A lényeg: vákuumnak azt nevezzük általában, ahol nincsenek részecskék. Így a részecske fogalma nékül nem lehet vákuumról beszélni a szokásos értelemben.
Na most egy Minkowski téridöben vákuumban (gravitáció nélkül) gyorsuló megfigyelö egy höfürdöben találja magát. Vagyis körülötte (nem virtuális, valódi!) részecskék rohangálnak, és a hömérséklet arányos a gyorsulással (szokásos gyorsulások esetén rendkívül kicsi).
A speciális relativitás elve kimondja, hogy minden inerciarendszer egyenértékü. Ezzel nincs is gond, a vákuum ugyanis minden inerciarendszerben üres, nincs benne részecske. Ezért a részecskeszám az egy abszolút dolog. Az, hogy 0, 3 vagy 55 foton van jelen, minden inerciális megfigyelö számára egyértelmü.
Az általános relativitás elve azonban minden koordinátarendszer egyenértéküségét mondja ki. Ez kell az ekvivalenci elvéhez, gyorsuló koordinátarendszer ekvivalens homogén gravitációs térrel, és minden gravitációs tér lokálisan (egy pont elég kis környezetében) egyenértékü egy gyorsuló koordinátarendszerrel.
Viszont akkor ebböl következik, hogy ha már gravitáció nélkül sem abszolút a részecskeszám és a vákuum fogalma gyorsuló koordinátarendszereket is megengedve, akkor gravitáció jelenlétében még kevésbé lesz az. Vagyis az, hogy vannak-e jelen részecskék és hányan, függ a vonatkoztatási rendszertöl. Ezért ez nem lehet egy fizikailg abszolút fogalom.
Szerencsére a kvantumtérelmélet tud ebböl kiutat, ezért lehet görbült téridön is kvantumtérelméletet üzni. A kvantumtérelméletben ugyanis mezök vannak. A részecskék csak származtatott fogalmak, a mezök kvantumait jelölik, ami azt jelenti, hogy pl. sík Minkowski téridöben, inerciális koordinátarendszerben a mezöt kifejtve rezgési (Fourier) módusok szerint, a rendszer Hilbert-terének állapotai jellemezni lehet azzal, hogy melyik módus mennyire van gerjesztve. Ezeket a gerjesztéseket értelmezzük részecskéknek. Sík téridöben, inerciarendszerben tehát értelmes a kvantumtérelméleti rendszer állapotait úgy tekinteni, mint részecskék együttesét. Más körülmények között ez nem feltétlenül meg, ettöl még a kvantumtérelméleti formalizmus értelmes marad és használható.
Használják is, ebböl lehet kiszámolni pl. a fekete lyukak Hawking-féle sugárzását.
Nem tudok elképzelni olyan mechanizmust, amivel szét tudnád kapni a kvarkokat elég gyorsan. Mást azonban tehetsz, és ezzel próbálkoznak is: nagytömegü atommagokat nagyon nagy energián összelönek. Ha sikerül jól hangolni a paramétereket, és beáll legalább idölegesen valamiféle termodinamikai egyensúly a keletkezö hadron plazmában úgy, hogy az egy szabadsági fokra jutó átlagos energia elég nagy, akkor a hömérséklet a nem bezáró fázisba juthat, és amíg a rendszer ilyen állapotban létezik (ami rendkívül rövid idö), akkor ott kvark-glüon plazma van. Amennyire értem a jelenlegi helyzetet, sajnos a mostani nehézion kísérletekben nincs elég idö arra, hogy a termodinamika egyensúly létrejöhessen, és az is kérdés, hogy a belött max néhány 100 részecskét jogos-e termodinamikai rendszerként kezelni (összehasonlításul: egy gázban, folyadékban vagy szilárd anyagban 10^23 nagyságrendü a részecskék száma). De próbálkoznak vele.
Ha tényleg kialakul a kvark-glüon plazma mint a reakció átmeneti állapota, akkor annak a reakciótermékekben észlelhetö jelei lennének. De ennek a részleteit nem ismerem, nem vagyok ebben szakértö.
Nem a zamat a lényeg (u,d,s,c,b,t), hanem a szín. Szerintem arra gondoltál, hogy színes anyag (nem színtelen). Nos, sok jel arra mutat, hogy ez alapvetö fizikai elvek, a nemábeli mértékelméletek (aminek a QCD alapvetö példája) fontos tulajdonságai miatt lehetetlen. De lehet, hogy csak nem értjük eléggé öket, vagy nem tudunk elképzelni olyan egzotikus körülményeket.
Mindenesetre jelenlegi tudásunk szerint akár a bezáró, akár a nem bezáró fázisban nem látnánk színes objektumokat, csak színteleneket. Ez alapvetöen a mértékinvariancia miatt van így. Fizikai állapotok csak mértékinvariánsak lehetnek, márpedig a szín a mértéktranszformáció töltése. Pont azt jelenti a színessége egy objektumnak, hogy a mértéktrafó alatt nemtriviálisan transzformálódik. Ergó, egy fizikai állapot csak színtelen lehet.
De persze annak, hogy van szín, vannak igen meggyözö jelei (különben nem hinnénk el). Pl. egy csomó hatáskeresztmetszetben van egy 3-as faktor, mert a kvarkok 3-féle színben fordulhatnak elö. És ezek a hatáskeresztmetszetek egyeznek a mért értekekkel.
Bárcsak minden kérdésemre ilyen érthet? válasz kapnák.Szeretnék még belekötni valamibe,de nincs mibe.Kár.
Más.
"Miért kellene a részecske-szemléletet hanyagolni? (Én tudok rá okot, de annak köze nincs a kvarkokhoz, inkább a görbült téridöhöz, dehát földi körülmények között ez a görbület oly kicsi)."
És ezt az okot megtudhatom vagy szakmai titok?
Igen, a szétszakadás igaz. Tudniillik ha a fonál elég hosszúra nyúlik (az energiája arányos a hosszával), egy idö után energetikailag elönyösebb, ha elszakad, és egy kvark-antikvark pár keletkezik (párkeltés). Ekkor két rövidebb csö lesz belöle, az elszakadás elötti csöhosszhoz tartozó energia és az utána visszmaradó sokkal rövidebb csövek energiájának különbsége fedezi a kvark pár keltési energiáját.
A magas hömérsékletü vákuum egy kicsit félreérthetö. itt most nem abban az értelemben használtam a vákuum kifejezést, hogy üres lenne. Persze tele van anyaggal, és ebben az anyagban az egy szabadsági fokra jutó energia nagyon nagy (ez a magas hömérséklet), valamint a rendszer egyensúlyban van: az Univerzum tágulása ugyan nem egyensúlyi folyamat, de a lejátszódó folyamatok idöskálájához képest iszonyú lassú, ezért az egyensúly nagyon nagy pontossággal igaz. Persze ekkor egy iszonyú meleg és sürü kvark-glüon plazma van jelen, a vákuumot mint ennek a rendszernek az alapállapotát értettem (nem úgy hogy nincs jelen részecske). Fizikus terminológia az alapállapotot vákuumnak nevezni, ez nem azt jelenti ebben a kontextusban, hogy üres tér (jó okkal gondolom, hogy olyan meg egyébként sincs, márcsak a virtuális részecskék miatt sem). Elfeledkeztem arról, hogy laikusnak ez mennyire félrevezetö, bocs. Maradjunk abban, hogy a magas hömérsékletü kvark-glüon plazma alapállapotára (vagyis inkább fázisára) gondoltam.
Ez jó ,csak még vagy 5x el kell olvasnom.Úgy tudtam ha kellően széthúzunk két kvarkot, újjabb kvark keletkezik.Olyan mintha elszakadna a gluon.Vagy csak ez alacsony hőmérsékletű vákumra érvényes.
Magas hőmérsékletű vákum? Mitől magas a hőmérséklete? Telítettebb virtuális részekkel?
az erö két töltés között az egységnyi felületen átmenö fluxussal arányos (ezért csökken négyzetesen a Coulombe erö, mert a teljes fluxus a töltéssel arányos, és izotróp módon oszlik el, a távolsággal viszont négyzetesen nö annak a gömbfelületnek a felszíne, amin áthalad).
A kvarkoknál azonban az erövonalak vonzzák egymást (a glüonok maguk is színesek és kölcsönhatnak egymással). Két kvark között ha elég messze vannak egymástól az energiát egy olyan konfiguráció minimalizálja, amiben az erövonalakat egy vékony, a két kvarkot összekötö csöben vannak. Ezért az egységnyi felületre jutó fluxus, és így az erö is, nagyjából független a távolságtól. Ezeket a fluxuscsöveket húroknak is nevezik, és van is a QCD-nek egy olyan közelítése, amiben leírható egy, a csövek dinamikáját leíró húrelmélettel (ez az, amikor 3 szín helyett N színt vezetünk be, és N nagyon nagy. Ez nagyon jól leírja kvalitatíve a mezon spektrumot, kvantitíve persze nem, mert a világban N=3 és az nem túl nagy).
A QCD nem a semmiben létezik, hanem a közelítöleg hömérsékleti egyensúlyban lévö világegyetemben. Létezik egy kritikus hömérséklet, amiben fázisátalakulás történik. Ez nagyon hasonlít a szupravezetö fázisátmenethez. A szupravezetö anyagban nagy hömérsékleten közönséges vezetés van, és a mágneses tér behatolhat az anyagba. Szupravezetö állapotban azonban a mágneses tér nem tud behatolni az anyagba, ha mégis, akkor pont olyan csöveket alakít ki, mint a QCD glüonok.
Ha a szupravezetöbe mágneses monopólusokat tennénk (ha vannak ilyenek), akkor azok ott bezárt fázisba kerülnének, a mágneses fluxuscsö miatt ugyanis a köztük ható erö pontosan ugyanúgy konstans lenne nagy távolságon, mint a kvarkok között a bezáró fázisban.
A QCD bezáró tulajdonságát a legjobban éppen a szupravezetö analógiával lehet megérteni. Csak a QCD-ben nem a színmágneses, hanem a színelektromos terek záródnak ki a vákuumból. A QCD-ben duális Meissner-effektus van, a QCD vákuum alacsony hömérsékleten duális szupravezetö (azaz nem a mágneses, hanem az elektromos tereket zárja ki), magas hömérsékleten pedig másik fázisban van.
Igen, jól érted, a magas hömérsékletü fázisban sem fogod látni a színtöltést a vákuumpolarizáció miatt, de egyedi kvarkokat harmados elektromos töltéssel igen. Legalábbis ezt gondoljuk a mai elmélet alapján, a magas hömérsékletü vákuumot ugyanis még nem sikerült megfigyelni. Bár az Univerzum korai szakaszában jelen volt, de sajnos senki nem volt ott, hogy kísérletezzen vele.
Végre újjat is hallok.Azért marad állandó ,mert nem éri el a gluon ? És mi az a bezáró fázis?
Ezek szerint mégis csak van szabad kvark ,csak álcázza magát ,és ilyenkor másnak látszik.Ha jól értem 'szinük' nincs csak 1/3 vs 2/3 töltésük?
Tévedés. Nagy távolságon az erö konstans, nem nö tovább (a potenciális energia ellenben nö a távolsággal, mégpedig az elöbbi miatt arányos vele).
De ez csak a bezáró fázisban igaz. Magas hömérsékleten a QCD nem bezáró fázisban van. Akkor a kvarkok közötti erö Coulomb-törvénynek tesz eleget. Pontosabban tenne eleget, ugyanis a kvarkok ekkor, bár egyedül mászkálnak (azaz nem más kvarkokkal kötött állapotban), de annyi glüont polarizálnak maguk köré a vákuumból, hogy nem látszik a színük (kicsit hasonlít ez a plazmában a Debye-féla árnyékoláshoz, de nem szabad túleröltetni az analógiát).
Nekem úgy tünik mivel nincs szabad kvark ,igazából a kvark csak egy mankó, amivel a hiányos ismereteinket támogatjuk.Az érdekelne nincs-e olyan elvadult elmélet ,amelyik nem tartja különálló dolognak a kvarkokat.
Nehezen lehet megszervezni. Az elméleti kutatás nagyon "magányos farkas" típusú munka. És rohadt sok energiát leköt. Ide írogatni a fórumra egy dolog, mert a browser figyeli, mi történik, és csak akkor írok be, ha történik valami, és van idöm.
Nehéz ügy. Feynmann-nak volt ideje, amit erre tudott vesztegetni. Megvolt már a Nobel-díja, és nem kellett aggódnia, lesz-e holnap állása. Nekem csak akkor lesz, ha van eredmény. Publish or perish... ez a helyzet.
Feynmann 3. kötet, föleg a vége kell, aztán pedig jöhet a 8-as.
Ö nagyon jó, de szerintem még ennél is lehet jobban csinálni, ha csak a QM-re hegyezed ki a dolgot. Ö viszont az egész modern fizika áttekintésére törekszik, tehát másra optimalizálta az egészet.
Koszi mindkettotoknek az infokat!
Ha lesz egy kis idom, megprobalom atragni magam a linken.
Most jut eszembe, megvan nekem a Feymann "MAi Fizika" konyve, majd azt is atbogaraszom, csak az riasztott el, hogy nagyon sok kotet, az egeszet vegigolvasni soknak tunt.
Egyébként a kvantummechanika elemi bevezetéséhez a következö alapok kellenek:
klasszikus mechanika
geometriai optika
elektrodinamika és hullámoptika
Tudniillik a klasszikus mechanika úgy viszonylik a kvantummechanikához, mint a geometriai optika a hullámoptikához. Ez az analógia olyan erös, hogy komoly fizikai gondolatmenetekben használják a kutatók, másfelöl elég elemi és kevés képlet kell hozzá: olyasmi kell, mint Huygens elv, Fermat elv és ezek analógjai alapján meg lehet konstruálni a QM-et a klasszikus mechanikából. Aztán kell még egy kis másodrendü diffegyenlet és máris lehet belemenni az egydimenziós kvantummechanikába.
Egy ilyen bevezetö kurzust össze lehetne hozni. A gond a következö. Én pl. meg tudnám csinálni, de a kicsiszolása, a szöveg megírása, hogy gördülékeny legyen stb. hatalmas munka, szerintem akár egy év. Az ismeretterjesztés nehéz feladat, nekem pedig egyetemi elöadásokat kell tartanom, kutatnom, cikkeket írni, szemináriumokat, konferenciaelöadásokat tartani, egyetemi jegyzetet írni stb. Egyszerüen bele se mernék vágni idöhiány miatt. És attól tartok, akik egy ilyet meg tudnának írni, azok valahogy így vannak vele mind.
Olyat csináltam, hogy kivettem kvantummechanika könyveket a könyvtárból vagy megvettem őket az egyetemi jegyzetboltban. Utána olvasgattam őket. Azt nem mondanám, hogy értem :)
Ami viszont feltűnt, hogy a kvantummechanika könyvek egy jelentős részében az a benyomásom, hogy az írójának sincs világos képe arról, amit összeírt. És ilyenkor olyat csinálnak, hogy máshonnan átvett levezetésekkel fossák tele a könyvüket, amelyeknek igen lightosak a szemléletes magyarázatában. Például nagyon-nagyon rossznak találtam Apagyi Barnabás Kvantummechanika jegyzetét a BME mérnökfizikus szakán. Szerencsére nem ilyen az összes, például Marx György és a Nagy Károly kvantummechanika könyvei qrva jók és értelmesek.
Az elektromágneses hullám nem más, mint egy foton-hullámfront. Elektromágneses hullám nem lesz proton, elektron. Lehet persze "protonhullám"-ról, "elektronhullámról" beszélni, ha nem ismerjük a proton, elektron helyét pontosan. Általában nem ismerjük. De ez nem elektromágneses hullám lesz. Persze kölcsönhat elektromágnesesen is, ez a kölcsönhatás viszont virtuális fotonok cseréjével zajlik le.
Összességében az egész kvantummechanikáról az a benyomásom, hogy egy qrvanagy sejtautomatát ír le. Például a perdület mindig h/2pi egész számú többszöröse. A világon mindennek a perdülete!!! Ez tisztára olyan, mintha pixelről pixelre modelleznéd valaminek a forgását, és a pixelhatároknál kénytelen lennél kerekíteni.
Ugyanez a helyzet azzal is, hogy egy dolog helyének és sebességének pontatlanságának szorzata is h/2pi. Itt is egy olyat sejtek a háttérben, hogy ha van sok pixeled, mindegyik csak egész kordinátán lehet a képernyőn, akkor a sejtautomatákból kijövő önszerveződő struktúrák, valamiféle pixel-lények érzésem szerint pont olyan képleteket fognak levezetgetni maguknak, mint mi a kvantummechanika esetében.
Az a lényeg, hogy a részecskék helyét úgy kell nézni, mint egy valószínűségi eloszlásfüggvényt (egyébként az is, pontosabban az állapotfüggvény szorozva a konjugáltjával az). Magyarán azt nem tudod megmondani a részecskéről, hogy hol van, hanem azt, hogy mekkora eséllyel van éppen egy térrészben.
Alkalmas lenne egy elemi QM multimédiás kurzus alapjának. Sajnos ez túl nagy meló, és túl kevés az érdeklödö ahhoz, hogy az emberek ebbe öljék az energiájukat. Megjegyzem, a newtoni mechanikáról sem igen írt senki hasonlót tudtommal.
Én és még jópáran tanárszakosoknak szoktunk elemi kvantummechanikát tanítani, lényegében egydimenziós kvantummechanikát üzve. Szinte minden fontos jelenséget illusztrálni lehet így, beleértve kötött állapotokat, szórás folyamatokat, rezonanciákat, alagút jelenséget, elektronokat periodikus potenciálban (Bloch elektronok és sávszerkezet szilárdtestekben), fononok (szilárdtest rácsrezgései), perturbációszámítás, variációszámítás, átmenetek kvantumállapotok között (sugárzási tér), lézer müködési elve és még sorolhatnám. A perdület elemi elméletével kiegészítve a H atom is belefér.
Bemenö ismeret: kevés dolog lineáris másodrendü differenciálegyenletekröl. Gyakorlatilag elég numerikusan tudni kezelni öket, plusz pár elvi dolgot érteni róluk.
Ezt felhasználva írtak Mathematica és Maple programcsomagokat, amik szemléletes QM-et mutatnak be. Rákeresek majd a neten, hátha megtalálom a linkeket, én már láttam ilyen csomagokat müködésben.
Viszont senki se írt még ilyen könyvet, ennek oka az lehet, hogy a szakértök pillanatok alatt összeraknak egy ilyen kurzust, nekik segédanyag nemigen kell, egyébként meg nem nagyon mutatkozik rá közönségigény.
szamomra a Newtoni Mechanika es a Kvantummechanika effele parhuzam nem helytallo.
Velem pl. kozepiskolas koromban megismertettek Newton torvenyeit. Az, hogy diffegyenletet nem tudtam megoldani nem erdekes, felirtam az egyenleteket, majd irtam egy Pascal programot, ami a nap fold hold prblemat szimulalta.
Ezzel szemben mit tanitottak a Kvantummechanikarol?
Hogy az elektorn is hullam mert interferal. De amugy reszecskekent viselkedik, amikor megfigyelik, mert mindig egy ponton csapodik be. A becsapodasra csak valamilyen valoszinusegi eloszlast tudunk adni. Raadasul a helyet es a sebesseget egyutt nem tudjuk tetszoleges pontossaggal megadni.
Valahogy nem volt korrekt ez igy. Nem ertettem meg. Erdekeltek volna a konkret kepletek, az, hogy egy elektromagneses hullam mitol lesz eppen elektron, mitol lesz proton.
Szoval, ha valaki tud olyan linket, ahol olyan egyszeruen targyaljak a temat, mint a Newton torvenyeket, adja meg, es megprobalom megerteni a QM-et!:)
Hát a középiskolások szerintem a fizika érettségi előtt állnak jó esetben azon a szinten, hogy fel tudják írni azt, hogy a gravitációs erő egyenlő a cetrifugális erővel. Körpálya esetén. Ezt is úgy, hogy kinézik a képleteket a függvénytáblából. :-(
Jó, azért nem ennyire ködös a dolog, gyakorlatilag egy középiskolás fel tudja írni ezeket az egyenleteket (még ha nem is tudja, hogy ezek diff. egyenletek:). Megoldani, meg nem csak ő nem tudja, hanem más sem.
ízváltó semleges gyenge áram. Egyébként ez olyan folyamatokat jelöl, amikor a kvarkok íze (hogy u,d,s,c,b,t kvark-e) megváltozik, de töltés nem megy át, csak a teljesség kedvéért. Ízváltó folyamatokat egyébként a standard modellben a W bozon közvetít, de az töltött.