Masa, materie si energie

[nano2k]

Ehe, vezi sa nu ai asteptari prea mari de la noi totusi. Dar stiu ca tu nu o sa cazi in extrema cealalta, cum cazu nenea Sfinx la topicul intrebari de fizica.

Ce s-a intamplat cu Sfinx, ca nu sunt la curent?
Oricum, cel putin din partea mea nu e problema dpdv-ul asta. Si eu sunt inginer si inteleg ce inseamna limitele... Dar tocmai asta e frumos, ca limitele pot fi impinse.

[Adi]

Vezi topicul asta, mai ales ultima parte.

[nano2k]

Vezi topicul asta, mai ales ultima parte.

Ar fi bine sa existe cineva care sa poata raspunde la toate intrebarile, si daca se poate, pe loc. Deocamdata asteptam...

[Adi]

Ehe, asa e ...

[Virgil]

Parerea mea este ca aceste notiuni au aparut inainte de a se cunoaste structura materiei, dupa care au fost extinse in micro. In macro materia inseamna substanta, indiferent daca este in miscare sau nu, iar masa ne arata cata cantitate de substanta contine un corp. Daca consideram energia, in macro este de multe feluri, termica, electrica, eoliana etc. In aceste exemple totdeauna energia este legata de materie, dar poti sa exprimi cata energie se elibereaza prin arderea unei mase de carbuni, etc. dar nu poti sa spui cata masa obtii dintr-o cantitate de energie. Asa se petrec lucrurile in macro. Pe masura ce s-a descoperit structura materiei, lucrurile s-au complicat pentru ca daca atomul are masa, si particulele lui au masa si inca o masa in continua miscare, deci au si energie. Iata deci ca atomul reprezinta ultima particica de materie despre care se poate spune cu certitudine ca are masa si energie, marimi distincte, individualizate clar. Dar din moment ce s-a patruns mai adanc in structura atomului, in structura nucleului, cand s-a descoperit defectul de masa, cu consecintele lui, fisiunea nucleara, dezintegrarea nucleului, s-a constatat cu uimire ca de fapt masa se transforma in energie. De aici au inceput toate neintelegerile referitoare la masa si energie.
   Parerea mea si nu numai, este ca materia inseamna masa plus energie si ca nu poti separa masa de energie, dar nici nu poti spune ca materia se transforma in energie. Materia in ansamblul ei ramane mereu aceiasi, doar sufera transformari in formele de manifestare. Bunaoara o particula poate sa-si piarda o parte din masa care se transforma in energie, dar materia care inseamna masa plus energie ramane aceiasi. masa relativista a particulelor este o proprietate a acestora care ne arata in ce stare energetica se afla.
Faptul ca o particula si antiparticula ei se nasc prin absorbtia unei cuante, nu inseamna decat ca acea cantitate de energie este necesara separarii si punerii in evidenta a celor doua, iar atunci cand se ciocnesc cele doua particula-antiparticula si elibereaza energia initiala nu inseamna decat ca cele doua au reintrat in starea de echilibru a vidului, anihilandu-si proprietatile impreuna formand un "dublet" in stare de "hibernare". Si in acest caz dispare masa, dar materia in care dispare atat particula cat si unda ramane aceiasi.
Este gresit sa credem ca energia se transforma in materie, energia confera particulei masa, dar nu materie, nu substanta, ci substanta intr-o anumita stare energetica capata o proprietate numita masa.

[Adi]

Multumim pentru contributia ta la discutie, Virgil.

[nano2k]

Eu nu m-am dumirit inca.
Hai sa pun mai clar intrebarea.

Materia. Din ce e ea compusa?
Ca inglobeaza multa energie stim.

Dar in afara de energie, ce alti constituenti avem? Ma refer la constituenti care nu inseamna energie, adica constituenti care, chiar daca se vor mai divide ei, nu va mai rezulta deloc energie. Ma intereseaza chiar si un raspuns teoretic, nu neaparat dovedit.
Un bun candidat pare a fi bozonul Higgs, nu? Chiar daca e doar o particula teoretica (deocamdata). El ar putea sa fie "ingredientul" magic care, impreuna cu energia "genereaza" materia.
Dar oare acest bozon din ce ar putea fi el format? Este el definit prin el insusi? Asa cum energia e definita prin ea insasi? Atentie, mu ma refer la definitiile unitatilor de masura pentru energie, ci la definitia energiei in sine.

Iata definitia DEX:
energie - ENERGÍE, energii, s.f. 1. Capacitate a unui sistem (fizic) de a efectua lucru mecanic în trecerea dintr-o stare în altă stare dată.
Cum definim capacitatea unui sistem de a face ceva fara sa ne referim direct sau indirect la energia lui?

Am spus si o repet, sunt un profan in domeniul fizicii cuantice, etc, insa imi pun niste intrebari.

Virgil, tu spui asa:

Parerea mea si nu numai, este ca materia inseamna masa plus energie si ca nu poti separa masa de energie, dar nici nu poti spune ca materia se transforma in energie.

Inteleg din ce zici ca masa + energie = love  . Inteleg asta foarte bine, avand in vedere ca m-am casatorit din dragoste
Dar oare imposibilitatea separarii dintre masa si energie nu este ea imposibila tocmai pentru ca sunt de fapt unul si acelasi lucru (adica energie)?

Daca spui ca masa nu e tot o forma de energie, un "derivat" al acesteia, cum definesti masa? Sau propui sa consideram ca masa inseamna masa si gata?

Toate astea sunt doar simple intrebari si nu sustin nicio cauza, ci voi continua sa (ma) intreb atat timp cat nu voi avea o explicatie valabila, fie ea si de natura teoretica.

[Sfinxul]

Am subliniat cu albastru partea care mi se pare gresita: materia nu este energie atata timp cat nu a fost transformata prin ceva proces in energie (e.g. fisiune atomica). Iar cand se transforma in energie, ea se propaga cu viteza maxima si constanta (intr-un mediu dat) si nu mai are proprietatea de a se opune schimbarii starii ei de miscare, deci nu mai putem vorbi de "masa" ei.

Daca materia nu ar contine energie atunci ea nu ar putea exista!Materia insasi este energie dar formula E=mc^2 nu este adevarata nici macar in cazul elementului U235!Cu ce viteza se propaga energia termica a unui lemn care arde?Cine sustine existenta unui atom?Cine sustine miscarea electronilor pe orbite in jurul nucleului atomului?Cine mentine in echilibru miscarea electronilor cu viteze de 20 Km/s?Cum de este posibila o asemenea viteza in microcosmos?

[Adi]

Dar in afara de energie, ce alti constituenti avem? Ma refer la constituenti care nu inseamna energie, adica constituenti care, chiar daca se vor mai divide ei, nu va mai rezulta deloc energie. Ma intereseaza chiar si un raspuns teoretic, nu neaparat dovedit.
[/quote]

Alti "constituenti" ai unei particule, pe langa masa ei, ar mai fi sarcina electrica, spinul, helicitatea si alte numere cuantice. Energia da practic viteza cu care se misca acest corp. Acest corp se poate misca cu viteza mai mare sau mai mica (energia ii poate varia), dar el, corpul, ramane acelasi (adica aceeasi masa invarianta, spin, sarcina electrica, etc). Asadar ai particula caracterizata de proprietati (nu constituenti) si cand are o anumita viteza, are si o anumita capacitate de a face lucru mecanic, deci energie.

Un bun candidat pare a fi bozonul Higgs, nu? Chiar daca e doar o particula teoretica (deocamdata). El ar putea sa fie "ingredientul" magic care, impreuna cu energia "genereaza" materia.

Bozonul Higgs este un constituent al materiei in general, dar nu ar fi un constituent al electronului, de exemplu. Ar fi doar o alta particula fundamentala, tot asa cum e si electronul.

Dar oare acest bozon din ce ar putea fi el format? Este el definit prin el insusi? Asa cum energia e definita prin ea insasi? Atentie, mu ma refer la definitiile unitatilor de masura pentru energie, ci la definitia energiei in sine.

Exista particule subatomice compuse care sunt formate din particule elementare, care nu mai sunt compuse din nimic. Momentan, protonul se stie ca este particula compusa, iar cuarcii si electronii sunt elementare. Acum teoria prezice un bozon Higgs elementar. Dar pe viitor, cand va fi privit in detaliu, va fi poate descoperit ca e format din alte particule care ele ar fi fundamentale. Si tot asa ...

Iata definitia DEX:
energie - ENERGÍE, energii, s.f. 1. Capacitate a unui sistem (fizic) de a efectua lucru mecanic în trecerea dintr-o stare în altă stare dată.
Cum definim capacitatea unui sistem de a face ceva fara sa ne referim direct sau indirect la energia lui?

Tocmai de aceea te referi la energia lui pentru capacitatea de a face lucru mecanic.

Am spus si o repet, sunt un profan in domeniul fizicii cuantice, etc, insa imi pun niste intrebari.

Apreciem mult intrebarile tale. Din pacate, nu stiu cum sa raspund mai bine decat atat. Mi se par intrebari vagi, la care stiinta nu a raspuns, dar pe de alta parte mi se pare ca sunt notiuni clare, care se deosebesc reciproc. Nu stiu cum sa explic mai bine decat atat. Exista CEVA (un punct care are proprietati care il caracterizeaza - masa, sarcina electrica, spin, helicitate, etc) si care e la fel mereu. Dar in functie de cum se misca, are mai multa sau mai putina energie, impuls, viteza, etc.

[nano2k]

Exista o diferenta de optica intre cum incerc eu sa privesc lucrurile si cum le vezi tu.
Iata. Eu incerc sa imi dau seama din ce e formata materia, iar tu imi vorbesti despre proprietatile ei.
Sa luam sarcina electrica. Electronul are sarcina -1, iar protonul +1. De unde aceasta proprietate? Cine o genereaza? Pe mine ma intereseaza sursa, nu efectul. Sarcina electrica a unei particule o poti vedea ca o "predispozitie" de atractie/respingere fata de o alta particula cu sarcina opusa respectiv identica. Sarcina electrica pana la urma o poti vedea si ca pe un tip de energie "potentiala" care va genera o anumita forta de atractie sau respingere in apropierea unei alte particule. Cum se genereaza acea forta daca nu prin energie? Si de unde energie daca ea nu ar fi deja inglobata?

[Osmiumbin]

Dar in afara de energie, ce alti constituenti avem? Ma refer la constituenti care nu inseamna energie, adica constituenti care, chiar daca se vor mai divide ei, nu va mai rezulta deloc energie. Ma intereseaza chiar si un raspuns teoretic, nu neaparat dovedit.
Un bun candidat pare a fi bozonul Higgs, nu? Chiar daca e doar o particula teoretica (deocamdata). El ar putea sa fie "ingredientul" magic care, impreuna cu energia "genereaza" materia.
Dar oare acest bozon din ce ar putea fi el format? Este el definit prin el insusi? Asa cum energia e definita prin ea insasi? Atentie, mu ma refer la definitiile unitatilor de masura pentru energie, ci la definitia energiei in sine.

Iata definitia DEX:
energie - ENERGÍE, energii, s.f. 1. Capacitate a unui sistem (fizic) de a efectua lucru mecanic în trecerea dintr-o stare în altă stare dată.
Cum definim capacitatea unui sistem de a face ceva fara sa ne referim direct sau indirect la energia lui?

Am spus si o repet, sunt un profan in domeniul fizicii cuantice, etc, insa imi pun niste intrebari.

Bune intreari nano, mai ales cea cu "Cum definim capacitatea unui sistem de a face ceva fara sa ne referim direct sau indirect la energia lui?" Este un lucru bun ca iti pui astfel de intrebari pe care si eu mi le pun insa, din pacate, tot nu am aflat raspunsul, poate ca nu exista inca. Nu se stie. Eu incerc sa il aflu in continuare. Sunt multe goluri la nivel cuantic  si nu numai insa mi se pare foarte greu astfel sa se ajunga la TOE!

[Adi]

Exista o diferenta de optica intre cum incerc eu sa privesc lucrurile si cum le vezi tu.
Iata. Eu incerc sa imi dau seama din ce e formata materia, iar tu imi vorbesti despre proprietatile ei.

Exact, materia e formata din particule elementare, care apoi nu mai sunt formate din nimic. Doar puncte cu proprietati. Desigur, mai ramane posibilitatea ca teoria corzilor este corecta si sunt formate particulele elementare din corzi care vibreaza. Dar acesta teorie nu va putea fi testata experimental in timpul vietii noastre.

Sa luam sarcina electrica. Electronul are sarcina -1, iar protonul +1. De unde aceasta proprietate? Cine o genereaza? Pe mine ma intereseaza sursa, nu efectul.

E frumos ca te intereseaza. Si pe mine si pe altii la fel ne intereseaza. Stiinta nu a raspuns inca la asta. Explica ceva prin altceva, apoi te intrebi altceva de ce exista si tot asa. In general, stiinta descrie Universul (adica de ce este cum este respectand niste legi pe care le descoperim), dar nu explica de ce aceste legi exista. Insa se fac progrese in acest sens, caci legi variate si generale sunt explicate prin un numar tot mai mici de legi, legi "mai fundamentale", ca sa folosesc un pleonasm. Tocmai de aceea fizicienii viseaza la "teoria totului" (theory of everything) care sa explice apoi toate legile celelalte. Dar de ce acea teorie, daca o vor gasi-o, are forma pe care o ara si nu o alta, asta nu cred ca vor putea afla. Ca si Big Bangul, ca si Dumnezeu, ca si aceasta posibila lege a totului, poate nu poti merge mai mult de ele si sa le intrebi "De ce". Are si cunoasterea umana niste limitatii. Traim in sistem, nu putem intelege chiar intregul sistem doar privindu-l din interior.

Sarcina electrica a unei particule o poti vedea ca o "predispozitie" de atractie/respingere fata de o alta particula cu sarcina opusa respectiv identica. Sarcina electrica pana la urma o poti vedea si ca pe un tip de energie "potentiala" care va genera o anumita forta de atractie sau respingere in apropierea unei alte particule.

Sarcina nu e energie.

Cum se genereaza acea forta daca nu prin energie? Si de unde energie daca ea nu ar fi deja inglobata?

Prin campul electric, ar zice Faraday si Maxwell. Campul e "mai fundamental" ca forta, ar zice ei. Acum noi am zice "prin schimb de fotoni", care sunt purtatorii acestei interactii electromagnetice.

Eu cred ca faci concfuzii intre cutie si continutul cutiei si viteza cu care se misca cutia. Dar apreciez foarte mult ca iti pui intrebari, cu timpul sunt sigur ca vei face progrese sa ti le lamuresti. Ai citit carti de popularizare a fizicii pana acum? Daca nu, iti putem recomanda cateva pentru primii pasi.

[Virgil]

  Noi dorim sa intelegem microcosmosul folosind notiuni din macrocosmos, pentru ca santem un produs al macrocosmosului, si se pare ca avem anumite limite in a ne explica fenomenele din micro. De boala asta sufar si eu si mie greu sa accept ca nu se pot crea modele macro pentru micro. De altfel cred ca nici nu s-au inventat notiunile care ar putea explica carui fapt se datoreaza  masa, spinul, sarcina.

[Adi]

  Noi dorim sa intelegem microcosmosul folosind notiuni din macrocosmos, pentru ca santem un produs al macrocosmosului, si se pare ca avem anumite limite in a ne explica fenomenele din micro. De boala asta sufar si eu si mie greu sa accept ca nu se pot crea modele macro pentru micro. De altfel cred ca nici nu s-au inventat notiunile care ar putea explica carui fapt se datoreaza  masa, spinul, sarcina.

Imi pare rau, dar din cate inteleg eu, este exact invers, suntem produsul microcosmosului. Suntem adunatura de atomi si atomii functioneaza dupa legile cuantice.