בתשובה לאפופידס, 18/12/04 19:25
 |
|
 |
||
|
||||
 |
קצת הפוך. כל החלקיקים בעלי ספין שלם הם בוזונים. (זה נובע מתורת השדות) ההגדרה של בוזונים ופרמיונים הולכת באופן הבא: נניח שיש לנו מערכת של N חלקיקים זהים. מה יקרה לפונקציית הגל של המערכת תחת החלפה של שניים מהם זה בזה? מכיוון ששום דבר לא השתנה במערכת, כל הגדלים הפיזיקלים חייבים להשמר ולכן פונקציית הגל יכולה להשתנות רק עד כדי פאזה (כלומר הכפלה של כל פונקציית הגל במספר מרוכב באורך 1). ממערכת פיזיקלית מצפים שהחלפה נוספת בין אותם שני חלקיקים תחזיר את פונקציית הגל המקורית, ולכן הפאזה יכולה להיות רק 1 או 1-. חלקיקים שתחת החלפה של שניים מהם פונקציית הגל שלהם מוכפלת ב1 הם בוזונים. חלקיקים שתחת החלפה של שניים מהם פונקציית הגל שלהם מוכפלת ב-1- הם פרמיונים. אם שני חלקיקים זהים נמצאים באותו מצב קוונטי, אין שום משמעות להחלפה שלהם זה בזה. מסקנה - שני פרמיונים לא יכולים להיות באותו מצב קוונטי. עיבוי בוז איינשטיין נובע ישירות מהתפלגות בוז איינשטיין שמתארת את ההתנהגות של צבר בוזונים בטמפרטורה נתונה. כאשר הטמפרטורה נמוכה מאוד (קרוב ל0 המוחלט) רוב החלקיקים יהיו במצב הקוונטי עם האנרגיה הנמוכה ביותר, כלומר באותו מצב קוונטי. אם יש נקודה במרחב שבה האנרגיה היא הנמוכה ביותר, כל החלקיקים שבסביבתה ינסו להגיע לנקודה הזאת וכן להגיע לתנע הנמוך ביותר שאפשר. מה שרואים בפועל זה שהחומר בוזוני (למשל אטומי הליום 4) מתכווץ לממדים קטנים במיוחד בטמפרטורות נמוכות. הגרוויטון וחלקיק היגס הם חלקיקים תאורטיים בלבד, שנכון להיום אין ראיה טובה לקיומם. הראשון אמור לתווך באינטראקציית הכבידה והשני (אם הוא קיים ואם הבנתי נכון) נחוץ על מנת שהחלקיקים האלמנטרים יהוו חבורה מתמטית. בכל מקרה, שניהם אמורים להיות בוזונים. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
למה הפוך? לגבי היגס, איזו סדרה של חלקיקים אלמנטריים הוא סוגר לידי חבורה מתמטית? חשבתי שנסגרנו כבר על קבוצה של שישה לפטונים, שישה קווארקים ובוזונים שמתווכים את הכוחות (פרט צלגרויטון החמקמק) וגם, האם יש סיבה להניח שגרביטציה אינה כח ככול הכוחות ולכן אין לה בוזון מתווך? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ההיגס נדרש ע"י התאוריות כדי להקנות מסה לחלקיקים האחרים. זה קצת מזכיר את מהירות האור בחומר שהיא איטית ממהירותו בואקום ולכן מבחינה אפקטיבית האינטראקציה עם החומר כאילו מקנה לפוטונים מסה (חלקיקים חסרי מסה נעים במהירות האור בואקום). בתאוריות המדוברות כל החלקיקים הם חסרי מסה, והמסה האפקטיבית המיוחסת לחלקם היא תוצאה של האינטראקציות עם חלקיקי ההיגס ש"מאיטות" את מהירותם. באופן טבעי נשאלת השאלה מדוע לא לרשום בפשטות לכל חלקיק את המסה שמדדו לו בניסויים ולסגור עניין? התשובה קצת מורכבת ומצריכה לימוד מעמיק יותר, אבל כדי שלא להתחמק ממנה לחלוטין אמנה מספר סיבות (שלמעשה קשורות זו בזו): א. המסות הנמדדות אינן ערכים אבסולוטיים אלא תלויות באנרגיית המערכת שבה נערכה המדידה. אקסטרפולציה של תלות זו מעלה את הסברה שבאנרגיה גבוהה מספיק המסה של כל החלקיקים (אלקטרונים, קווארקים...) נעלמת לחלוטין. ב. הכנסת איברי מסה שלא באמצעות אינטראקציות כנ"ל מקלקלת את סימטריות הכיול. זה גורם לכך שהפיסיקה נהיית תלויה באופן שבו בוחרים לתאר אותה, דבר שלפיסיקאים קשה להשלים איתו. כדי לקבל קצת מושג לגבי הכוונה: אם אתה בוחר למדוד אורכים באינצ'ים תקבל תוצאות מספריות שונות מאלו שהיית מקבל אילו בחרת למדוד בסנטימטרים, אבל יש לצפות שאורכם הפיסי של החפצים הנמדדים לא יהיה תלוי בבחירתך זו. ג. העלמן של סימטריות הכיול גורם לכל מיני חישובים לתת תוצאות אינסופיות עבור גדלים שהפיסיקאים בהחלט מצפים מהם שיהיו סופיים. "המודל הסטנדרטי" היא תאוריה (חלקית) שמתבססת על קיומו של ההיגס. התאוריה זכתה להצלחה מרשימה הן מבחינת ההתאמה המדהימה של התוצאות החישוביות לניסויים, הן בשל יכולתה להסביר בצורה אלגנטית ומשכנעת למדי תופעות שהיו נטולות הסבר עד לפיתוחה, והן בשל שלל ניבויים של אפקטים לא מוכרים שאומתו בניסויים מאוחרים יותר. גם בתאוריות ש"משכללות" את המודל הסטנדרטי יש צורך בוריאציות כאלה ואחרות של רעיון ההיגס. אף על פי כן, כל המאמצים למצוא עדויות *ישירות* לקיומו של ההיגס במהלך שלושים ומשהו השנים האחרונות, לא נשאו עדיין פרי. לגבי הגרביטציה: יש סיבות לצפות שקיימים גרביטונים 1, אבל גם יש סיבות לחשוד שאולי הגרביטציה אינה כח "ככל הכחות". בפועל, המאמץ להציג את הגרביטציה ככח בדומה לאחרים נמצא במוקד הפיסיקה התאורטית מאז החל איינשטיין לעסוק בכך, אבל התוצאות בינתיים אינן משביעות רצון. 1 בעיקר בשל קיומם של גלי גרביטציה בתורה הקלאסית (כלומר: הלא-קוונטית). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תודה על ההסבר היפה! | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
למדתי. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כי בוזון לא מוגדר כחלקיק בעל ספין שלם אלא שמתורת השדות נובע שכל חלקיק בעל ספין שלם יהיה בוזון. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
1) יובל, אתה עוקב? 2) רק הערה קטנה. נדמה לי שהחומר הבוזוני דווקא לא "מתכווץ לממדים קטנים במיוחד בטמפרטורות נמוכות." אלא להפך, נמרח יפה בכל ה"מלכודת" שתופסת אותו. אם התנע נמוך ומוגדר, הרי שיש אי וודאות גדולה יותר במרחב, לא? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא רק שהוא מתכווץ, הוא מגיע לצפיפויות כל כך גבוהות שהוא מסוגל להאט את מהירות האור עד כדי מטרים ספורים לשניה. עקרון אי הוודאות יוצר חסם על התנע ועל הנפח המינימליים של החומר המעובה (ומונע ממנו לקרוס לחור שחור קטן וחמוד). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני חושב שיש כאן בילבול. בהתעבות הבוסונים (אגב, הליום זאת דווקא לא דוגמה טובה להתעבות ב-א מכיוון שיש אינטראקציה די חזקה בין האטומים. אולי לזה התכוונת כשדיברת על חורים שחורים? בדרך כלל מבדילים בין *על נוזל* כמו הליום לבין התעבות ב-א כמו רובידיום), הם נוטים לשבת ברמת האנרגיה הנמוכה ביותר, שהיא בדרך כלל זאת ש"ממוקמת" הכי פחות במרחב. דווקא הצפיפות מאוד נמוכה. מה שנהיה גבוה זה הצפיפות ה*אופטית*. משהו בהתעבות גורם למערכת להגיב חזק עם אור. מה שקורה, עד כמה שהצלחתי להבין1, זה שהם "שרפו" חור של שקיפות בתוך ההתעבות על ידי כך שהם הקפיצו את האטומים שנמצאו ברמת היסוד בעוד רמה אחת ,באמצעות לייזר ( וכך ההתעבות הפסיקה לבלוע אור בתדר ההפרש), ואז הם הזיזו קצת את התדר של הלייזר. מכיוון שלחור של השקיפות יש "תדר" מאוד מוגדר, כל שינוי קל בתדר של האור נתקל ב"חומה" של שינוי חד במקדם השבירה. זה מאט את האור ( על ידי שינוי מהירות החבורה) במידה ניכרת. 2 למשל, כאן http://www.spie.org/web/oer/may/may99/cover2.html |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יכול להיות שאתה צודק, אבל מה שאני זוכר מאיזו הרצאה בנושא זה תמונות מיקרוסקופיות של ''טיפות'' של בוזונים שמתכווצות עם ירידת הטמפרטורה. יתכן שהיה כרוך בזה פוטנציאל עם מינימום בנקודה מסויימת, אני כבר לא ממש זוכר, אבל אני זוכר שאמרו שהצפיפות שם גבוהה בהרבה ממה שניתן להשיג בחומר רגיל. | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| 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 |