы, которые имеют одинаковую массу с "частицей", но отличаются знаком заряда. Причем "заряд" подразумевается не только электромагнитный, но так же и по другим типам взаимодействий, т.е. слабому и сильному (ядерному).
При встрече частицы и античастицы происходит полная аннигиляция, т.е. полный переход их энергии, включая "энергию покоя", связанную с массой.
Иными словами, частицы пропадают полностью, выделяя энергию. Из этой энергии могут родиться другие частицы или "те же самые" (но все равно другие по квантовым состояниям), причем, как правило, рождаются они "парами", т.е. частица-античастица.

Фотон является единственным исключением из "правила аннигиляции". Его взаимодействие с другим фотоном не приводит к аннигиляции, а сам антифотон полностью тождественен фотону.

Чего еще сказать?
Законы физики одинаковы для частиц и античастиц, однако видимая часть Вселенной однозначно говорит о том, что "частиц" в мире больше (собственно, можно было все назвать наоборот: частицы - античастицами, а античастицы - частицами, с т.зр. физики ничего бы не изменилось. Современной физики).
Причина такой ассиметрии кроется либо в случайном смещении в сторону частиц в момент хаоса Большого Взрыва (это возможно), либо в ... в нарушении той самой СРТ-инвариантности, которая может дать... да что угодно, рухнет основной закон сохранения )))

Надо бы еще добавить, что на сегодняшний день физика по-прежнему ничего не знает о фундаментальных причинах, приводящих к появлению гравитации, так что тут может быть серьезная засада и еще один ответ на вопрос: "почему частицы, а не античастицы"? Кстати, в этом случае тоже должно наблюдаться нарушение СРТ-инвариантности.

Наконец, возможно, мы по каким-то причинам не видим антивселенную.
Или часть галактик состоят из антивещества, СРТ не нарушается и с Земли никакими силами определить этот факт не представляется возможным.

В общем, вопросов больше, чем ответов, разумеется.

Ах, да.
Спектр....

Что такое радуга, я не буду пояснять? ))) А это и есть простейший пример спектра.
Спектры бывают непрерывными (радуга) и линейчатыми (когда линии стоят).
Любой спектр на самом деле линейчатый, но если линий много - сливается.
Каждый химический элемент обладает своим спектром, т.е. своим набором линий и их "цветом" (в кавычках потому что видимая область спектра на самом деле чудовищно мала, а спектром называют полный набор всевозможных длин волн).
Какие линии возможны, а какие нет, определяется законами квантовой механики. Собственно, дело обстоит просто.

Атом изначально спокоен как удав и находится в основном состоянии, как говорят.
Если его пнуть, ударить, нагреть или еще как возбудить, он перейдет в возбужденное состояние. Естественно, он не любит в нем находиться, поэтому плюеется фотоном и возвращается в исходное состояние покоя.
Испущенный фотон имеет энергию. Какой она будет зависит от собственно атома и силы удара по нему. Но атом возбуждается не абы как, он может перейти только в разрешенные состояния.
Т.е. его энергия возбуждения принимает не НЕПРЕРЫВНЫЙ ряд значений, а ДИСКРЕТНЫЙ.
Ну, совсем грубо, скажем, водород не может перейти в состояние с энергией 2, но может - с энергией 3, 5, 7.
Соответственно, когда он вернется в состояние "0", он может испустить фотон с энергией 3, 5, 7, но никак не 2.
В спектре, таким образом, 2 будет пропущено, но 3, 5, 7 останутся (все цифры условны).

Каждый атом имеет свой спектр, собственно по спектру идентифицируют какой атом мы видим.

Спектры могут иметь смещение, вызванное действием электромагнитного поля, например. Изотопы (т.е. атомы с разным числом нейтронов, но одинаковым - протонов и электронов), тоже имеют смещенный спектр. Эти смещения тоже известны.

Если вернуться к антиводороду, то дело обстоит так, что его спектр должен быть полностью идентичен водородному.
Если это не так, это будет значить, что наши представления о полной идентичности законов физики для вещества и антивещества ошибочны.

На сегодня они НЕ ошибочны с относительной точностью 10^-18, что означает, что 18 знаков после запятой нам известны и они не позволяют предположить, что СРТ-инвариантность нарушается.
Но кто знает, что там дальше стоит? 21-й знак может различаться.
И это будет означать, что в масштабах не Земли и даже не Солнечной системы, и даже не нашей Галактики, но Вселенной законы физики для вещества и антивещества отличаются.

И нам снова придется искать очередную инвариантность )))

Comments

[funcky]

Воооот! Отличное объяснение, главное, что почти все понятно!))

[Еринак Нанок]

ой, класс)

[el-elk]

Вы не там учитесь оба )

[Ранадил]

добрый вечер)
да, много споров было\есть\будет по поводу антивещества))

Наконец, возможно, мы по каким-то причинам не видим антивселенную. Или часть галактик состоят из антивещества, СРТ не нарушается и с Земли никакими силами определить этот факт не представляется возможным.

а может мы просто находимся на разных сторонам огромного магнитного поля, где на одной стороне вещества, а на другой - антивещества. (все эксперименты по обнаружению антител заключаются вроде (но не только) с сверхсветовыми скоростями и магнитным полем.

[Еринак Нанок]

el-elk , да мы э.. как бы в курсе

А современные физики вроде подавали уже идею замены, теории Эйнштейна.. На новую..

[el-elk]

Dinen Dae, добрый день.
1) сверхсветовых скоростей не бывает.
2) магнитное поле не различает свет, испущенный звездой и антизвездой, поэтому оно тут будет непричем.

[Ранадил]

То есть преодолеть скорость света нам не светит?
Когда-то, что ученые получили антиатомы водорода и гелия. И удержать их можно только в очень сильном магнитном поле. Это правда или ложь?

[el-elk]

Мда, мои извинения, я несколько отмахнулась от вопроса.

Нет, не светит. Скорость света принципиально недостижима - на этом стоим. В том смысле, что это нынче попросту постулируется, то бишь вводится в ранг аксиомы.
И никаких идей как бы ее обойти попросту нет. Дословно.
Дело в том, что наше пространство не совсем евклидово, а точнее, совсем не евклидово. Мы живем в пространстве Минковского. Оно образует конус в четырехмерном пространстве-времени, который часто называют световым из-за того, что его границы образованы, в частности, скоростью света. Причем мы живем во "времениподобном" конусе, а это означает, что у нас есть временная связь (причина-следствие). Если мы преодолеем рубеж и выйдем за пределы скорости света, это будет означать, что мы перешли в пространственноподобный конус, где этой связи нет.
В этом конусе все законы физики будут выглядеть несколько иначе, в частности, распадутся все атомы, поскольку для них нужна временная связь причина-следствие (молекулы и более сложные соединения, разумеется, тоже). Вместо такой связи будет другая - связь по координатам, но как может выглядеть мир при этом сказать сложно.
Главное одно - мы не сможем там жить. Вообще мы в целом. Наша Вселенная не сможет там существовать.

Так что лучше и не мечтать ))))

(Но, если всерьез, то совершенно непонятно, как можно выйти за пределы светового конуса с помощью ныне существующих физических механизмов. Разве что откатиться к нулевой точке по времени, сиречь к Большому Взрыву, но, сами понимаете, это нереально на сегодняшний день).


Получили. Ммм...
Тут такое дело. Во-первых, получить-то их получили, но их время жизни было очень мало - они провзаимодействовали с веществом и благополучно аннигилировали.
Во-вторых, даже очень сильное магнитное поле почти не влияет на НЕЙТРАЛЬНЫЙ атом. Сильное поле несколько смещает электронные оболочки, получается весьма слабый диполь, но работать с ним в смысле управления очень сложно.
В-третьих, сильные поля нужны для достижения скоростей близких к световым и собственно получения различных античастиц.
Ах, да, еще есть в-четвертых. Учтите, что этих самых антигелиев было единицы штук. С ними спектрометрию еще нельзя было проводить.
Антиводородов, да еще так много - 170 тыс. штук - впервые удалось получить где-то в 2002-2004, спектрометрия теоретически возможна, но практически настолько сложна, что к эксперименту все еще готовятся и совершенно неясно, удастся ли его реализовать.

[Ари-Ювер]

почему конус?

[Ранадил]

Спасибо за ответы)
А если брать эксперименты в БАКе? Там же сталкивают 2 пучка атомов на досветовых скоростях. Но если разобраться, то получается что относительно людей каждый пучок движется с досветовой скоростью. А если посмотреть с точки зрения атома - то они летят на встречу друг-другу с скоростью превышающею скорость света. Но, вроде на таких скоростях совершено другие законы действуют и этот к ним не применим.

[el-elk]

Ари-Ювер, положение каждого объекта описывается своим радиус-вектором. Его длина будет равна в евклидовом варианте, скажем, х^2+y^2=s^2 (да, теорема Пифагора, она жестко связана с евклидовостью пространства).
В нашем пространстве т.Пифагора будет выглядеть как x^2+y^2+z^2-(ct)^2=s^2. Где с - скорость света, а t - время.
Знаки перед каждым из членов такие: +,+,+,-. Это определяет метрику и форму пространства.
Можешь сама убедиться, что уравнение, скажем x^2+y^2-z^2=0 описывает конус в трехмерном пространстве. По аналогии подобное построение и в 4-D пространстве называется конусом. Четырехмерным конусом.

Dinen Dae, я подозреваю, что о существовании специальной теории относительности Вы должны знать, соответственно, знать понятия релятивистских сокращений длины и времени, которые в результате дадут, что с точки зрения частицы, встречная двигается со скоростью "почти с", а не 2с.

Кстати, Вы снова делаете ошибку, на которую я уже дважды указала. Внутри БАКа, как и любого ускорителя, летают не атомы, а заряженные частицы. Ионы, например.

[Ари-Ювер]

[el-elk]

Ари-Ювер, ню, че тебе снова непонятно? ))))

[Ари-Ювер]

пытаюсь представить конус в 4-хмерном пространстве

[el-elk]

в евклидовом? ))))))))))))))

[Ари-Ювер]

я могу представить 3-хмерный конус - это в евклидовом?
а как он будет выглядеть в 4-хмерном?

[el-elk]

Если в 4-х мерном евклидовом, то примерно так же. В геометрии Минковского тоже примерно так же )))

[Ари-Ювер]

можно для особых неучей...

чем евклидово пространство отличается от пространства Минковского?

[shafaf]

Ари-Ювер, а прикинь - представить конус в каком-нибудь n-мерном пространстве, где n больше 4....

el-elk, кстати, я благополучно пропустила причину возникновения поста про антиводород... С чего он? )

[Ари-Ювер]

и почему именно конус? а не постоянно расширяющаяся сфера, например?
ведь конус из одной точки расширяется в одном конкретном направлении. А сфера сразу во всех

[el-elk]

Неприлично ткнула пальцем в Ари-Ювер.

- Это она во всем виновата! )))

На самом деле я долго ругалась про антиводород и что он мне надоел.
Нам, как всегда неожиданно, дали деньги. Как всегда, реализовать надо вчера.
В общем, в течение трех недель нужно было выдать страниц сто текста.
Я выдала!! Это уже был подвиг.
А потом начались редакторские правки и я лезла на стену и выла. Потому что наше издательство принимает все в ВОРДЕ!
А последнее требование было - сменить 1.5строчный интервал на строчный. Представляешь, как все поехало?
Вот тут я и взвыла )

А Ари попросила показать кусочек )

[shafaf]

el-elk , ах, вот кто во всем виноват!!! внимательно так посмотрела на Ари-Ювер В назидание надо объяснить ей что-нибудь еще позаковырестее... и пусть представляет! )))))))

[el-elk]

Евклидово пространство от неевклидова отличается метрикой )))
Метрика - это ... это характерное свойство пространства ))).

Ну, придется сначала. Про существование разных множеств помнишь?
Если на множестве определить понятие расстояния между любыми двумя элементами - это будет метрическое пространство.
А вот как определилось расстояние будет зависеть от метрики.
В Евклидовых пространствах метрика определяется так же, как в "школьной" геометрии, т.е., скажем, гипотенуза будет всегда равна СУММЕ квадратов двух катетов.
А могла бы равняться разности. Или, если речь о многомерном пространстве, сумме катетов по двум координатам, минус квадрат по третьей. И т.п.
Соответственно, менялась бы метрика пространства.
Для евклидова пространства метрика положительна, т.е. перед разными квадратами будет стоять + и перекрестных членов нет.
По правде сказать, евклидово пространство - частный случай пространства Римана, где метрика всегда положительна.

Но наш мир устроен иначе. У нас х^2-(vt)^2=r^2. Ты помнишь, чему равно расстояние, пройденное движущимся объектом? Расстояние определяется начальными координатами, МИНУС время на скорость. Т.е. у нас не риманово пространство.
Неримановы пространства бывают разными, в частности такого типа - пространство Минковского.

Почему не сфера?
Потому что уравнение сферы х^2+y^2+z^2=R^2. Несложно заметить, что все знаки положительны )
Если уравнение содержит один минус, получится конус. Ну, чтобы это понять, надо просто решить уравнение, скажем в одном из сечений (или двух) и посмотреть что получится

[funcky]

Ты меня заинтересовала! Когда-нибудь я пристану с вопросами про БАК и ЦЕРН, потому что гугль мне рассказывает плохо, у тебя лучше выходит)))

[el-elk]

Кстати, Ари, а у нас и есть ВЫДЕЛЕННОЕ направление. Это ВРЕМЯ. Ты не можешь двигаться вспять.

[el-elk]

funcky, приставай, тем более, что это в списке обещаний

[funcky]

ТЫ смотрела ангелов и демонов?
это был наводящий вопрос))

[funcky]

У меня еще есть вопросы про остров Пасхи, раз сегодня ты здесь, то я спрошу

[el-elk]

одним глазом с перерывами, но общий сюжет как-то уловила.
Вообще-то я книгу когда-то читала, но очень давно.
А что?

Контейнер с антиматерией нельзя уволочь на сегодняшний день, если ты об этом

[el-elk]

Валяй