O resto é mar (revisited)

Η πιθανότητα ανίχνευσης ενός νετρίνου συγκεκριμένης «γεύσης» απλώνεται στο χώρο και χρόνο σαν να είναι κύμα.

Το κάθε «κύμα» (κυματοσυνάρτηση) σχετίζεται με μια από τις 3 γεύσεις νετρίνου, και εξελίσσεται με ελαφρώς διαφορετική συχνότητα από τα κύματα άλλων γεύσεων.

Για κάθε νετρίνο σε κατάσταση υπέρθεσης, αυτά τα όχι εντελώς ίδια κύματα υφίστανται το φαινόμενο της συμβολής, με τον ίδιο σχεδόν τρόπο που «συμβάλλουν» οι κυματισμοί στην επιφάνεια μιας λιμνούλας. Όποτε συναντώνται οι κορυφές, αυξάνεται η πιθανότητα ανίχνευσης μιας γεύσης, ενώ μειώνεται αν οι κορυφές ακυρωθούν συμπίπτοντας με κυματικές «γούβες».

♡

Ακατάπαυστος εικονικός χορός

 

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!

Φευγαλέο εικονικό ζευγάρι κουάρκ - αντικουάρκ;

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

:)

Δύο διαφορετικές ... σχισμές !

Αν μπορείτε να εξηγήσετε το παρακάτω φαινόμενο με την κοινή λογική, πείτε το και σε μένα. Σ΄ αυτή τη περίπτωση σας περιμένει ένα βραβείο Nobel Φυσικής!

To 1954, ο  Hugh Everett III,  ένας νεαρός  υποψήφιος διδάκτορας στο Princeton  επινόησε μία ριζοσπαστική ιδέα: Την ερμηνεία των πολλών κόσμων  - δηλαδή ότι υπάρχουν παράλληλα σύμπαντα, σχεδόν ίδια με το δικό μας!

Τα παράλληλα σύμπαντα σχετίζονται μέσω διακλαδώσεων. Το δικό μας σύμπαν προέρχεται από διακλαδώσεις άλλων συμπάντων, ενώ καταλήγει σε άλλες διακλαδώσεις, που αντιστοιχούν σε διαφορετικές πιθανότητες ενός απίστευτου αριθμού ενδεχόμενων χωροχρονικών συμβάντων.

Σ΄αυτά τα παράλληλα σύμπαντα υπάρχουν και πόλεμοι με διαφορετική κατάληξη απ' αυτή που γνωρίζουμε. Είδη που έχουν αφανιστεί στο δικό μας σύμπαν, έχουν προσαρμοσθεί και εξελιχθεί σε άλλα. Σε διαφορετικά σύμπαντα οι άνθρωποι είτε δεν υπάρχουν καθόλου ή έχουν αφανιστεί μέσω της φυσικής επιλογής. Οι προαναφερθείσες απεριόριστες διακλαδώσεις μπορεί να καταλήξουν ακόμη και σε σύμπαντα που διαφέρουν μόνο ως προς την θέση ενός ηλεκτρονίου σε σχέση με το δικό μας σύμπαν.

Ανέκαθεν με γοήτευε η ερμηνεία των πολλών κόσμων του Hugh Everett, έστω κι΄αν αυτή οδηγεί σ' ένα .. "σπάταλο" πολυσύμπαν! Το εκπληκτικό είναι ότι αυτή η ερμηνεία εξηγεί  (πάντως όχι με την κοινή λογική!) το μαγευτικό πείραμα των 2 σχισμών.

To επόμενο video είναι ένα μικρό απόσπασμα από το πολυβραβευμένο τηλεοπτικό ντοκουμέντο Παράλληλοι Κόσμοι, Παράλληλες Ζωές, στο οποίο ο Αμερικανός μουσικός της rock Mark Oliver Everett συζητάει με φυσικούς και πρώην συνεργάτες του διάσημου πατέρα του, Hugh Everett III, για την κβαντομηχανική του ερμηνεία των πολλών κόσμων.

Μία φευγαλέα κβαντική νότα

Κανείς δεν είναι σε θέση να καταλάβει ενορατικά την κβαντική μηχανική, κυρίως επειδή oι εμπειρίες μας εδράζονται στο βασίλειο των κλασσικών φαινομένων, όπου για παράδειγμα, όταν δίνω μία πάσα σε έναν συμπαίκτη μου στο μπάσκετ, η μπάλλα διαγράφει μία συγκεκριμένη τροχιά, που περιγράφεται απο τους 3 νόμους κίνησης του Νεύτωνα, που όλοι μάθαμε στο Λύκειο.

Όμως στο μικρόκοσμο το σύμπαν συμπεριφέρεται εντελώς διαφορετικά. Για παράδειγμα, ηλεκτρόνια που κινούνται απο μία θέση σε άλλη δεν ακολουθούν κάποια συγκεκριμένη τροχιά, αλλά όπως πρώτος έδειξε ο υπέροχος Feynman, ακολουθούν ταυτόχρονα κάθε δυνατή τροχιά !

Επιπλέον, αν και οι υποκείμενοι νόμοι της κβαντομηχανικής είναι εντελώς ντετερμινιστικοί (επαναλαμβάνω: εντελώς ντετερμινιστικοί !), τα αποτελέσματα των μετρήσεών μας περιγράφονται μόνο πιθανοκρατικά ! Αυτή η εγγενής αβεβαιότητα, που εκφράζεται εικονοκλαστικά με την περίφημη Αρχή Αβεβαιότητας του Heisenberg, συνεπάγεται ότι διάφοροι συνδυασμοί φυσικών ποσοτήτων δεν μπορεί ποτέ να μετρηθούν ταυτόχρονα με απόλυτη ακρίβεια. Με αυτό το γεγονός συνδέεται και το μη ισοδύναμο δίλημμα της μέτρησης ενός κβαντικού συστήματος. Με την διαδικασία της μέτρησης αλλάζουμε αυτό που μετράμε και συνεπώς ο παρατηρητής δεν διαχωρίζεται πάντα απο το παρατηρούμενο !

Όταν η επιστήμη γίνεται τόσο παράξενη,  αναπόφευκτα δημιουργεί εστίες σύγχισης μεταξύ των ημιμαθών και όσων σκόπιμα ψαρεύουν σε θολά νερά. Κάποτε με είχαν πλησιάσει 2 αδαείς μάρτυρες του Ιεχωβά, και είχα διασκεδάσει αφάνταστα με την έκφραση απορίας στα πρόσωπά τους, όταν απνευστί τους πρότεινα το ενδεχόμενο να μην έχει το σύμπαν ανάγκη δημιουργού, αφού είναι πολύ περισότερες οι πιθανότητες να δημιουργήθηκε αυθόρμητα στα πλαίσια μιας κβαντικής διακύμανσης του κενού (αφρού πιθανοτήτων).

 Η κβαντική μηχανική δεν αρνείται την ύπαρξη αντικειμενικής πραγματικότητας. Ούτε συνεπάγεται ότι οι απλές σκέψεις μας είναι σε θέση να αλλάζουν τα εξωτερικά αποτελέσματα και συμβάντα. Τα αποτελέσματα εξακολουθούν να χρειάζονται αίτια και συνεπώς αν θέλουμε να αλλάζουμε το σύμπαν πρέπει να δρούμε πάνω σ' αυτό !

Ο περίφημος Feynman είχε πει κάποτε το εξής: " Η επιστήμη είναι φαντασία μέσα σε ζουρλομανδύα ".  Είναι ειρωνικό ότι στη περίπτωση της κβαντικής μηχανικής, γενικά οι μουρλοί είναι  συνήθως άνθρωποι χωρίς  ζουρλομανδύες  !

ΥΓ: Κλικ τις 2 εικόνες ... χωρίς δισταγμό !

:)