March 1, 2015

Ακατάπαυστος εικονικός χορός

 
https://www.youtube.com/watch?v=v8nSaydD3s8&t=16s
Στιγμιότυπο της φευγαλέας δομής ενός πρωτονίου —  όπου κουάρκ, αντικουάρκ και γλουόνια εμφανίζονται από το τίποτα και εξαφανίζονται στο πουθενά συγκρουόμενα ανηλεώς μεταξύ τους κοντά σε ταχύτητες φωτός! 


Επιτέλους, τι εστί... πρωτόνιο;

Πρώτα απ' όλα, η δομή του είναι ένας κυκεώνας απίστευτης αταξίας!  Το πρωτόνιο είναι χαοτικό και πολύπλοκο, σε αντίθεση με την κομψότητα και απλότητα ενός ατόμου υδρογόνου, που το περιέχει στον πυρήνα του.

Το υδρογόνο είναι ένα απλό παράδειγμα μίας "κβαντικά δεσμευμένης κατάστασης". Οι φυσικοί με τη λέξη "κατάσταση"  υποδηλώνουν κάτι που... παραμένει (τουλάχιστον) για λίγο, ενώ η λέξη "δεσμευμένη" αναδεικνύει συνιστώσες συνδεδεμένες μεταξύ τους, όπως πχ δύο συζύγους που συνδέονται με τα δεσμά του γάμου, ακόμα κι' όταν ο ένας έχει μεγαλύτερο ειδικό βάρος από τον άλλο. Το βαρύ πρωτόνιο που κινείται μετά βίας είναι το εστιακό σημείο του ζεύγους, ενώ το πανάλαφρο ηλεκτρόνιο πλέει με κβαντική ιδιορρυθμία στα πέριξ, πολύ πιό γρήγορα από εσάς και εμένα, αλλά πολύ πιό αργά από την ταχύτητα του φωτός. Όπως ήδη καταλάβατε, έχουμε ενώπιόν μας το ειρηνικό όραμα μίας ιδανικής συζυγικής ευδαιμονίας!

Ωστόσω σύμφωνα με το στιγμιότυπο της πρώτης εικόνας τα πράγματα αλλάζουν άρδην, όταν "διεισδύουμε" στα ενδότερα κάποιου πρωτονίου. Εκεί κατοικοεδρεύει παροδικά ένα εξαιρετικά μεγάλο πλήθος εικονικών σωματιδίων (κουάρκ, αντικουάρκ και γλουονίων) που δεν μας "επιτρέπουν" την χρησιμοθηρική παρακολούθηση και καταμέτρησή τους. Κι' όμως, αυτή η δομή εξηγείται επαρκώς από την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD) μία ΠΑΝΕΜΟΡΦΗ, μη-γραμμική φυσικομαθηματική περιγραφή, που "πτοεί" αρκετούς σωματιδιακούς φυσικούς, αφού δεν τους αφήνει και πολλά περιθώρια το χάος των "εφήμερων" γλουονίων, που αλληλοεπιδρούν ακόμη και μεταξύ τους!

Σήμερα γνωρίζουμε πολύ καλά, ότι μέσα στα πρωτόνια οργιάζει ένας ακατάπαυστος χορός περαστικών σωματιδίων που τρεμοπαίζουν σε ύπαρξη ή ανυπαρξία, όπως τα προαναφερθέντα γλουόνια, που είναι τα σωματίδια-φορείς της ισχυρής αλληλεπίδρασης. Τα τρία βασικά κουάρκ που δομούν ένα πρωτόνιο — γνωστά ως κουάρκ σθένους — ανταλλάσσουν μεταξύ τους γλουόνια, τα οποία συμπεριφέρονται ως ισχυρότατα "ελατήρια" που αυξάνουν την ελκτική δύναμη ανάμεσα στα κουάρκ όσο αυτά απομακρύνονται (!) — παγιδεύοντάς τα στις υψίστης ασφαλείας αδρονικές φυλακές τους. Εκτός από τα 3 κουάρκ σθένους και τα γλουόνια, το όλο σκηνικό συμπληρώνεται με την ακατάπαυστη εμφάνιση και εξαφάνιση εικονικών ζευγών κουάρκ και αντικουάρκ, τα οποία συμβάλουν καθοριστικά στις ιδιότητες των πρωτονίων, αλλά και των νουκλεονίων γενικότερα.

Μπορεί να έχετε ακούσει ότι το πρωτόνιο (όπως άλλωστε και το νετρόνιο) αποτελείται από 3 κουάρκ. Αυτό είναι ψέμα — ένα ψέμα ευκολίας μεν, αλλά ένα πολύ μεγάλο ψέμα δε! Στην πραγματικότητα, η ευσύνοπτη στενογραφία ότι: "το πρωτόνιο αποτελείται απο δύο up-κουάρκ και ένα down-κουάρκ"  σημαίνει πως "το πρωτόνιο έχει δύο επιπλέον up-κουάρκ από τα up-αντικουάρκ που περιέχει, καθώς και ένα παραπάνω down-κουάρκ από τα down-αντικουάρκ που ξεφαντώνουν μέσα του, με φόντο έναν εξαιρετικά μεγάλο αριθμό γλουονίων και ζευγών κουάρκ-αντικουάρκ!"

Συνδυάζοντας τα παραπάνω με την ομορφιά της Θεωρίας Χορδών, αλλά και των πολλαπλοτήτων Calabi - Yau σύμφωνα με τις οποίες η τοπολογία των "κρυμμένων" διαστάσεων είναι αποκλειστικά υπεύθυνη για την αυθόρμητη "ανάδυση" όλων των υποατομικών σωματιδίων στο σύμπαν τότε αναπόφευκτα αυτή η συναρπαστική περιπέτεια των φυσικομαθηματικών επιστημών εκτοξεύει τους μύστες της σε διευρυμένους πνευματικούς ορίζοντες, σε πείσμα των αφελών θεϊστικών μύθων που προσβάλουν κατάφωρα την νοημοσύνη μας!


https://www.youtube.com/watch?v=K-nBoFcFrdw&t=9s
Φευγαλέο εικονικό ζευγάρι κουάρκ - αντικουάρκ;

ΥΓ. Kλικάρετε χωρίς πάθος κυρίως τις 2 εικόνες, αλλά και τα 22 link 


:)


2 comments:

ΝίκοςΤ said...

Καλή σας μέρα φίλτατε.
Εξαιρετικό το κείμενο σας,αν ήμουν υπεύθυνος προγραμμάτων Λυκείου στο ΥΠΑΙΘ θα απαιτούσα να αποτελεί συμπλήρωμα της ύλης της Γ! Λυκείου στα στοιχειώδη σωματίδια.Μόνο που οι αντίστοιχες παράγραφοι του σχολικού βιβλίου δεν διδάσκονται εδώ και χρόνια.
Ρώτησα σε μία διάλεξη Έλληνα θεωρητικό φυσικό καθηγητή στην Σορβόνη αν στην Γαλλία ακολουθείται η ίδια μίζερη τακτική στην δευτεροβάθμια εκπαίδευση,του φόβου της αποδοχής της αρχής της αβεβαιότητας και της τυχαιότητας από τους μαθητές.Με ενημέρωσε ότι και εκεί η ίδια γραμμή ακολουθείται.Οι λόγοι ευνόητοι.να είστε καλά.

negentropist said...

Kαλησπέρα αγαπητέ e-φίλε.

Ένα παλαιότερο άρθρο στο New Scientist (βλ. 11ο link της ανάρτησης) τα λέει όλα:

"...Each proton is made of three quarks, but the individual masses of these quarks only add up to about 1% of the proton's mass !!!

... lattice QCD calculations show that QCD describes quark-based particles accurately, and tells us that most of our mass comes from virtual quarks and gluons fizzing away in the quantum vacuum.

The Higgs field is also thought to make a small contribution, giving mass to individual quarks as well as to electrons and some other particles. The Higgs field creates mass out of the quantum vacuum too, in the form of virtual Higgs bosons. So if the LHC confirms that the Higgs exists, it will mean all reality is virtual."


Συνεπώς, είτε αρέσει είτε όχι, μετά την οριστική πειραματική επιβεβαίωση στον LHC του CERN της θεωρητικά προβλεφθείσας ύπαρξης του πεδίου/μποζονίου Ηiggs, σωρεία θεωρητικών και πειραματικών δεδομένων συγκλίνουν πλέον στο ότι είμαστε διακυμάνσεις του "τίποτα" !


ΥΓ1. Ατυχώς, αυτή η μίζερη τακτική που επισημάνατε επεκτείνεται στο σκόπιμο φιλτράρισμα και άλλων γνωστικών πεδίων, όπως της Εξέλιξης των Ειδών μέσω της Φυσικής Επιλογής, της Γεωλογίας, της Αστρονομίας κλπ., εμποδίζοντας έτσι την διάχυση πληροφοριών που θα έπρεπε να είναι διαθέσιμες σε όλους. Γι' αυτό το λόγο, ακόμη και σήμερα υπάρχουν άνθρωποι που πιστεύουν ότι οι σεισμοί δημιουργούνται από την οργή κάποιου υπερκόσμιου θεϊκού όντος και όχι επειδή η γη είναι ένας πλανήτης που "ψύχεται" αποβάλοντας την θερμότητα του πυρήνα του, με συνέπεια την αργή μετακίνηση των τεκτονικών πλακών!

ΥΓ2. Χαίρομαι που εκτιμήσατε την βαθύτερη ουσία της ανάρτησής μου.

:)