Törölt nick Creative Commons License 2004.05.01 0 0 310
Az extra dimenziós (Kaluza-Klein típusú, KK) elméletek jelenleg pusztán érdekes spekulációk. Mindazonáltal az eddigi javaslatok egyike sem sérti az energiamegmaradást szigorúan véve (ld. lentebb).

Azt hiszem, abban egyetérthetünk, hogy az energiamegmaradás értékeléséhez ismerni kell az energia fogalmát, valamint a megmaradás feltételeit. Pontosan úgy, ahogy a matekban egy tétel alkalmazhatóságának megértéséhez ismerni kell a benne szereplő fogalmakat, valamint a tétel feltételeit. (Megjegyzés: itt bukta a legnagyobbat Egely az ELTE-n Groma Pistával folytatott vitájában. Ugyanis ezekről jól demonstrálhatóan fogalma sem volt).

Tehát: egy fizikai rendszerben pontosan akkor van megmaradó energia, ha a rendszert leíró fundamentális fizikai törvények invariánsak az időeltolásra. Ha a rendszer zárt, akkor a megmaradási törvény a teljes energia megmaradását mondja ki, ha nyílt, akkor a rendszer energiájának megváltozását relálja a rendszerbe be-és kilépő energiaáram nettó egyenlegével. (A rendszer nyílt és zárt volta a határfeltételek osztályozását jelenti).

Minden KK elmélet fundamentális törvényei invariánsak az időeltolásra, vagyis az energia megmarad. A sérülés látszólagos (a szakirodalom nyelvezetének ismeretében azt sejtem, hogy a "szemmel látható" az angol "apparent" fordítása, amit helyesebb lett volna a "látszólagos" szóval visszaadni ebben a kontextusban). Persze a 4 dimenziós világ nem alkot zárt rendszert, mivel az ötödik dimenzióbanlétező szabadsági fokokkal kapcsolatban van. Ahogy a szöveg helyesen írja, az energiamegmaradás látszólagos sérülése azért következik be egy KK elméletben, mert a KK módusok elvihetnek (vagy hozhatnak) energiát, és a KK módust egy gyorsítóban nem könnyű detektálni.

Ugyanis sok KK elméletben a KK módusok csak gravitációsan hatnak kölcsön a közönséges (4 dimenziós) anyagi szabadsági fokokkal, és az részecskefizikai mércével nagyon gyenge (de egyes spekulációk szerint lehetnek felelősek pl. az Univerzum sűrűségének kb. 26 %-át kitevő ún. hideg sötét anyagért (cold dark matter)). Tehát egy KK módust a gyorsítóban a jelenleginél még sokkal jobb technikákkal sem tudnánk kimutatni, és úgy tűnne, hogy az energia "megszökött".
Hasonlóan megmarad a szokásos hármas impulzus is. Ami nem marad meg, az az impulzus ötödik komponense, a brane ugyanis ezt az eltolási szimmetriát sérti.

A helyzet nagyon hasonlítható a radioaktív béta-bomláshoz, amikor is a neutronnak protonra és elektronra bomlását észlelték, és a két kimenő részecske energiája és impulzusa nem adta ki a neutronét. A helyzet a neutrínó felfedezésével doldódott meg: a bomlásban ugyanis antineutrínó keletkezik, ezzel együtt a mérleg helyreáll. A brane esetben a KK módusok játsszák ugyanezt a szerepet az energia megmaradás látszólagos sértésével kapcsolatosan.

Persze ahhoz, hogy egy ilyen látszólagos energia meg nem maradás KK módusokra jelenléteként legyen értékelhető, a KK elmélet más jóslatait is igazolni kell (pl. hogy "rövid" távolságokon - ez lehet mm körüli skála is, tehát nem feltétlenül kell "mikroszkopikus" méretekre gondolni!) a gravitációs erő nem a távolság négyzetével változik. A fizikában egy elmélet igazolásához nem elég egy jelenség: komoly crosscheckek kellenek, amiknek az eredményei perdöntők, vagyis ha nem az jön ki, az elmélet jósol, akkor az falszifikálja az adott elméletet.

Hogy mennyire nem fétisizáljuk a megmaradási törvényeket: sokszor éppen ezek látszólagos vagy valódi sértése igen érdekes fizikai jelenségeket fed fel. A látszólagos sértés (energia-impulzus) mellett a béta bomlás példát ad valódi sértésre is, mégpedig a paritás megmaradása (tükrözési szimmetria) sérül, éppen a maximálisan lehetséges mértékben. Ez egy nagyon híres, Nobel-díjra érdemesített felfedezés volt.

Más példa: ma ismereteink szerint a kvantumelméletben a relativisztikus invariancia kikényszeríti a CPT megmaradást (töltés, tér és időtükrözés egyszerre alkalmazva). Ámde ezt sem fétisizálják, pedig ennek esetleges sérülése már tényleg a részecskefizika jelenlegi paradigmájának, a kvantumtérelméletnek visszavonhatatlan válságát jelentené. Most is folynak ilyen mérések: a CPT sérülése pl. azt jelentené, hogy adott részecske tömege nem egyezne meg pontosan az antirészecskéjével. A mérések jelenleg ezt (ha jól emlékszem a "state of art" eredményekre) 10^(-9) hibán belül kizárják.

Tehát fizimiskának abban teljesen igaza van, hogy nem fétisizálunk semmilyen megmaradási törvényt, mert látszólagos vagy valódi sérülésük kimutatása szinte mindig igen komoly eredményekre vezet (és lepottyan a Nobel díj annak, akinek sikerül). Csak éppen e téren nem lehet pl. egy Egely típusú fazont komolyan venni, aki még azzal sincs tisztában, amiről beszél.

Előzmény: fizimiska (309)