בתשובה לראובן, 05/05/04 17:50
 |
|
 |
||
|
||||
 |
אלא אם כן הבנתי שגויה לחלוטין, חלקיקים כאלו קיימים גם קיימים. בפיזיקה מדברים על 4 סוגי כוחות (אינטראקציה) בין חלקיקים: אלקטרומגנטיות (דחייה ומשיכה בין חלקיקים בעלי מטען חשמלי) גרביטציה (משיכה בין חלקיקים בעלי מסה) כח גרעיני חזק (דחייה בטווחים קרובים בין פרוטונים ונייטרונים (קוארקים)) וכח גרעיני חלש (דחייה). (למעשה לפחות הכח הא"מ והגרעיני החלש הם צורות שונות של אינטראקציה אחת). כשם שיש חלקיקים שאינם מפעילים ז"עז כח אלקטרומגנטי (חלקיקים חסרי מטען חשמלי, נייטרונים למשל) כך ישנם חלקיקים שאינם מגיבים גרביטציונית - נייטרינים למשל (מגיבים רק ע"י כח גרעיני חלש)ולכן לפעמים אומרים שהם חסרי מסה. (שלא לדבר על חלקיקים יותר מוזרים כמו פוטונים וגלואונים, למעשה אנרגיה). למעשה הבילבול הוא במושג מסה עצמו. גם בפיזיקה הקלאסית יש 2 מסות: המסה הגרביטציונית המבטאת את עוצמת האינטראקציה הגרביטציונית של החלקיק (כמו המטען החשמלי בכח הא"מ) והמסה האינרציאלית שהיא היחס בין הכח הפועל על החלקיק והתאוצה שהחלקיק מקבל. קלאסית, 2 המסות הן יחסיות זל"ז ולכן מדברים על מסה בלי לפרט. בפיזיקת הקוונטים הגדרת המסה יותר מסובכת טכנית ( משהו כמו: הערכים העצמיים של האופרטור המבטא את האינטראקציה בין מצבי השדה של החלקיק) אבל המצב בעצם דומה. אפשר לדבר על מסה הנובעת מן האינטראקציה הגרביטציונית ואז הנייטרינים הם נטולי מסה. מצד שני אפשר לדבר על מסה של כל אינטראקציה שהיא ואז מייחסים לנייטרינים מסות די גדולות. לסיכום, בשלב זה אני מודה שאני מבולבל לגמרי. אשמח אם מישהו יאיר את עיני. בכל מקרה היות והכוחות הגרעיניים פועלים לטווחים קצרים מאוד (בתוך הגרעין) והיקום הוא בממוצע נייטרלי חשמלית, נראה שרק הגרביטציה יכולה לספק את הכח הבולם את התפשטות היקום ואת הכח הצנטריפטלי של סיבוב הגלאקסיות. מצד שני כפי שהסברתם לי מה שמאזן את התפשטות היקום זו בכלל האנרגיה האפלה ולא החומר האפל. מה קורה כאן? יכול להיות שכל התסבוכת נובעת מהסתירה שיש בין היחסות הכללית לתורת הקוונטים. נראה לי שכאן דרוש הסבר של מישהו המתמצא ביחסות כללית יותר ממני. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
אזהרה: ההודעה להלן עולולה תגרום לכל פיזיקאי למרוט את שערותיו מעל ראשו. סליחה מראש. פוטונים וגלואונים ובאופן כללי "חלקיקים חסרי מסה" כן מושפעים מכבידה, זו הפואנטה העיקרית של היחסות הכללית: כבידה היא לא ממש כוח, היא עיקום של המרחב (המוכלל), לא? למעשה, עד כמה שאני יודע, ה-"חסר מסה" בביטוי לעיל מתייחס למסת המנוחה, לא למסה יחסותית. תהיה 1: אם מה שאמרתי לעיל לגבי הכבידה נכון, מדוע מצפים בכלל (ונכשלים) למצוא חלקיקים-נושאי-כוח-כבידה (גרביטונים)? הרי הכבידה היא *לא* כוח, בדומה שלושת הכוחות. תהיה 2: האם העובדה שלפי מכניקת הקוונטים לחלקיק לא יכולה להיות "אנרגית אפס" (כלומר רמת האנרגיה הנמוכה ביותר תמיד חיובית) לא מרוקנת *לגמרי* את משמעות הביטוי "חלקיק חסר מסה"? כלומר כדי שלפוטון תהיה מסת אפס באמת, הוא צריך להפסיק להתקיים, לא? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יש לשער שפיזיקאים הבקיאים בנושא וקוראים את הערותינו הם כבר מזמן קרחים לגמרי כך שאיננו יכולים להזיק להם. (באחת ההערות כתבתי שהכח הגרעיני החזק הוא כח דחייה). אני לא מתימר לענות שאלותיך, אבל נראה ששתיהן קשורות לעוד בעיה קרדינלית של הפיזיקה המודרנית והיא חוסר ההתאמה בין תורת הקוונטים ליחסות הכללית. תורת הקוונטים מסבירה כל אינטראקציה בין חלקיקים כמבטאת "החלפה" של מנות אנרגיה ביניהם. מנות אלו הן חלקיקי התיווך (פוטונים בכח א"מ, גלואונים בכח החזק וחלקיקי WZ בכח החלש). למיטב זכרוני (הרעוע למדי) עקרון אי הודאות דורש שמסת המנוחה של הפוטון תהיה אפס על מנת לאפשר טווח פעולה אינסופי ("מתווכים" מסיביים פועלים לטווחים קצרים מאוד). כל נסיון לתאר גרביטציה בצורה קוונטית דורש "מתווך" מתאים הוא הגרביטון הנעלם. העובדה שאין "הוכחות" תאורטיות לקיומו שקולה לאמירות הבאות: א) תורת הקוונטים לא מצליחה לתאר גרביטציה יחסותית. ב) "הגרביטציה היא לא כח" כדבריך (אולי). ג) תורת הקוונטים נכשלה עד עתה ליצר תורת שדה מאוחד (תורות השדה המאוחד המוזכרות לעיתים מאחדות את הכח הא"מ-חלש עם החזק). אני לא בטוח שההגדרה המדוייקת "מסת מנוחה", פותרת את הבלבול: א) אפשר לשאול מדוע יש חלקיקים בעלי מסת מנוחה וחלקיקים חסרי מסת מנוחה (אם יש משמעות לשאלה כזו). ב) לדבר על מסה יחסותית בהקשר נניח לנייטרינים זה חסר משמעות כיוון שערכה שונה במערכות יחוס שונות. היות ולפני הרבה שנים עסקתי קצת בנייטרינים הרשה לי להעיד שגם בקרב פיזיקאים העוסקים בתחום יש בלבול בקשר למסות שלהם. יש איזכורים המדברים על "חלקיקים חסרי מסה" ואחרים עוסקים במרץ בהערכת המסה שלהם (כאמור לדעתי הכוונה למסת מנוחה) ולכן שערתי שהדבר נובע מבלבול מושגים כלשהו. הטענה כי הנייטרינים הם חסרי גרביטציה נובעת אולי מבלבול המושגים שלי או גרוע מזה מחוסר התאימות בין תורת הקוונטים לגרביטציה יחסותית. אי תאימות זו היא נדבך נוסף בטענה ממני התחלתי פתיל זה. הגבתי לתגובה של אלון עמית שפרשתי אותה כאמירה שהפיזיקה באופן בסיסי "מובנת וידועה" ונותרו רק כל מיני "חורים" של חוסר הבנה שיש למלאם בעזרת העקרונות הידועים. להבנתי, יש לא מעט "חורים" ואי ודאות גם בעקרונות הבסיסיים. היות וזהו המצב, טיפול של פיזיקאים בשאלות איזוטריות כמו שאלת העב"מים הוא לא ממש בעדיפות. אפשר להסתפק בשאלה מדוע "נהגי" העב"מים העולים עלינו טכנולוגית מתאמצים כל כך להסתתר ומדוע הם מעדיפים לתקשר עם תמהונים ולא עם מדענים או גורמים מוסמכים למשל. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מה שאני מבין על מסת המנוחה של ניוטרינואים זה ככה: התאוריות הראשוניות על ניוטרינואים הניחו שהם אכן חסרי מסת מנוחה ואכן נעים בדיוק במהירות האור. באיזה שהו שלב התעוררו ספקות וניסו למצוא חסמים למסת המנוחה שלהם ( אני זוכר מספרים של פחות מאלקטרון וולט אחד, שזה די קל, בערך שתי מיליוניות המסה של אלקטרון ). אחר כך מישהו קיבל את הרעיון שמכיוון שיש להם מסה הם יכולים "להפוך" אחד לשני ( אוסצילציות של ניוטרינואים) וניסו למדוד את זה, הן במעבדה והן בתצפיות. יש אפילו סיפור די מדהים בקשר לזה1. בכל אופן, כן מסת מנוחה, לא מסת מנוחה, הם בהחלט מושפעים מגרביטציה. אני לא יודע בדיוק מה הקונסנזוס, אבל עוד פרטים משעשעים אפשר למצוא כאן 1 הסיפור הוא יותר סיפור באומץ לב מדעי מאשר במדע. לפני כמה שנים (אולי ב94 ) כשהרעיון שאפשר למדוד אוסצילציות של ניוטרינואים2 רק התחיל לחלחל, ניסתה קבוצה ב<אני לא זוכר איפה> לבדוק נסיונית את התופעה והם בנו גלאי לסוג אחד של ניוטרינואים ומדדנו את הכמות שנפלטה ממקור, כפונקציה של המרחק מהמקור. הרעיון הבסיסי היה לראות שבהתחלה הכמות יורדת ואז שוב עולה. וזאת יש לדעת: נורא *נורא* קשה לגלות את החולירות הקטנות הללו, ויש צורך לעשות חישובים סטאטיסטיים *מה זה* מסובכים כדי להבדיל בין אות לרעש. בקבוצה המדוברת היו כ30 מדענים, והעיבוד הסטטיסטי הוטל על פוסט דוקטורנט ( או שמא דוקטורנט, אני לא זוכר). לאחר המון עבודה, הם ציירו את המדידות על גרף, וראו זה פלא - העסק עבד, והגרף התאים לא רע למצופה! תשובה חד משמעית לשאלת המסה של הניוטרינו זה די פרס נובל ( בספר שלי, על כל פנים), והם כבר התכוונו לפרסם, והנה, הפוסט הפוץ מכריז שלפי חישוביו הכל *רעש* ואין כאן סיגנל בכלל! אתם יכולים לשער את עוצמת הלחץ שהופעל על החוקר צעיר - 29 מדענים, שכולם מן הסתם הופיעו עד אותו יום ברשימת הממליצים שלו, מבקשים ממנו ש"ישקול שוב" . מה שקרה בסוף (עד כמה שאני זוכר) זה שהתפרסמו 2 מאמרים, גב אל גב, 29 בעד ואחד , יחיד, נגד. אני לא עקבתי אחרי הסיפור מאז, אבל אותו פוסט נחרט בזכרוני כאות ומופת ליושרה מדעית, בלי שום קשר אם הוא צדק בחישוביו או לא3. 2 כלומר ניוטרינו מסוג אחד "מתפרק" לניטרינו מסוג שני וחוזר חלילה. 3 חיפשתי קצת ברשת ולא מצאתי את הסיפור, אם מישהו יכול לספק לינק לסיפור המופלא הזה, אשמח. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
דוקא בנושא חידת הנייטרינים מן השמש אני די בקיא. הסיפור האמיתי מרתק לא פחות מהקוריוזים. ראשיתו בנסוי נועז שערכה קבוצה בראשותו של R. Davis בנסיון למדוד את כמות הנייטרינים שמוצאם בשמש הפוגעים בכדוה"א. הנסוי נערך במעמקי מכרה נטוש (HOMESTAKE, USA) והשתמש בטונה של נוזל ניקוי כלשהו כמלכודת נייטרינים. כמות הניטרינים המזערית כדבריך (2-3 נייטרינים ליום עד כמה שזכור לי), דרשה חישובים מסובכים וסטטיסטיקה כבדה לאורך שנים , כדי לנפות "רעשים" למיניהם (כך שסיפור הפוסט פוץ הוא לכל הפחות מופרז). בכל אופן ניסוי זה נמשך כבר למעלה מ-20 שנה וניסויים דומים אישרו את תוצאותיו. ניסוי זה נחשב למופת של מדידת כמויות קטנות ו-Davis נחשב לפיזיקאי מוביל בעולם וזכה לאחד הפרסים הגדולים בעולם הפיזיקה (אולי הנובל). בכל אופן התוצאה שלו אומרת כי מגיע רק שליש מכמות הנייטרינים החזוייה ע" מודל השמש הסטנדרטי(J. Bachall). מאחר ותוצאות Davis מקובלות כאמינות ובמודל השמש הסטנדרטי לא התגלו בעיות נוספות, הופנתה תשומת הלב לתאוריה של הנייטרינים. נזכרו בתאוריה די ותיקה של תנודות נייטרינים (Mikheyev, Smirnov, Wolfenstein). מאחר ויש 3 סוגי נייטרינים (למעשה 3 מצבי אנרגיה של הנייטרינו) ההשערה היתה שהם יכולים לשנות מצב. מאחר וגלאי homestake היה רגיש רק לסוג אחד, ההסבר היה שנייטרינים מסוג זה "הפכו" לנייטרינים "נסתרים" בגלל האינטראקציה עם חומר השמש בדרכם ממרכז השמש עד הגלאי. אינטראקציה כזו בין מצבי הנייטרינו (זו אינטראקציה של כח גרעיני חלש) מתבטאת בפיזיקת הקוואנטים ע"י אופרטור (מטריצה) 3X3 (בגלל 3 מצבי הנייטרינו). למטריצה זו אפשר לחשב ערכים עצמיים ואלו הם מסות המנוחה של הנייטרינים. כפי שאתה רואה אין לכך כל קשר לגרביטציה (אך אינו סותר בהכרח את טענתך שלנייטרינים כמו לכל מסה/אנרגיה אחרת יש שדה גרביטציה יחסותי). בכל אופן ניסויים מאוחרים יותר עם גלאים הרגישים גם לסוגים האחרים הותירו את פתרון MSW כפתרון המסתבר ביותר (כפי שכתוב גם בהפנייה שלך). על המסות עצמן יש רק גבולות גזרה (הנייטרינו מסוג טאו עשוי להיות כבד למדי עד כ-20 Mev). כל זה לא מפריע לפיזיקאי חלקיקים רבים להתיחס לנייטרינים כחסרי מסה (יתכן שזה נובע מהפער בין יחסות כללית ופיזיקת הקוונטים ויתכן שהם פשוט טועים). נ.ב. ראיתי רק עכשיו את הסקירה על "רובים חיידקים ופלדה". סקירה משובחת ביותר העושה צדק עם ספר "חכם" במיוחד. ברכותי. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
zזה לא הניסוי שהתכוונתי אליו, ההוא נערך על הקרקע עם גלאי *נייד*. אני אנסה לגגל. אגב רובים וחיידקים -תגובה 190371. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מצאתי: שים לב לשני מאמרים: והשני (של הפוסט) לצערי מהתקציר עצמו אי אפשר להבין הרבה, אם למישהו יש גישה למאמרים עצמם, אשמח לתקצירים בשפה הקרובה לעברית. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נראה שדי דייקתי בפרטים. למרות שאני לא יודע על ד"ר היל יותר מהמסופר כאן, האיש הזה הוא אחד מגיבורי האישיים. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נדמה לי שהניסוי/הגלאי שאתה מתכוון אליו תואר בספרות המקצועית כניסוי ה-SCINTILLATIONS. בכל אופן, תאמין לי שאני מכיר את הנושא די טוב והמקרה של ד"ר היל שלא הכרתי, הוא רק פרט בסיפור מדעי גדול הרבה יותר. ולהוכחה R. Davis מודד הנייטרינים מ-HOMESTAKE, אכן זכה בפרס נובל לפיזיקה 2002 http://www.eurekalert.org/pub_releases/2002-10/uop-r... ב-25 השנים האחרונות נערכו כ-15 ניסויים שונים למדידת גילוי נייטרינים במקומות שונים ובשיטות שונות. למשל הפרוייקט ב-KAMIOKANDE. בכל המקרים מדובר בפרוייקטים מאוד גדולים ומתוחכמים (עשרות פיזיקאים ומאות עובדים) המבצעים חישובים מאוד מסובכים ומגלים מספר אפסי של נייטרינים. לכן בעיית אמינות התוצאות והרעשים למיניהם בניסויים האלו היא מובנית בתוך הבעיה ועיקר המאמץ מתרכז בקבלת תוצאות מהימנות סטאטיסטית. התוצאות בין הגלאים השונים הם במקרה הטוב חופפות ולכן תוצאות חריגות (אם אכן כאלו הן היו) בגלאי הנצנוצים לא היה מעורר חשד רב מדי. ה"חוסר" בנייטרינים (מסוג אלקטרון) היה ידוע מהניסוי של Davis שאינו נתון במחלוקת. המסה המיוחסת לנייטרינים היא תוצאת לוואי המתחייבת בתאוריית תנודות הנייטרינים, אשר עשוייה לספק פתרון לחוסר הזה. ניסוי הניצנוצים שככל הזכור לי רגיש לכל סוגי הנייטרינים הוא לכן המשלים המושלם לתוצאות Davis. והנה למרות שניסוי גלאי הנצנצים הוא "מהפשוטים" והזולים שבין הפרוייקטים, הרי בו זמנית נמשכו הניסויים האחרים שהם יקרים מאוד מאוד. ההסבר לכך הוא כנראה שניסוי הניצנוצים היה ידוע מראש כבנוי על אי-ודאויות גדולות מאוד ותוצאותיו היו חשודות גם מסיבות תאורטיות ולא רק חישוביות. אני חושב שעובדות אלו נותנות פרופורציה אחרת לפרשת היל. (אגב, האם הפילדלפיה אינקוואירר נחשב עיתון מהימן? השם קצת מזכיר את הנשיונל אינקוואירר). ההשערה שהעליתי, נבעה מן העובדה שממשיכים לדבר על חוסר המסה של הנייטרינים (האם בטעות?) בו זמנית עם הניסויים הנערכים כדי לחשב את מסות הנייטרינים. השערתי היתה שהדבר נובע מאי הבנות בהגדרת המושג מסה בפיזיקת הקוונטים. האם יתכן שהנייטרינים הם חסרי מסה בהגדרה כלשהי של המונח מסה (כמובן מנוחה), ובעלי מסה בהגדרה אחרת? יש עוד 2 סיפורים המתקשרים לפתיל הזה: הסיפור (איני ערב לנכונותו) הראשון גם הוא סיפור של אמינות ו"הטיית" תוצאות מדעית, רק בכיוון הפוך. הוא קשור בגילוי תופעת הלזירה (מלשון LASER). שם חוקר שהתעקש שעמיתיו גילו יצירתיות עודפת ב"הטיית" תוצאותיהם, גילה בדרך זו את תופעת הלזירה. הסיפור השני אפרופו "תוצאות פיזיקליות לא מובנות" ו"אי הבנות בהגדרת המונח מסה" הוא שחוקרים רבים מקבלים שסכום המסות של 3 סוגי הנייטרינים הוא שלילי (מופיע גם בהפנייה שלך http://cupp.oulu.fi/neutrino/index.html). ובכל מקרה, ראוי לציין: הנייטרינים גם אם יש להם מסה אינם הפתרון לסוגיית החומר האפל. הערכות של מסת הנייטרינים ביקום נותנות מסה זניחה ביחס לכמות החומר הנעלם. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בסך הכל רציתי לעשות קצת סדר ולספר את הסיפור על הדוקטורנט. בוא נתחיל דווקא מהסוף: סכום המסות אינו שלילי, הוא "מדומה1" ( המסות בריבוע הן שליליות), אבל כנראה שמדובר במדידות לא אמינות. בעניין המקור לסיפור הפוסט, המקור שלי הוא משהו קצת יותר רציני מעיתון יומי, קראתי עליו בסיינס או נייצר לפני הרבה שנים, אבל זה לא עלה בגיגול. בעניין המסה או האין מסה: אין אף מדידה אמינה שמוכיחה שלנייטרינו יש מסה, אבל מבחינה תאורתית אין (עכש"י) מניעה לכך, אם המסה קטנה מספיק. לכן (א) מניחים שלניוטרינו מסה אפס ו(ב) ממשיכים לנסות למצוא אותה. כמו שהערת, מסות לא אפסיות לנייטרינואים יכול אולי לפתור את חידת הניטרינואים שמקורם בשמש, ולכן יש מוטיבציה נוספת לחפש. בקשר לאוסצילציות: עד כמה שאני מבין, הטרנסמוטציות האלו קורות עם או בלי אינטראקציה עם מסת השמש, עובדה שניסו למצוא תופעה דומה עם מקור קרקעי. אני אף פעם לא ממש הבנתי לאן נעלמת המסה "ספייר" במשוואה הזאת ( אולי לאנרגיה קינטית?). חוץ מניסוי ה LSND של הדוקטורנט האמיץ היל, כמעט כל הנסיונות שנערכו לחפש *אוסצילציות* לא גילו דבר. אני רוצה להדגיש שהמדידות של דייויס ואחרים בקשר לשטף הניטרינואים מהשמש וסופר נובות וכולי הם חשובים ומעניינים, אבל גילוי נסיוני של אוסצילציות, ואגב כך הוכחה חד משמעית שלניוטרינואים יש מסה ( במנוחה כמובן) יהיה חשוב ומרעיש לפחות באותה מידה. עוד הערה, שאולי אינה מובנת מאליה: לכאורה יש הבדל דרסטי בין מסה *אפס* למסה *מאוד מאוד קטנה* - חלקיק על מסת מנוחה אפס *מוכרח* לנוע במהירות האור בכל מערכת ייחוס, ואילו חלקיק עם מסה סופית יכול להיות נייח. אבל *מעשית* הסיפור יותר עדין- חלקיק מאוד מאוד קל, שנוצר בתהליך התפרקות כלשהו, יגיע למהירות מאוד קרובה למהירות האור מכיוון שאפילו "משב הרוח" הקל ביותר יעיף אותו . זאת הסיבה שאפשר להניח באופן פרקטי, שגם אם הניטרינו הוא בעל מסה סופית, בתכלס, הוא נע במהירות האור. 1 כמו שידידי מ.א. אומר "השיטה מרוכבת, אבל התוצאה מדומה". |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לשאלותיך: תנודות נייטרינים אכן יכולות להתבצע גם בדרך מן השמש אל כדוה"א ב"ריק הבין כוכבי". אלו הם תנודות הואקום הנזכרות בהפנייתך. אולם הן חלשות מכדי להצדיק את כמות הנייטרינים ה"חסרים". (כנ"ל לגבי תנודות במעבר דרך כדוה"א וזה קשור בנסיונות לגלות הפרשי יום-לילה בשטף הנייטרינים). בכל אופן, אני משער שגם תנודות הואקום מתרחשות בנוכחות חלקיק חומר נוסף המקבל או מוסר את מנת האנרגיה הדרושה (החלל הבין כוכבי אינו באמת ריק). בכל מקרה, נכון לעכשיו תנודות MSW במרכז השמש (שם החומר צפוף במיוחד) הם המועמד הסביר היחידי להסביר העלמות של שני שלישים מן הנייטרינים. (ראוי אולי להסביר כאן כי כל הנייטרינים נוצרים במרכז השמש והם מסוג נייטרינו אלקטרוני. ההשערה היא שבעוברם דרך לב השמש הצפוף, חלקם הופכים לנייטרינים הכבדים יותר, שאותם הגלאי של Davis אינו מגלה). טוב היות ונראה לי שאנו לבד בפתיל הזה, אני מסכים לסיים כאן למרות שהיו לי עוד כמה דברים בנושא תנודות הנייטרינים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ראה תגובה 226469 | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בשביל תנודות ניוטרינואים אני מוכן שתמשיך :-) אגב, נדמה לי שהסיפור הזה עם התנודות נמדד עבור חלקיקים אחרים ( יש משהו בשם J\פסי ?). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מפשפש קצת בניירות שלי כדי למנוע התבזויות מיותרות. ואחזור עם קצת פרוט על גילוי נייטרינים. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כאשר חשבתי על תגובת המשך בנושא תנודות הנייטרינים רציתי בעיקר להבהיר שני עניינים שנראו לי גורמים לאי הבנות בנושא: 1) מדוע אי אפשר לדבר על ניסוי למדידת מסת הנייטרינו (או יותר מדוייק מדוע קשה למדוד את מסת הנייטרינו באופן ישיר)? כדי לענות חשבתי להביא מעין מבוא כללי לנושא הנייטרינים הסולריים. 2) מה הקשר בין מסת הנייטרינו לתנודות נייטרינו? כדי לדון בכך צריך תאור קצר איך מופיעות מסות בפרשה זו ובכלל במכניקת הקוואנטים. בקצרה, התשובה היא כי תנודות ומסה בנייטרינים חד הם. לכן יש הבדל משמעותי בין מסה קטנה מאוד (תנודות) לאפס מסה (אין תנודות). כאשר חפשתי חומר, בפרט על השאלה הראשונה, התברר לי שהנושא הרבה יותר מסובך ממה שזכרתי. התפתח ענף שלם בפיזיקה של ניסויי נייטרינו ומי שאינו מומחה בתחום יכול בקלות להסתבך בטעויות. למשל ראיתי שהיתה לי הבנה שגוייה של מה מדדו בניסוי ה-LSND של ד"ר היל האמיץ. כדי לא לכתוב מאמרים בתוך תגובות אכתוב כל נושא בתגובה נפרדת, למרות שהנושאים קשורים זה בזה בקשר הדוק. (וגם יהיה אפשר בין 2 התגובות, לראות את מידת העניין בנושא). מי שמעוניין בחומר מדעי, יכול להסתכל בתדפיס שהוא מבוא לקורס מדעי בנושא מחקר הנייטרינים הסולריים, שנכתב ע"י John Bahcall שהוא "הסנדק" של מודל השמש הסטנדרטי והמדען הבכיר בתחום:http://www.sns.ias.edu/~jnb/Papers/Preprints/SLAC/pa... |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
גילוי ומחקר הנייטרינים הוא כיום בין הנושאים החמים ביותר בפיסיקה כיום (ברשימה אחת של most cited articles – http://www.slac.stanford.edu/library/topcites/2003/e... הופיעו מאמרים בנושא במקומות 2,4,5,7 ועוד). הוכחה לכך הם המאמצים והמשאבים העצומים המושקעים בהקמת מצפי נייטרינים (על משקל מצפי כוכבים) המשמשים לגילוי נייטרינים. לשם הדגמה, לב גלאי ה-SNO בקנדה (Sudbury) הם 1000 טון של מים כבדים נקיים במיוחד ששויים 300 מיליוני דולר. ממה נובעת חשיבותו של חלקיק חמקן במיוחד זה אשר משמעות שמו היא "הניטרלי הקטן"? ובכן יש לו חשיבות כפולה: 1) חלקיק חסר מסה (כמעט!) ומטען חשמלי זה, מגיב עם יתר חלקיקי החומר בצורה חלשה במיוחד. תכונה זו הופכת אותו ל"חמקן" במיוחד ומאפשרת לו לעבור מרחקים עצומים וצפיפויות חומר קיצוניות ולהגיע אלינו. חקר החלקיקים הנ"ל מאפשר לפיסיקאים לקבל מידע הישר ממרכזו של היקום ("המפץ הגדול"), ממרכזם של כוכבים מתפוצצים (סופרנובות) ומגרעין השמש שלנו. 2) אחת השאלות שהמצפים הנ"ל אמורים לחקור היא השאלה האם לנייטרינים יש מסה? בשנים האחרונות מתגבש קונסנזוס כי לנייטרינים אכן יש מסה אם גם קטנה במאוד (סדר גודל של אלפיות אלקטרון-וולט). תוצאה זו הנובעת מן העובדה שברוב הניסויים במצפים מתקבלות תוצאות המתישבות עם קיום תופעה הנקראת תנודות נייטרינים. לעת עתה נסתפק באמירה כי ישנם 3 סוגים ("טעמים") של נייטרינים. תנודות נייטרינים משמעותם הפיכת סוג אחד של נייטרינו לסוג אחר. העובדה כי לנייטרינים יש מסה היא אחת האינדיקציות הראשיות והברורות לקיומה של "פיסיקה חדשה" (המאחדת למסגרת אחת את הכח הגרעיני החזק (אינטראקצית צבע), הכח הגרעיני האלקטרו-חלש (אינטראקצית טעם) וככל הנראה גם את הגרביטציה) להבדיל מ"הפיסיקה הישנה" המתארת את התופעות האלו בנפרד. בתגובה נפרדת (אם תהיה) אנסה להסביר את מה שנאמר כאן. אביא כאן סקירה קצרה של ההיסטוריה של חקר וגילוי הנייטרינים. למי שמעוניין בהסברים מדעיים יותר המוגשים יחד עם תוצאות עדכניות בשאלת תנודות הנייטרינים, מומלצים ההפניות הבאות: http://iktp.tu-dresden.de/~schubert/talks/oberwiesen... עדות לחמקנותו הידועה של הנייטרינו היא הדרך בה נתגלה. רמז לקיום חלקיק נעלם זה התקבל מניסויים של התגובה הגרעינית הידועה כהתפרקות ביתא. בניסויים שערך (1914) Chadwick (מגלה הנייטרון, נובל 1935) הוסברה התופעה כנייטרון בגרעין של אטום פחמן המתפרק לפרוטון ואלקטרון:http://chemfo.chm.bnl.gov/SciandTech/SN/default.htm 14C --> 14N + e- האלקטרונים הנפלטים בתגובה זו הם קרינת הביתא שהיא אחת מ-3 סוגי הקרינה הרדיואקטיבית. הבעיה היתה שבחישובי מאזן האנרגיה לפני ואחרי הפרוק התגלה שחסרה אנרגיה (ליתר דיוק התגלה כי חלקיקי הביתא (האלקטרונים) מופיעים עם טווח רחב (פילוג) של אנרגיות במקום עם האנרגיה הצפויה). רק ב-1930 העלה פאולי (נובל 1945) את הרעיון שהאנרגיה החסרה נשאה ע"י חלקיק נעלם שקרא לו ה"נייטרינו". ב-1934 חישב פרמי (נובל 1938) את ספקטרום האנרגיה של חלקיקי הביתא באמצעות השערת הנייטרינו של פאולי. מאחר ולא נתגלה דפיציט מקביל בתנע (Rodeback and Allen 1952) נקבע כי הנייטרינו הוא חסר מסה (ולכן לא יכול לשאת תנע שהיא מסה כפול מהירות). למעשה מה שנקבע כאן לפי גבולות הדיוק של הניסוי, הוא החסם העליון הראשון על מסת הניטרינו. נקבע כי מסת הניטרינו ה(בטעם)אלקטרוני היא פחות מ-3eV (אלקטרון-וולט, א"ו).תופעה זו בו עקבותיו של הנייטרינו החמקן מתגלים מחקר החלקיקים האחרים המשתתפים איתו בתגובה, היא תופעה המאפיינת את כל מחקרי הנייטרינו מאז ועד היום. מסיבה זו כאשר מדברים על ניסויים למדידת מסת הנייטרינו אין לחשוב על ניסויים בהם "מחזיקים" בנייטרינו ו"שוקלים" אותו, אלא רק על ניסויים המספקים בדרך עקיפה ערכים של גבולות אפשריים של מסת הנייטרינו. גילוי "רישמי" של הנייטרינו, שהתבצע ע"י "הפגזת" פרוטונים בנייטרינים הנוצרים בכור גרעיני, התרחש רק ב-1956 (Reines, נובל 1995 ו-Cowan). כאן המקום להוסיף כי בעזרת ניסויים (1962) של התפרקות חלקיקים אלמנטריים אחרים התגלה (Lederman, Schwartz & Steinberger, נובל 1988 ע"פ התאוריה שפיתח Pontecorvo ב-1960) כי יש 3 סוגים (טעמים flavor) של ניטרינים: נייטרינו בטעם אלקטרוני, נייטרינו בטעם מיואוני ונייטרינו בטעם טאו (התגלה רשמית רק ב-1999). השמות הם לפי הלפטונים שנוצרו ביחד אתם (קריא אלקטרון, מיואון וחלקיק טאו). כל ניטרינו (שהם עצמם לפטונים) מהווה יחד עם הלפטון שלו זוגיה (דובלט לפטוני). כמו כן לכל נייטרינו קיים החלקיק הנגדי שלו - האנטי-נייטרינו (התנגשות נייטרינו-אנטינייטרינו מאיינת את שניהם תוך פליטת פוטון הנושא את האנרגיה שלהם). בנקודה זו נסטה מעט לתחום אחר – תחום חקר השמש. ב-1937 הציעו Bethe (נובל 1967) ו- Weizsacker כי השמש מייצרת את האנרגיה שלה בתהליכים של היתוך גרעיני (איחוד של גרעינים קלים מימן ודאוטריום לגרעין כבד יותר, הליום תוך פליטת עודף האנרגיה באמצעות פוטונים ונייטרינים). הלחצים העצומים והשדות המגנטיים החזקים במרכז השמש מאפשרים לקיים תהליך כזה תוך מעין שיווי משקל כמו בכור גרעיני ולא בתגובת שרשרת סופר-קריטית כמו בפצצה גרעינית. המחקר הפיזיקלי של השמש הגיע לשיאו בפרסום מודל השמש הסטנדרטי ע"י John Bahcall (להערכתי יקבל את הנובל באחת השנים הקרובות). המודל החל את דרכו בשנות ה- 70 והמשיך להתעדכן. מודל מעודכן פורסם ע"י Bahcall & Pinsonneault ב-1998. אחד ממרכיביו העיקריים של המודל הוא תמהיל של ראקציות היתוך גרעיני המאפשר את קיום התהליך באופן יציב. התוצרים של ראקציה אחת משמשים כדלק של הראקציה הבאה בשרשרת (מתקיימות כמה שרשראות של תגובות כאלו במקביל) תוך יצירת גרעינים כבדים יותר ויותר כתוצרי ביניים. רוב התגובות האלו מייצרות נייטרינים (בטעם אלקטרוני בלבד) המקבלים את האנרגיה הנוצרת בתגובה. לפעמים את כולה (ואז יש לנייטרינו אנרגיה המאפיינת את התגובה) ולפעמים רק חלקה (הנייטרינו מתחלק באנרגיה עם אלקטרון או פוזיטרון הנוצר גם הוא בתגובה. במקרה זה יש לנייטרינו פילוג אנרגיה המאפיין את התגובה שיצרה אותו). נייטרינים אלו חולפים דרך הגהנום הבוער של ליבת השמש כמו דרך חלל ריק וחלקם פוגע בכדור הארץ. אלו הם הנייטרינים הסולריים. כאמור הם מתחלקים לכמה סוגים השונים זה מזה בפילוג האנרגיה שלהם ונקראים לפי השם של הדלק או התוצר של התגובה שיצרה אותם. למשל הסוג המפורסם ביותר הוא הנייטרינים מסוג 8B הנוצרים בתגובה 8B --> 8Be + e(+) + ve +14.6MeV. לנייטרינים אלו פילוג אנרגיות רציף עד לערך מירבי של 14.6 מא"ו. אחת התוצאות של מודל השמש הוא חיזוי של שטפי הנייטרינים הסולריים ע"פ כדור הארץ ופילוגם לפי הקבוצות השונות. מיד עם הופעת מודל השמש הסטנדרטי עלתה השאלה כיצד לאמת אותו. ברור שהמועמד העיקרי להביא אינפורמציה (ערך האנרגיה שלו למשל) ישירות מליבת השמש (בלי שעבר אינטראקציות עם החומר הדחוס בגוף השמש ואיבד את האינפורמציה שלו) הוא הנייטרינו. השאלה היותר הגדולה היתה איך לעזאזל מגלים וסופרים את החלקיקים החמקניים הללו. צריך לזכור כי בכל שנייה פוגעים בכל סנטימטר מרובע של כדוה"א 65 ביליון נייטרינים סולריים ואנו איננו מבחינים בדבר (משמע אין להם שום אינטראקציה ניתנת לאבחנה עם החומר). על התשובה לכך זכה Raymond Davis בפרס הנובל לשנת 2002 (שותף נוסף לפרס היה Masatoshi Koshiba שהקים את מצפה הנייטרינים של יפן ב-Kamiokande). ע"פ הצעתו של Bahcall, הצליח Davis ב-1965 להבחין בתגובה: n(37Cl) + Ve + 0.814 MeV --> p(37Ar) + e- כלומר נייטרינו הפוגע באחד הנייטרונים של גרעין הכלור "מפרק" אותו לפרוטון+אלקטרון והופך אותו לגרעין של ארגון שהוא גז אציל רדיואקטיבי שהוא לא פעיל כימית ויחסית קל לאבחנה. זוהי דוגמה של מה שקרוי תגובת זרם טעון (charged current) כיוון שהאינטראקציה מתווכת ע"י חלקיק טעון. בדוגמה זו זהו W+, אחד החלקיקים המתווכים של אינטראקציית הטעם (כח גרעיני חלש). אם נספור את מספר האטומים של ארגון שנוצרו בתוך גוף של כלור נוכל לקבל הערכה של גודלו של שטף הנייטרינים הסולריים הפוגע בכדוה"א ולבדוק אם הוא מתאים לחיזוי של מודל השמש. גלאי נייטרינים כזה נקרא גלאי רדיוכימי (בגלל השימוש ב"מלכודות" כימיות כדי ל"זקק" את הארגון ובגלאי רדיואקטיביות כדי לנטר את התהליך). למעשה המצב קצת מסתבך בגלל שסף האנרגיה הנדרש גבוה מדי עבור מרבית הנייטרינים הסולריים, כך שלמעשה רק חלקם הקטן (בעיקר נייטרינים מסוג B8) משתתף בתגובה. תגובה דומה קיימת גם לנייטרינים ה"כבדים" יותר (בטעם מיואון או טאו. התוצרים יהיו למשל מיואון במקום האלקטרון ) אלא ששם דרוש סף אנרגיה גבוה יותר, אנרגיה שאין לנייטרינים הסולריים. כלומר הגלאי רגיש רק לנייטרינים סולריים בטעם אלקטרוני. עם זאת, תגובה דומה יכולה להתרחש עם נייטרינים קוסמיים (שמקורם אינו בשמש והם בעלי אנרגיות גבוהות הרבה יותר. נקראים גם נייטרינים אטמוספריים) או נייטרינים "מקומיים שהם נייטרינים הנוצרים בתהליכי התפרקות רדיואקטיביים של יסודות כבדים (אורניום, תוריום, רדון) שיכולים להימצא כ"זיהומים" בתוך גלאי הכלור או בסביבתו. תגובות כאלו שייצרו ארגון 37 או סתם רעש רדיואקטיבי הם בבחינת רעש על התוצאות האמיתיות של הניסוי. מאחר ומראש צפויים מספרים זעירים של תגובות עם נייטרינים סולריים, ברור הצורך בסביבה סטרילית במיוחד. מסיבה זו מרבית מצפי הנייטרינים מכילים מערכות לניקוי זיהומים רדיואקטיביים ובנויים במעבה האדמה שם מקבלים סביבה נקייה מבחינת התפרקויות חשמליות (ברקים) ונייטרינים קוסמיים (לא ברור לי למה. יתכן שלנייטרינים הקוסמיים (שהם בעלי אנרגיות גבוהות מאוד) יש חתך פעולה מספיק גדול כך שהם נלכדים ומגיבים באטמוספירה).דייויס, חלוץ גלאי הנייטרינים בחר במכרה זהב נטוש ב-Homstake שבדרום דקוטה, ארה"ב. שם בעומק של 1480 מ' הוא הציב מיכל עם 620 טון של חומר ניקוי (פרכלוראתילן) על בסיס כלור. לאחר "חשיפה" של כ 60-80 יום, נשאב המיכל ואטומי הארגון הרדיואקטיבי "זוקקו" ונספרו. לאחר סינון רעשים ועיבוד סטטיסטי התגלו כ-20 אטומים כאלו. בגלל המספרים הזעירים הוגדרה יחידה חדשה לספירת נייטרינים סולריים היא יחידת ה: 1 SNU (Solar Neutrino Unit) = 1 capture/sec/10^36 nuclei דייויס מדד כ-2.5 SNU שהם כשליש מן הכמות הצפוייה (8) ע"פ מודל השמש הסטנדרטי. המדידה אומתה שוב ושוב (הניסוי פעל בין השנים 1970-1995) וכך נולדה חידת הנייטרינים החסרים מן השמש.האפשרות שמודל השמש פגום נבחנה, אבל כיון שהמודל אושר ע"י בדיקות אחרות בלתי תלויות (למשל הליו-סייסמוגרפיה שזה תבניות של גלי צפיפות שמופיעות ע"פ השמש, אני חושב), ניסו לבחון כיוונים אחרים. אחת ההצעות הרציניות היתה נושא תנודות הנייטרינים שהוצעו עוד לפני כן באופן בלתי תלוי. השמש מייצרת רק נייטרינים בטעם אלקטרוני. במודל האלקטרו-חלש הסטנדרטי (ויינברג ושות', נובל 1979) שהוא מה שמכונה הפיסיקה הישנה, הנייטרינים הם חסרי מסה, מה שאומר שאינם יכולים לשנות את טעמם (אנסה להסביר מדוע בתגובה נפרדת). עם זאת לא נמצאה שום הוכחה שהם אכן כאלו. במידה ולנייטרינים (לפחות לאחד מהם) יש מסת מנוחה, הם יכולים בדרכם אל פני השמש להגיב עם החומר הדחוס של השמש ולשנות טעמם. (תגובה כזאת על בסיס רעיון של (78) Wolfenstein הוצעה ע"י (Mikhayev & Smirnov(86). אם שני שלישים מן הנייטרינים האלקטרוניים הפכו לנייטרינים כבדים שאותם הגלאי של דייויס אינו "רואה", זה יכול להיות פתרון לחידה. מכאן נובעת חשיבותם של ניסויים אחרים ובלתי תלויים (וגלאים שונים) הן לאימות תוצאות דייויס והן לשם בדיקת ההצעות השונות לפתרון החידה. בתגובה הבאה אסקור את המצפים (הגלאים) החדשים שהוקמו בעקבות הגלאי הראשון של HOMSTAKE. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שאלה: למה אם הנויטרינוס חסרי מסה הם אינם בעלי תנע? מה קרה ל h*f? איך יעבדו מפרשים סולאריים אם לפוטונים (חסרי מסה בעליל) אין תנע? הערה: אתה בטח מתכוון שלנויטרינו הקוסמי חתך פעולה מספיק גדול לקיום אינטרקציה עם האדמה מעל המכרה, לא באטמוספרה (אחרת אין צורך במכרה). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הוא אמר שלניוטרינו אין תנע? איפה? הסיבה ששמים את הגלאים במכרה זה כדי לסנן חלקיקים אחרים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"מאחר ולא נתגלה דפיציט מקביל בתנע (Rodeback and Allen 1952) נקבע כי הנייטרינו הוא חסר מסה (ולכן לא יכול לשאת תנע שהיא מסה כפול מהירות)." תקרא את ההודעה שלו, זה יעזור לך להבין על מה אני מדבר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אבל אתה בעצמך שאלת "מה קרה ל-h*f?". התנע עבור חלקיקים חסרי מסה אינו מכפלת המסה במהירות, אלא מכפלת קבוע-פלאנק באורך גל דה-ברולי שלהם (חלקי מהירות האור). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני יודע מה שאלתי. מה שאני לא יודע היא התשובה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הם יכולים לשאת תנע, פשוט לא תנע מהצורה מסה*מהירות (כי הם חסרי מסה), אלא תנע מהצורה פלאנק*תדירות\מהירותהאור - כמו פוטונים - כמו שבעצמך הצעת. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני חוזר ושואל מה פשר המשפט "מאחר ולא נתגלה דפיציט מקביל בתנע (Rodeback and Allen 1952) נקבע כי הנייטרינו הוא חסר מסה (ולכן לא יכול לשאת תנע שהיא מסה כפול מהירות)" - ביחוד החלק הראשון שלו, כי החלק השני הוא כנראה פליטת קולמוס. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ראה תגובה 226787 | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מעבר לכך, התנע בתורת היחסות הפרטית הוא לא מאסה כפול מהירות, אלא מאסת מנוחה כפול מהירות כפול גאמא (אחד חלקי שורש של אחד מינוס בטא בריבוע (בטא הוא היחס בין המהירות למהירות הקול)) 1. לכן חלקיק ללא מאסת מנוחה יכול להיות בעל תנע, אם מהירותו היא מהירות האור. 1 ובעברית http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/r... |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
טוב הנייטרינים כנראה לא נעים במהירות האור אלא רק כמעט (אחרת לא היתה יכולה להיות להם מסת מנוחה). בניגוד לך, אני עדיין לא בטוח שזה אומר שאין להם תנע. כאמור לגופו של עניין, הלכתי משפט אחד רחוק מדי בדבר התנע (ראה תגובה 226528). אשמח אם מישהו יפתור את החידה, יש או אין תנע (ומדוע). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יש תנע. מה העניין. אף אחד לא אמר שלא. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ברור, אם יש להם מסה (ומהירות בודאי יש להם) אז תנע יש להם אפילו קלאסית. מה שעדיין לא ברור לי זה כיצד מאנליזה של התפרקויות ביתא הסיקו שאין להם מסה (או לפחות מסה קטנה מאוד)? ותהייה נוספת: ב"פיזיקה ישנה" אין מסה ולא ראיתי שמדובר במקום כלשהו על תדירות של הנייטרינים, איך מחשבים את התנע? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נדמה לי: האנרגיה של האלקטרונים הנפלטים בהתפרקות בתא משתנה מהתפרקות להתפרקות. כדי להסביר את ההתפרקויות בהן האנרגיה של האלקטרונים נמוכה (ביחס לאנרגיה המקסימלית האפשרית) הניחו את קיומו של הניטרינו. אבל בהתפרקויות בהן האלקטרונים מקבלים את האנרגיה המקסימלית (או קרוב אליה כרצונך) החזקה בעיקרון שימור המסה-אנרגיה מחייבת להניח שמסת המנוחה של הניטרינו קרובה מאד לאפס. באשר לתהיה הנוספת, הניטרינו הוא חלקיק. ככזה, כמו כל חלקיק בפיזיקה-הישנה (והחדשה?) - יש לו אורך גל ותדירות (דה ברולי). אבל את התנע ממילא לא מחשבים על ידי הכפלת המסה במהירות ולא על ידי חלוקת קבוע-פלאנק באורך הגל - אלא על ידי תוחלת אופרטור התנע על פונקציית הגל של המערכת, אז לא ממש משנה (ובנקודה הזו אפשר, ורצוי, לחזור למשפט הראשון שכתבתי ולקרוא אותו שוב). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יפה. תודה. באמת רציתי להעיר ש- h*v זה האנרגיה ולא התנע (h*v/c=h/lambda עבור פוטון). לגבי אופרטור התנע, עד כמה שאני מסוגל לזכור זה המסה כפול נגזרת זמן (במרחב התנע זה יוצא פשוט הכפלה בקבוע פלאנק חלקי אורך הגל) וזה מחזק את הרגשתי כי לחלקיק חסר מסה שאינו נע במהירות האור (אם יש כזה) אין תנע. אבל זו רק תחושה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שוקי, אתה ממש מסתבך, וסתם. פיסיקה קוונטית יחסותית אומרת בפירוש: חלקיק חסר מסה- *רק* במהירות האור, ולכן, רק עם תנע סופי. להזכירך, ביחסות אין "תנע" ו"אנרגיה" אלא ווקטור [תנע,אנרגיה] . ראה למשל |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חלקיק מסיבי לא יכול לנוע במהירות האור - ברור לי (אנרגיה אינסופית). מה שלא ברור לי למה חלקיק חסר מסה במהירות תת-אורית אינו אפשרות. האם מה שאתה אומר זה שחלקיק כזה יהיה נטול מסה, אנרגיה ותנע ולכן בעצם לא כלום? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מה פירוש "חלקיק חסר מסה רק במהירות האור"? במהירות האור הכוונה היא ל-C? גם פוטונים נעים לאט יותר בתווכים שונים, וחלקיקים אחרים (ונויטרינו הוא דוגמא טובה) יכולים לנוע מהר יותר ממהירות האור (באותו תווך). על העיקרון הזה בדיוק מבוססים גלאי צ'רנקוב, לא? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זה כבר סיבוך קצת טריקי. אפשר לפרש את ה"האטה" של אור בתווכים שונים (אגב, יש "תווך" שמאיט אור עד למהירויות איטיות ממש, קילומטרים לשניה אאל"ט) באופן מעט יותר מפורט, ואז רואים שהאור ממשיך לנוע ב C אבל הוא מזגזג ומתאבך עם עצמו. נדמה לי שניוטרינואים זה אותו דבר: ה"האטה" וקרינת צרנקוב הם בעצם מפני שיש אינטראקציה ( חלשה ונדירה) עם התווך, וממילא באינטראקציה הזאת יש בליעה-פליטה של הניוטרינו שיוצרת גם את הקרינה. אני לא סגור על זה, אני אנסה לגגל על צרנקוב. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני כבר מאוד חלוד. מתברר שקרינת צרנקוב זה רק עבור חלקיקים טעונים. זה גם מסתדר לי עם הקטע של מהירות האור בתווך- החלקיק מקטב קצת את התווך במהירות שעולה על מהירות החבורה של האור, וזה יוצר את הקרינה. את הניוטרינואים מגלים כך מכיוון שהם יוצרים שובל של חלקיקים טעונים שנעים מהר ממהירות החבורה של האור בתווך. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אפריד דבריך לשני חלקים: לגבי מהירות האור: המגבלה של היחסות היא אכן C - מהירות האור בריק. אין שום בעיה עם לעבור את נניח מהירות האור במים. השאלה שלך טובה כי הפוטון במים אכן נע במהירות קטנה מ-C (חלקיק חסר מסה שאינו נע במהירות האור). לגבי גלי צ'רנקוב: פה מדובר בחלקיקים הנעים מהר יותר ממהירות האור במים. במקרים הנדירים יחסית בהם הנייטרינו מצליח ל"הגיב" עם המים הוא "מתנגש" (לפעמים אלסטית ולפעמים לא) עם אלקטרונים או גרעינים במים. בד"כ האנרגיה ש"פגעה" במים מסיימת אצל אלקטרון אשר עף מנקודת ההתנגשות במהירות העולה על מהירות גלי האור במים. בתנועתו האלקטרון "חותך" את השדה הא"מ שלו וכך יוצר את ההבזק הכחול של קרינת צ'רנקוב (כמו שכנף המטוס ה"חותכת" את חזית גל הקול שלו יוצרת את הבום העל-קולי). בהתנגשויות אלסטיות עם האלקטרון, האלקטרון גם מקבל את התנע של הנייטרינו. גלאי צ'רנקוב במצפי נייטרינים (ה-PMT) מפוזרים מסביב למים בכל הכיוונים, כך שניתן לדעת מאיזה כיוון הגיעה ההבזק, באיזה כיוון נע האלקטרון ולכן מהיכן הגיע הנייטרינו. בצורה זו וידאו ב-superKamiokaNDE שהנייטרינים אכן הגיעו מכיוון השמש. כמו כן הסוגים השונים של הנייטרינים יוצרים הבזק צ'רנקוב שונה וכך אפשר להפריד ביניהם. בהזדמנות זו אנסה לנקות את הלכלוך שעשיתי בשאלת תנע הנייטרינים: בחלקיקים יחסותיים דלי מסה האנרגיה והתנע זה כמעט היינו הך: E^2=p^2+m^2 (ביחידות c). כפי שכבר הסברתי, כאשר פאולי ופרמי הציעו את קיום הנייטרינו כפתרון לספקטרום האנרגיה הרציף של קרינת ביתא (אלקטרונים) לא היה אפשר להבחין ולנתח בפרוק ביתא בודד. לו יכלו היו מבחינים שלא רק אנרגיה חסרה אלא גם תנע. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חלקיק שנע במהירות האור הוא חלקיק חסר מאסת מנוחה. חלקיק חסר מאסת מנוחה הוא חלקיק שנע במהירות האור. אבל, אין בעיה (אמפירית) להניח שאין לניוטרונים מאסת מנוחה, עד היום מצאו רק חסמים תחתונים למאסה שלהם. ובכל מקרה, ודאי וודאי שיש להם תנע ושהוא סופי, אחרת הם לא היו חלקיקים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא צריך להתעצבן, העין דילגה על המשפט הזה. לעניין, כבר מישהו אחר הבהיר את הניסוח המעורפל. אגב, אני אוהב את הסיפור על הסקת קיום הניוטרינו כי זה איכשהו מתקשר לי לבעיות עם תער אוקהם1. מצד אחד, יחסות פרטית שינתה הנחות בסיסיות על חלל וזמן, והעדיפו אותה על כל מיני תאוריות יותר מסובכות על גרירת אתר וכולי, כי היא יותר "פשוטה". מצד שני, הסיפור עם הניוטרינו, העדיפו להניח חלקיק חדש עם כל מיני תכונות מסובכות, במקום להניח ששימור אנרגיה נכשל. למה במקרה הראשון העדיפו לשבור הנחות בסיסיות על הטבע, ובשני העדיפו לשמור את ההנחות הבסיסיות ולסבך את המודל? ברור שיש סיבות טובות כאן וכאן, אבל גישה פשטנית ל"תער אוקהם" היתה עלולה להמיט בלבול רציני. 1 בדיוק ירדן כתב משהו ברוח הדברים האלה במקום אחר באתר, <דמיין קישור>. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כמובן ששכ"ג צודק. חברתי פה כמה עובדות מהמקורות למסקנה מוטעית. ניסיתי ל"החליק" כל מיני מורכבויות ונפלתי בפח. בוא ננסה לתקן. למעשה לפחות בשנות ה-40, לא היתה יכולת טכנית לעקוב אחר אינטראקציה בודדת ולערוך מאזנים של אנרגיה ותנע עבורה. מה שהיה ידוע זה שלחלקיקי ביתא (אלקטרונים) יש ספקטרום אנרגיה רציף ולא דיסקרטי. על סמך עובדה זו הציע פאולי את הנייטרינו ופרמי הראה כיצד אפשר לחשב נכון את הספקטרום על סמך הנחת הנייטרינו. עובדה שנייה היא שמגבלת ה-3 א"ו באה מאנליזה של התפרקויות ביתא. כיצד בדיוק עשו זאת איני יודע. למעשה אחת החידות המטרידה אותי היא: אם הגרביטציה אינה מבחינה בין מסה ואנרגיה איך גילו שבגלקסיות חסר חומר וביקום חסרה אנרגיה? איך בעצם מודדים מסה להבדיל מאנרגיה? על השאלה של מסות במכניקה הקואנטית אני רוצה להרחיב קצת בחלק ג' של ה"תגובה" (מאחר ואני רואה שיש קהל, חלק ב' העוסק בגלאי נייטרינים שונים יופיע עוד היום ויש בו התיחסות גם לפרוייקט של ד"ר היל). יכול להיות שכבר בחישוב של פרמי הופיע מסת אפס לנייטרינים. מה שבטוח הוא שב"פיסיקה הישנה" (קריא המודל האלקטרו-חלש של ויינברג QED ) מניחים מסת אפס לנייטרינים (ועל כך כאמור בחלק ג'). באשר לביטול חוק שימור האנרגיה, אני חושב שתקופה מסויימת חשבו שפרוק ביתא מוכיח כי חוק שימור האנרגיה יכול להשבר ברמה הקואנטית (כמו שימור המסה ביחסות). אגב, בסוף חלק א' יש מקרה דומה. אם שטף הנייטרינו הסולריים אינו כצפוי ע"י מודל השמש מדוע לא להניח כי המודל פגום במקום לחפש "פיסיקה חדשה". התשובה במקרה זה כפולה: למודל השמש היו אישורים בלתי תלויים (הליו-סייסמוגרפיה), ו"פיזיקה חדשה" חיפשו עוד לפני בעיית הנייטרינים (אני חושב בעיקר ממניעים מתמטיים, תורת שדה מאוחד וכו'). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ביטול חוק שימור האנרגיה נשמע אולי כעניין פעוט, אבל ההשלכות שלו הן זקן עבות מאד עבור התער ההוא. לעומת זאת, עוד חלקיק אחד במשפחה מרובת הילדים לא נשמע מזעזע בכלל. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מסכים בהחלט, אבל גם חוסר אבסולוטיות של מקום וזמן זה די לא סימפאטי, ובכל זאת זכו סטונדטינו הרכים ללמוד יחסות פרטית. אגב, מישהו הזכיר בפתיל הזה שאי שימור אנרגיה היתה אחת מההצעות להסבר לפני שמישהו הציע את הניוטרינו. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
גם לפני היחסות הפרטית ניסו להסביר את ניסוי מיקלסון-מורלי באופן שלא יזעזע את הסירה יותר מדי (גרירת האתר וכל מיני כאלה, אם אני זוכר נכון) ורק אחרי שנתקלו ביותר מדי קשיים היה מקום לתיאוריה חדשה ומהפכנית. באופן דומה, אם לא היה מתגלה הנויטרינו או מכניזם אחר שיסביר את אובדן האנרגיה, אני מתאר לעצמי שהיו נאלצים להכריז על ביטול החוק לפחות באינטרקציות מסוימות. אני מתאר לעצמי שזה הולך ככה: שלב ראשון, בטוחים שמדובר בטעות בניסוי או באינטרפרטציה של מה שרואים שם. אחרי שזה יורד מהפרק, יש מי שקופץ וצועק "וואו, מצאנו יוצא מהכלל של שימור האנרגיה, איזה יופי, נובל מובטח", ויש מי שאומר לו לא לקפוץ כל כך מהר, לפחות עד שייבחנו אפשרויות קצת פחות גרנדיוזיות. קיומו של חלקיק חמקן נראה לי הרבה פחות גרנדיוזי, ופאולי (שכנראה הרגיש כמוני) גם ידע מה לעשות עם הרעיון הזה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ראה תגובה 226528 באשר לנייטרינים הקוסמיים אני כנראה צודק. ראשית בהודעה עצמה הבעתי תמיהה כיצד האדמה המתקשה ל"עצור" את הנייטרינים הסולריים אמורה לעצור את הנייטרינים הקוסמיים שהם בעלי אנרגיות גבוהות יותר. השערת חתכי הפעולה הגדולים יותר היא רק השערה שלי. בכל אופן ראיתי במפורש בספרות את הקביעה כי העומק אמור להפחית את הרעשים בגלל קרינה קוסמית, זיהומים רדיואקטיביים וברקים. באשר לאטמוספירה, הנייטרינים הקוסמיים נלכדים כנראה במידה לא מעטה כבר באטמוספירה והם נקראים בספרות גם נייטרינים אטמוספריים. (דרך אגב אנטי נייטרינים נקראים לפעמים נייטרינים של ריאקטורים ע"ש המקורות שלהם בד"כ). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הצעות ופעילות להקמת מצפי נייטרינים שונים החלו לזרום בד בבד עם התחלת העבודה של דייויס. הצעה מיידית היתה להשתמש בגלאי רדיוכימי על בסיס גאליום (71Ga ההופך לגרמניום). לתגובה זו אנרגיית סף נמוכה יותר (0.233 MeV) מאשר לכלור. לכן, גלאי זה רואה גם נייטרינים אלקטרוניים סולריים מסוגים נמוכי אנרגיה כמו pp ו-7Be ). גלאי כזה יגלה יותר נייטרינים ובכך ישפר את הסטטיסטיקות, יוכל לספק בדיקה נוספת של מודל השמש (החוזה את יחסי השטף של הסוגים השונים) ובעיקר יספק אינפורמציה נוספת שתוכל לכייל, לאשר ולסתור פתרונות שונים של חידת הנייטרינים החסרים. הבעיה העיקרית היא שהגליום הרבה יותר יקר מאשר הכלור וכן צריך להפוך אותו לנוזלי לצרכי הגלאי. 2 מצפים של גלאי גאליום נבנו. פרוייקט GALLEX של סוכנות המחקר האירופית נבנה במעבדה הלאומית התת-קרקעית (1200 מ') של איטליה ב-Gran Sasso. שם השתמשו ב-30 טון גליום שנמצאו ב-100 טון של תמיסה מיימית של גליום-טריכלוריד. GALLEX פעל במשך 5 שנים (1991-1996). הם השתמשו בחשיפות של 30 יום עם קצב של 1.2 לכידות ליום. השטפים שהם מדדו היו 60 SNU מתוך כ-132 חזויים. תוצאה זו היתה בהתאמה למודל השמש ויכולה להיות מוסברת ע"י אפקט MSW של תנודות הנייטרינים. המצפה ממשיך מאז 1998 בפעולתו תחת השם GNO (Gallium Neutrino Observatory). תוצאות קונסיסטנטיות הוצגו ע"י SAGE במצפה הנייטרינים של Baksan שבהרי הקווקז, בריה"מ. שם השתמשו ב-57 טון של גליום מותך. סוג שונה של גלאי נבנה ע"י Masatoshi Koshiba במכרה Kamioka (1000 מ' מתחת לקרקע) ביפן. במרכז מחקר זה פועלים כמה פרוייקטים וכמה גלאים, אך הגלאים אינם רדיוכימיים אלא מבוססים על גלי צ'רנקוב (cerenkov). הגלאי הוא מאגר של 50,000 טון מים המוקף ב-11146 מכפילי-אור (photomultipliers). אלו הם שפופרות מיוחדות לגילוי והגברת פוטונים. גלאי כזה מכונה גם liquid scintillator. פרוייקט super-KamiokaNDe (פועל מ-1996) במצפה זה עקב אחרי תגובות של נייטרינים עם אלקטרונים במים (תגובה מסוג פיזור אלסטי). כתוצאה מתגובה כזו האלקטרונים מואצים למהירות העולה על מהירות האור במים. תנועה כזאת יוצרת קרינה אלקטרומגנטית (פוטונים) מיוחדת הנקראת קרינת צ'רנקוב הנוצרת ע"י התפשטות חזית הלם במים (מקביל מעט לבום העל קולי בגלי קול). קרינה זו נמדדת בשפופרות ה-PMT ואפשר לסמן "לכידת נייטרינו". היתרונות של הגלאי ברורים. זהו גלאי Real time, כלומר הלכידה מתגלה מיד ולא פוסט מורטם לאחר תום ימי החשיפה כמו בגלאי רדיוכימי. בצורה זו אפשר לקבל אינפורמציה על הבדלי שטף יום-לילה, עונות, קורלציות עם סופות שמש וכו'. יתר על כן אפשר למדוד את כיוון הקרינה ולהסיק ממנו את כיוון הנייטרינו הפוגע. בצורה זו אישר super-KamiokaNDe כי הנייטרינים הגיעו מכיוון השמש. המגבלה של הגלאי היא שדרושה אנרגיית סף גבוהה יחסית כדי ליצור נצנוץ צ'רנקוב שיכול להתגלות ולכן השטפים הנמדדים הם נמוכים מאוד (0.48 SNU). בכל אופן גם הפרוייקטים super-KamiokaNDe , KamiokaNDe אישרו כי רק 50% מן הנייטרינים הצפויים ע"פ המודל נמדדים. מצפה מעניין במיוחד הוא (SNO (Sudbury Neutrino Observatory. זהו גלאי מים כבדים הפועל החל מ-1999 ונמצא ב-Sudbury, אונטאריו קנדה. הוא פועל בתוך מכרה ניקל כ-2000 מ' מתחת לפני הים. יש בו 1000 טון מים כבדים נקיים במיוחד המוקפים ומוגנים מרדיואקטיביות ע"י 7000 טון מים רגילים נקיים במיוחד. הערך הכספי של המים הכבדים (שייכים לממשלת קנדה) הוא 300 מיליון דולר. המים צריכים להיות טהורים (נקיים) במיוחד, כדי לאפשר שקיפות לקרינת צ'רנקוב. 9600 שפופרות PMT (מכפילי אור) מקיפות את הגלאי ומוכנות לאתר כל פוטון צ'רנקוב המנצנץ במים. התגובה הנצפית כאן היא עם אטום הדאוטריום (n+p) של המים הכבדים. נייטרינו הפוגע בגרעין עשוי לגרום: Ve + n --> p + -e (תגובת זרם טעון CC), אך גם עשוי רק להפריד את הנייטרון מהפרוטון (תגובת זרם נייטרלי, NC) תוך האצת אחד התוצרים (כנראה האלקטרון של הדאוטריום) למהירות שמעל מהירות האור במים ויצירת גל ההלם של צ'רנקוב. בתגובת הזרם הנייטרלי יכולים להשתתף גם הנייטרינים הכבדים (למעשה גם ב- KamiokaNDeיכולים נייטרינים כבדים להתגלות אך חתכי הפעולה קטנים מדי). התבניות של גלי צ'רנקוב של ה-CC וה-NC שונות זה מזה ואפשר להבחין ביניהן. אם שטף הנייטרינים בערוץ ה-NC יהיה גדול מהשטף בערוץ ה-CC, יש בכך הוכחה חזקה מאוד לתנודות נייטרינים (כאמור בפיסיקה הישנה לא אמורים להיות ניטרינים סולריים כבדים כלל). ואכן זוהי בדיוק התוצאה (אפריל 2002): סך כל השטף תואם למלוא השטף הצפוי ע"פ מודל השמש, אך רק כ-30-50% ממנו הם נייטרינים בטעם אלקטרוני (!). גם ב-SNO המגבלה היא של אנרגיית סף גבוה (6.75 Mev). הפרוייקט הבא של סוכנות המחקר האירופאית, במעבדה של Gran Sasso, איטליה, הוא גלאי Real-time של אנרגיות נמוכות. למעשה יש 2 כאלו. בפרוייקט Borexino משתמשים בגלאיliquid scintillator ללכידת נייטרינים מסוג 7Be בתגובת זרם נייטרלי (תגובה של פיזור אלסטי). הפרוייקט השני ( LENS (Low Energies Neutrino Spectrometer מתוכנן ללכוד את השטף החזק ביותר של נייטרינים סולריים – סוג ה-pp. הפרויקט שהיה אמור להתחיל לפעול לפני כשנתיים אמור להשתמש בגלאי liquid scintillator עם חומר בעל סף אנרגיה נמוך במיוחד (0.25 או 0.3 מא"ו) – 176Yb (כנראה כ-20 טון). בתגובת זרם טעון אחד הנייטרונים בגרעין פולט אלקטרון (והופך לפרוטון). הגרעין התוצר *176Lu הוא רדיאקטיבי ופולט חלקיק גמא (פוטון). גם האלקטרון וגם הפוטון מיצרים סיגנל צ'רנקוב אופייני. הופעת 2 הסיגנלים בהפרש של כמה עשרות nanoseconds, יכול להיות סימן זיהוי ברור של לכידת נייטרינו ולאפשר אבחנה בינו לבין סיגנל רעש רקע טבעי גדול מאוד האופייני לתחום האנרגיות הנמוכות. לסיכום, התוצאות נכון לשנה שעברה, מלמדות כי התוצאות הנסיוניות מתיישבות עם קיום "פיזיקה חדשה" בה יש לנייטרינים הכבדים מסת מנוחה של עשיריות או מאיות של אלקטרון-וולט. מודל השמש הסטנדרטי מתיישב עם שטפי הנייטרינים הסולריים המתקבלים, בהנחה שכ-60% מהם הפכו תוך כדי מעברם בליבת השמש לנייטרינים כבדים. תוצאות אלו מתאשרות ע"י ניסויים ותצפיות בנייטרינים מכל המקורות: סולריים, אטמוספריים (נייטרינים קוסמיים המגלים דוקא העלמות של נייטריני מיואון) ונייטרינים מכורים (שהם למעשה אנטי נייטרינים שם מתגלה העלמות של נייטרינים כבדים). נעצור כאן תוך ציון בקצרה של העובדות הבאות: לפחות עשרה פרוייקטים עם גלאים שונים וחדשים של מצפי נייטרינים נמצאים בתכנון או בהקמה, כך שהתחום כנראה עדיין רחוק ממיצוי. בסקירה זו התעלמתי מתחום שלם ואף עשיר יותר מזה של הנייטרינים הסולריים. והוא התחום של מחקר הנייטרינים הנוצרים בכורים גרעיניים. אלו הם בד"כ אנטי-נייטרינים עשירים במיוחד בנייטרינים כבדים הנוצרים כתוצרי לואי של התפרקויות רדיו-אקטיביות. כאן מקבלים שטפים חזקים עם מגוון אנרגיות עשיר ביותר. פרוייקטים רבים עסקו בגילוי הנייטרינים הנ"ל באמצעות הגלאים השונים. אחד הכיוונים הנוגע במיוחד לענייננו הם ניסויים בהם ניסו לגלות העלמות של אנטי-נייטרינים בטעם מיואון ועודף של אנטי-נייטרינים בטעם אלקטרון. זו יכולה להיות הוכחה משלימה ובלתי תלוייה למסה של הנייטרינים ולקיום תנודות נייטרינים (התנודות כאן הן תנודות ואקום שבהן אין תגובה עם חומר, כמו בתנודות MSW). אחד הניסויים האלו היה ניסוי ה-LSND (1994-1998) של לוס אלאמוס בו השתמשו בגלאי liquid scintillator כדי לחפש תנודות של נייטריני-מיואון הנוצרים בראקציות גרעיניות המופעלות ע"י קרן פרוטונים. בניסוי זה פרצה מהומה כאשר פורסם כי התגלה עודף של אנטי-נייטריני אלקטרון. ערכי המסות המתאימים לתוצאותיהם היו חריגים ביחס לתוצאות ניסויים אחרים. אחד החוקרים (ד"ר היל) טען/גילה כי התוצאות היו לא משמעותיות ביחס לרעש הניסוי. (בינתיים (2003) התפרסמו תוצאות של KamLand, פרוייקט חדש של Kamioka העוסק אף הוא בהעלמות נייטריני כורים ושם דוקא מדובר על דפיציט של אנטי-נייטריני אלקטרון). נראה שגם מכיוון זה מתגבש קונסנזוס שתנודות נייטרינו אכן קיימות. בתגובה הבאה אנסה להסביר את הקשר בין מסות נייטרינים ליכולתם להתנודד ולהעלם ומה מסתתר מאחרי הכותרות של "פיסיקה ישנה" ו"פיסיקה חדשה". |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הצעה: אולי תשקול להפוך את התגובה השלישית למאמר? (שתי הראשונות היו יכולות להיות חלקים א' וב' מצויינים לסדרה). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
המאמרים האלו יותר מתאימים לכתב-עת (מקוון או לא) המתמחה בפיזיקה. זה נחמד שמדי פעם יש מקום באייל בו כל המתמטיקאים והפיזיקאים יכולים להתדיין במשך מאות תגובות על נושאים שלא מעניינים ולא מובנים (אני משער) לרוב גדול של הקוראים, משום שכך ניתן להתעלם מהדיונים האלו, אבל זה קצת מוגזם לפרסם מאמרים שכאלו בעמוד הראשי (ראה דוגמה נגדית טובה את מאמרו של איזי על מחשבים קוונטיים: גם נושא מעניין, גם כתוב בצורה מובנת להדיוטות וגם מקום בו ניתן לרכז כל מיני דיונים על רזי הרזים של מציאת ממוצעים גיאומטריים במימד ה-nי וכו'.) הערה: אינני מתכוון להעליב אף אדם; פשוט נדמה כי האייל קורס לחבורות קטנות שמתדיינות בינן ובין עצמן על נושאים שמעניינים (בעיקר) אותן, ומתרחק מזירת הדיונים הפומבית שהוא נועד היה להיות (על פי זכרוני והבנתי את מדיניות המערכת.) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הפטנט הוא שמאמר יכול לקרב נושא מסובך לקוראים שלא עוקבים אחרי פרסומים מקצועיים בתחום (כמוני, למשל). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כשאני רואה, למשל, משפט כזה (מתוך המאמר הראשון): "למשל הסוג המפורסם ביותר הוא הנייטרינים מסוג 8B הנוצרים בתגובה 8B --> 8Be + e(+) + ve +14.6MeV. לנייטרינים אלו פילוג אנרגיות רציף עד לערך מירבי של 14.6 מא"ו", לא רק שזה לא מקרב אותי לנושא, זה גורם לי להתרחק מהמחשב ולהתחבא מתחת לשולחן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מבין מה כוונתך. אין לי אלא לומר: א) כנראה יש בכל זאת יש צורך בקצת ידע מקדים (נניח ברמת תיכון) ובקצת נטייה מראש לנושאים האלו. אני מקווה שלפחות רוב הקוראים צלחו את המכשלה הזו. ב) אני ובודאי גם אחרים ישמחו להסביר נקודות בעייתיות כאלו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הבדל נוסף בין תגובות למאמר הוא, שמאמר עובר עריכה שיכולה להבטיח (עד כדי שיקול הדעת של העורכים) שמשפט כזה יופיע רק לאחר ''ריכוך'' והסבר הולמים. מכיוון ששוקי נימק היטב את רצונו להישאר במסגרת תגובות, ההערה הזו שלי באה רק לכוון כותבים עתידיים על נושאים טכניים, שמתבלטים בין תגובות לבין מאמר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
השולחן לא יעזור לך. הנויטרינים מגיעים גם לשם. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מעניין למה הקרציה נדבקת דוקא לתחת שלי. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אה, אז זאת אומרת ששמת לב שהתגובה הזאת היא האחרונה שלה, וכבר היו כמה שקדמו לה והועפו? נראה שספאמרים לא מתעייפים לעולם... | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אולי בגלל שזהו התחת הכי שרירי ויפה ובאייל. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יותר סביר שהוא הכי שעיר. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
טוב האמת שדי נעלבתי, כי באמת ניסיתי לכתוב ברמה השווה לכל נפש. אני יכול רק לקוות שבלבלת בין חוסר העניין שלך לבין חוסר יכולת שלי להיות "מובן להדיוטות". אולי תנסה לקרוא שוב לפחות את ההתחלה? מאחר ובחרתי מראש לא לעשות מהתגובות מאמר, יהיה זה רק הוגן מצדך לאפשר לקבוצה קטנה של בעלי עניין לחלק בינם לבין עצמם וללבן ידע שאין בו עניין לכל העולם במסגרת מערכת התגובות ולא בכותרת הראשית. אחרי הכל גם זו יכולה להיות מטרה של ה"אייל". לגבי הנושא עצמו, כפי שהסברתי זהו אחד הנושאים המובילים בעולם הפיזיקה היום ומושקעים בו כספים לא צנועים כלל. לפחות ברמת העיקרון, לכל אדם משכיל יכול להיות עניין לפחות להבין במה המדובר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
עם הפסקה השנייה שלך אני מסכים לחלוטין, וזה גם מה שטענתי בתגובתי המקורית לעוזי. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חשבתי על כך אך החלטתי לותר קודם כל בגלל סיבות טכניות, אך גם בגלל שיש לי ספק לגבי מידת העניין לציבור. בדיעבד כנראה שהחלטתי נכון מן הסיבה הבאה: חלק ג' הוא ליבו של העניין ונקודת הכינוס של כל הדיון ודוקא הוא יהיה כנראה החלק הבעיתי והחלש. במילים אחרות אחרי חלקים א-ב אני כבר מעבר לשיאי. כל הדיון הגיע מכיוון של שאלות בעניין המסה והאנרגיה האפלה ומשם לשאלה מה זה בעצם מסה. בחלק ג' אנסה להראות כיצד הפורמליזם של מכניקת הקואנטים מתרגם הנחות לגבי הכוחות (האינטראקציות) הפועלים בין חלקיקים לערכי מסה של החלקיקים הללו. לרוע המזל זהו החלק המסובך ביותר של העסק ובו יש לי את המידע המועט ביותר. אם תציץ בהפניות שנתתי תראה שדוקא חלקים א-ב היו נשכרים במיוחד מפורמט המאמר (המתקנים שתארתי הם באמת מרשימים וצריך לראות תמונות שלהם כדי להבין במה המדובר, שלא לדבר על תרשימים שיכלו לחסוך ולפשט את המלל). דוקא בחלק ג' יש לי יותר שאלות מאשר תשובות והוא לא יהיה ברמת בטחון הראויה למאמר ב"אייל". למעשה נקלעתי לעניין בנסיון לקבל תשובות לכמה שאלות המטרידות אותי בנושא המסה ומכניקת הקואנטים. אני יודע להציג את הקומה של הפורמליזם הקוואנטי המציג את עירוב הנייטרינים אבל אני לא יודע להציג את הקומות שמתחת (כלומר אני כבר לא זוכר כיצד מפתחים ומה המשמעות של השלבים השונים בפיתוח הפורמליזם. ההמילטוניאן, הלגרנז'יאן החופשי וכן הלאה) ולא את הקומות שמעל (מה האינטרפרטציה של מכניקת הקואנטים למושג המסה. למעשה יש לי ספק אם זו קיימת בכלל. המסה כנראה קשורה לגרביטציה ודוקא את הגרביטציה לא יודעים איך לשלב בתורות הקואנטיות (הקואנטום-אלקטרודינמיקה והקואנטום כרומודינמיקה)). לכן עדיף לי להשאר בפורמט התגובות ואני מקוה שתהיה התענינות ואולי אשלים קצת מהחורים בהבנה אצלי. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ג'ון באקאל נפטר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
באחד ההספדים נאמר שגם הנס בתה (שכן זכה בפרס נובל לפיזיקה 67) נפטר במרץ 2005 בגיל 99. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
על כך כבר דיווח כתבנו תגובה 285732 | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בהחלט נכון. למעשה בזמנו התאוריה המתמטית (תלות באנרגיה מרחק וכו') של תנודות נייטרינים בואקום הועתקה מהתאוריה שפותחה עבור תנודות של קאונים (K+,K-,Ko). הקאונים הם מזונים, כלומר קוארק-אנטיקוארק (u ו-s בהתאמה). העובדה שההדרונים אינם שומרים על הטעם (במילים אחרות הקוארקים מתחלפים בינם לבין עצמם) היתה ידועה (אני חושב שגם אי היציבות של הנייטרון ההופך לפרוטון בהנתן הזמן היא חלק מסיפור זה). בכל אופן התנודות של הקאונים ספקו את הבסיס המתמטי לתנודות נייטרינים. חלקיק ה-J/psi הוא מזון מן הדור השני (קוארק קסום (c) והאנטי-קוארק שלו). הסיבה לשם המוזר הוא שהוא התגלה באותו זמן (1974) ע"י Richter שקרא לו J ו-Ting שקרא לו psi. אני לא יודע על תנודות שלו, אבל היות וקוארק הקסם הוא נדיר, יש לשער שהוא בעל נטייה חזקה להפוך לקוארק נפוץ יותר. כלומר צפויות תנודות חזקות. לעומת זאת ידוע לי על מהומה אחרת הקשורה בחלקיק. היות והאנרגיה שבה נוצרים הטאו וקוארק הקסם (כל אחד בצמוד עם האנטי שלו) הן די קרובות, בין השנים 74-76 (Perl מגלה את הטאו) לא היה ברור בדיוק מי גילה מה ורבים טענו שהמזון הקסום J אינו אלא הלפטון דור שלישי (הטאו). בהזדמנות זו אסגור עוד כמה חובות: ראשית בשאלת תנודות הואקום של הנייטרינים (בין השמש לכדוה"א בניגוד לתנודות בחומר ליבת השמש שהן כנראה הפתרון הנכון). תנודות אלו אכן יכולות להתרחש בריק. מקור האנרגיה היא אנרגיית הנייטרינו. הנייטרינו הכבד יופיע פשוט עם פחות תנע ויותר מסה (שינוי לא משמעותי כיון שמסות הנייטרינים הן קטנות). שנית עוררתם את תשומת לבי לחשיבות של גילוי הנייטרינו. צריך לזכור כי לפני הנייטרינו של פאולי ופרמי, הפיסיקאים היו סבורים שהם קרובים לתאוריה של הכל: העולם מורכב מפרוטונים אלקטרונים ופוטונים. הפיסיקאי מקס בורן אמר "בעוד 6 חודשים הפיסיקה התאורטית תיגמר, וכל הפיסיקאים יוכלו להתחיל לארוז". ב-6 חודשים אלו אמורים היו לגלות את הנייטרון ולסגור את הבסטה. נותר רק החרך הזעיר של אי-שימור אנרגיה בפרוק ביתא. ואז דרך החרך פרץ כאורח בלתי קרוי הנייטרינו. התופעה של חיפוש אחר חלקיקים הנצפים ע"י התאוריה וגילוי חלקיקים אחרים שאיש לא ציפה להם הפכה ללחם חוק של הפיזיקה מאז. ולמהומה האחרונה של ד"ר היל וניסוי ה-LSND. לקח לי קצת זמן להבין במה המדובר. הניסוי המדובר עסק בתנודות של אנטי-נייטרינים כבדים (בטעם מיואוני) הנוצרים בעודף בתוצרים של ריאקטורים גרעיניים. הניסוי ניסה לגלות העלמות של הנייטרינים הנ"ל לטובת אנטי-נייטרינים אלקטרוניים ע"י הצבת גלאי נצנוצים נוזלי (גלאי צ'רנקוב) בשני מרחקים מן המקור. הפרסום שלהם טען כי במרחק הגדול יותר התגלה עודף של אנטי Ve. תופעה זו מתישבת יפה עם תנודות נייטרינים בואקום, אלא שהערכים המתאימים של מסות נייטרינים היו בסתירה לתוצאות של ניסויי נייטרינים אחרים שנערכו וגבולות עליונים שחושבו למסות בניסויים אחרים. כלומר ד"ר היל שהטיל ספק בתוצאות אלו היה אולי לבד מול עמיתיו, אך למעשה עמד שכם אחד עם כל פיזיקאי הנייטרינו האחרים. התוצאות של כל הניסויים האחרים הם כנראה כן תואמות (מסות של מאית וחמש מאיות א"ו לנייטרינים). בינתיים התקבלו תוצאות מ-KAMLAND ביפן. שם ערכו ניסוי דומה אך דוקא על העלמות של אנטי-נייטרינים בטעם אלקטרוני (מריאקטור). התוצאות שלהם הם כי אכן התגלה חוסר בנייטרינים כאלה המתיישב עם הערכים המקובלים של מסות לנייטרינים. במסגרת חיפושי החומר שלי נתקלתי באתר של john Bahcall ובו מאמר שלו המכריז על פתרון החידה ונצחון הפתרון של תנודות נייטרינים בחומר במסגרת קונסנסוס שנוצר בין כל הפרוייקטים החוקרים את הנייטרינו. המאמר הוא פופולרי ומכיל חומר מדעי בכמות שפחותה אפילו מהתגובות שלי ומומלץ לכל: ועל כך אעיר רק: הסתיימו ההכנות לקבלת פרס נובל עבור john Bahcall. דבר שאמור לשמח את כולנו שכן הבחור כמעט משלנו (יהודי אמריקאי הנשוי לישראלית ודובר עברית מצויינת). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הגיע הזמן שיתחילו לתת פרסי נובל על מאמרי מדע פופולרי... | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אבל ברצינות, כדי להסיר ספק, מה שאמרתי לא היה בו אפילו צל של כוונה של לגלוג. האיש ראוי ביותר. למעשה למיטב ידיעתי (אכן טיפה מוגבלת) אין כרגע מישהו ראוי יותר. המודל הסטנדרטי של השמש הוא הישג מדעי מן המדרגה הראשונה ועל הסיבות לכך תוכל לקרוא בלינק שנתתי. אני באמת ובתמים סבור שהוא יקבל אותו בשנים הקרובות. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בעקבות התגובה שלך, נזכרתי שהחלקיק שחשבתי עליו הוא אכן הטאו. בעניין באקאל, אני יכול רק להוסיף ששנים חשבתי ששמו האמצעי של באקאל הוא ''נטע'' והייתי נותן את זה ( יחד עם נגה אלון) כשמות יוניסקסים נדירים. רק בעקבות כתבה בעיתון גילית שנטע היא אישתו, אבל הם כותבים מאמרים ביחד לפעמים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נטע הוא אכן שם יוניסקסי, או ליתר דיוק (כמו רובם של אותם שמות) שם בזכר המקובל בעיקר (אבל לא רק) לבנות. ונעבור לחידון היומי: בגן ניצן נמצאים נועה(1), נועם, עומר, עופרי, הדס, עמית, ענבר, עידו, שקד, יעל ויהל. מיינו את הרשימה לבנים ובנות. __ (1) אמות קריאה הוספו לנוחיות הקריאה, גם במקרים בהם ההורים מעדיפים את הכתיב החסר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מקווה שיעל היא בת ועידו הוא בן. מעבר לזה, הכל פתוח. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לפי הכללים הנוקשים של עורך הטריוויה, אין לאשר או להכחיש תשובות חלקיות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם לא תאשר או תכחיש תשובות חלקיות, זה עלול לקחת הרבה זמן. לפחות תגיד כמה בולים? הניחוש שלי: נועה בת, נועם בת, עומר בן, עופרי בת, הדס בת, עמית בת, ענבר בן, עידו בן, שקד טעות מדידה (טוב, בן), יעל בת ויהל בן. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
או קיי. יחד עם שני ה"בולים" של ראובן, יש לך (1)½7 תשובות נכונות. את יעל ועידו כמובן הכנסתי כ"באנקרים", וכך גם נועה, שלאמא שלה קוראים ניצן (וגם לאבא שלה). ___ (1) ½ כי עשיתי כאן טריק מלוכלך. יש בגן עומר הבת ועומר הבן. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
עם קצת טריקים מלוכלכים, ''יעל'' זה לא באנקר. היה איתי בכיתה בן כזה, אבל עם ע' פתוחה ובמלעיל. עוד דבר מרתק בגן ניצן הוא (אי-)הפיזור של האות הראשונה. אם רוצים לסדר את ילדי הגן לפי סדר אלפביתי, מתעורר קושי חישובי של ממש... |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
קטעים, גם לי בכיתה היה בחור בשם יָעַל ולאחותו קראו דִּין. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני גם הדוד של כרמל, ענבל, נועם ויובל. כולן בנות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ובמשפחה המורחבת שלי קיימים מקרים של שחר, שי, זיו, כנ''ל. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
עם קבוצת הורים במגרש משחקים, וכל אחד קורא לילדו בשם יותר משונה (השיא היה "רררררר"). ואז שואלים אחד ששתק איך קוראים לשלו, והוא מושך בכתפיו ואומר "מֹשֶה". כולם נראים מאוכזבים, ואז ההוא קורא "משה, בואי. הולכים הביתה" (או משהו כזה). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
(או משהו כזה). אחרי שהוא אומר "משה" (במלרע) אומר השואל משהו כמו "מה, באמת, חשבנו שזה בן". כשהאב הגאה(?) מאשר שאכן מדובר בבן זכר, כולם מתפעלים: "משה לבן, איזה רעיון מקורי!" | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אה, תודה :-) את הרמה הנוספת של תחכום באמת לא זכרתי. תסכים לחשוף את פתרון החידה? ויש באמת ילדה שלשני הוריה קוראים ניצן? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כן (לשני חלקי השאלה). נועה, עומר, עופרי, עמית, שקד ויעל הן בנות. נועם, עומר, הדס, ענבר, עידו ויהל הם בנים. אגב, (ומכאן התחיל הפתיל) היה בחבורה זאת גם נטע, אבל הוא עבר לגן אחר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תודה. כנראה שהגיע הזמן לחשוף שגם מיה הוא בן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אנחנו יודעים, בעלֵך כבר גילה לנו. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אפרופו גילוי חלקיקים חדשים: http://www.sciencedaily.com/releases/2004/06/0406180... | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
האם תהיה מעונין בקצת פרשנות על הידיעה? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כמובן. אתה חושב שאני שם את הלינקים האלה רק בשביל להרשים את החשמנית? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
החלקיק הוא מזון מן הדור השני (כלומר מכיל קוארק קסום c), כמו ה-J/psi. (מזונים בנויים מקוארק+אנטיקוארק. ה-J מ-cc והחדש cs). בכך אין הרבה חידוש. (יש חלקיקים הרבה יותר מוזרים בכוונת כמו הפנטהקוארק הבנוי מ-5 קוארקים, ובוזון היגס הכבד שאמור להסביר את מסת האלקטרון). החדשות שם זה אורך החיים הבלתי צפוי. דבר זה מרמז בד"כ על מטען נשמר חדש. החלקיק היה אמור להתפרק לחלקיקים קלים יותר בדרך מהירה יותר, אלא שחוק שימור לא ידוע אוסר על הפרוק המהיר ומאפשר רק את הפרוק האיטי יותר. אחת העובדות המרמזת לצורך ב"פיזיקה חדשה" הוא ריבוי החלקיקים האלמנטריים (24+1 נכון להיום) והמטענים הנשמרים (מסה, מטען חשמלי, טעם, צבע, ספין). ה"פיזיקה הישנה" (המודל האלקטרו-חלש ומודל הצבע) מסבירים לנו מה מקורם של המטענים ומה הקשרים ביניהם, אבל לא למה הם רבים כל כך ולמה הערכים שלהם הם מה שהם. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הניוטרינואים שוב בכותרות: די קשה היה לי להבין את השורה התחתונה, אבל נראה שתוצאות הLSND לא שוחזרו והמודל הסטנדרטי ניצל בנס שוב. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ומהם, במטותא, ראשי התיבות LSND? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
וחוץ מזה הכל ברור, נכון? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא, גם ''בכותרות'' בלבל אותי. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תשובה חד משמעית לשאלת המסה של הניוטרינו זה די פרס נובל | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יפה. די נדיר למצוא בתגובות מהאייל לפני עשור ויותר תחזיות שאכן מתגשמות. נהפוך הוא, רובן הן דוקא אות ומופת לחוסר היכולת לחזות את העתיד, ולו בטווח של שנים בודדות. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לאחרונה קיבלתי אימיילים עם הכותרת: URGENT: Amendment needed to page on your website שמבשרים לי שהקישור בתגובה זו שבור. במקומו אני מתבקש לציין את הקישור הזה. האימיילים הגיעו האימייל הגיע מגברת אחת הקשורה לאתר selectra.co.uk. מוזר. אעדכן בהתפתחויות. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני חושב שטעית לגמרי - כל דבר שיש לו אנרגיה הוא מושפע מגרביטציה, ויוצר אותה, אפילו ניוטרינואים. השיוויון בין המסה הגרביטציונית והאינרצילית היא אותה אבן יסוד של יחסות כללית שדיברתי עליה. |
|
|
|
| חזרה לעמוד הראשי |  |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |