Gravitoni

[Adi]

Gravitonul este o particula ipotetica care mediaza interactiunea gravitationala, sau forta gravitationala (Multumir lui Ciresica pentru intrebarea despre graviton!). Este un boson, adica are un spin intreg, precum au toate particulele care mediaza forte. Dar spre deosebire de acestea, care au spin 1 (unu), gravitonul are spin 2 (doi). Nu stiu de unde reiese acesta din teorie (model, ipoteza), dar este consistent cu faptul ca gravitatia este o altfel de forta (caci este doar atractiva, in timp ce forta electrica este si atractiva si repulsiva). Teoria particulelor elementare si a interactiilor lor, Modelul Standard, explica trei din cele patru fundamentale (forta electromagnetica, forta tare si forta slaba), dar nu si forta gravitationala, deoarece este atat de slaba, incat nu produce nici un efect masurabil si poate fi neglijata cu brio la energiile experimentelor actuale. Forta gravitationala este un  milidard de miliarde de miliarde de miliarde de ori mai slaba decat forta electrica, asadar la nivel atomic forta gravitationala este complet neglijabila.

Orice interactiune se manifesta atat prin particule, cat si prin unde. In cazul asta, unde gravitationale.

Exista experimente care cauta unde gravitationale. Este vorba de experimente atat pe Terra, cat si in spatiu. Cele de pe Terra sunt construite si deja colecteaza date experimentale, cele din spatiu sunt in constructie. Principiul este cel al unui interferometru (va amintiti de interferometrul Michelson-Morley prin care s-a demonstrat ca nu exista eterul?). Asadar lumina parcurge doua brate de lungimi perfect egale si ofera un anumit desen la interferenta dintre luminile din cele doua brate. Dar, sub influenta undelor gravitationale, unul din bratele aceastea de 4 km poate deveni mai lung cu ... lungimea unui atom (!), caz in care cele doua fascicule de lumina nu mai sunt in faza. Spectrometrul acesta masoara precis diferenta de faza, deci alungirea bratului. Va dati seama ce experiment precis? Aici este si greutatea ... Undele gravitationale nu au fost inca descoperite.

Experimentul LISA explicat pentru copii

Experimentul LIGO

[ciresica]

       Salutari ,avand in vedere ca atat gravitonul cat si particula higgs sunt bosoni si amandoua 'umplu' universul ,teoretic ,exista interactie intre ele ?
        Exista materie si antimaterie ,exista deasemenea si materie intunecata dar nu am auzit ca ar exista si materie antiintunecata ,exista ?
         Multumesc .         

[Adi]

Foarte bune intrebari, Ciresica. Sa mai pui in continuare si sa incurajezi prietenii tai sa puna si ei.

1. Cum ziceam mai sus, forta gravitationala si deci nici gravitonul nu sunt descrise de Modelul Standard. Daca gravitonul ar avea masa, atunci ar obtine-o prin interactia cu bosonul Higgs. Dar nu se stie nici daca gravitonul exista, cu atat mai putin daca are masa. Mi se pare ca ipoteza stiintifica ce propune gravitonul ar sugera ca el ar avea masa zero, caz in care nu ar interactiona cu bosonul Higgs.

Dar nu faptul ca amandoi sunt bosoni i-ar face sa interactioneze. Bosonul Higgs interactioneaza si cu particulelor de materie, fermioni (cuarci, leptoni, etc) si cu particule mediatoare ale fortelor (ceilalti bosoni).

2. Cand ne referim la materie asa cum o stim noi (ne referim la materie si la antimaterie. Materia si antimateria are aceeasi masa, dar sarcina electrica opusa. Fiecarei particule de materie ii corespunde o particula de antimaterie, precum electronului ii corespunde pozitronul si protonului antiprotonul). Acum, materia intunecata este formata din noi tipuri de partiucule, masive si care interactioneaza foarte slab cu materia obisnuita. Dar in principiul fiecarei particule din materia asta intunecata ii va corespune si o particula intunecata de antimaterie.

[ciresica]

bozonul higgs .o enigma ,exista sau nu ,categoric exista ca daca n-arfi ar trebui sa fie ALCEVA si pana la urma l-am numi tot H

[Adi]

Nu neaparat, poate o alta particula, cu alte proprietati decat bosonul Higgs, ar da masa materiei. Sau poate nu o particula, ci mai multe. Bosonul Higgs e definit de mai multe lucruri clare (nu doar de numele Higgs). Bosonul Higgs are numerele cuantice ale vidului. Vidul nu este gol, ci plin de acest boson Higgs (daca aceasta teorie este corecta!). Anume bosonul Higgs are spin zero (adica este o particula scalara!). Cand incepi primele calcule la scoala in teoria cuantica a campului, studiezi mereu particule scalare, ca sunt cele mai simple (doar au spin zero!). Sunt un model teoretic simplu, dar nici unul nu exista in natura (ci particulele de materie, leptoni si cuarci au spin 1/2, iar particulele ce mediaza interactii, bosonii, au spin 1 sau 2). Nici o particula cu spin zero nu a fost descoperita. Dar bosonul Higgs tocmai spin zero ar avea! Daca bosonul Higgs ar fi descoperit, ar fi prima particula cu spin zero ce ar fi descoperita!

[[RHF]{NC}The Eagle]

Pentru cei ce nu stiu ce sunt bosoni =>
Bosoni: particule subatomice, care transmit forţe.
Exemple: fotoni, gravitoni (gravitonul este o particulă ipotetică momentan), gluoni.
Proprietăţi ale bosonilor:
Doi sau mai mulţi bosoni pot ocupa acelasi loc în spaţiu la un moment dat.
Pentru mai multe detalii incercati acest site Particulele Higgs Boson

[HarapAlb]

sa generalizam un pic notiunile de boson si fermion:


A. Bosoni. particule ce se supun statisticii Bose-Einstein (statistica: numar de particule in functie de energia lor); de unde vine statistica e mai greu de explicat in cuvinte, insa are de-a face cu spin-ul bosonilor care este un numar intreg (0,1,2,3...). O caracteristica a bosonilor este faptul ca puteam gasi doi sau mai multi bosoni in aceeasi stare cuantica (aceeasi functie de unda)

 Exemple de bosoni:
 particule elementare: fotonul, gravitonul, pionii (in general combinatiile de doi cuarci)
 nuclee atomice:         nucleul deuteriului (spin 1),  nucleul de fier54 (spin 0), nucleul de cobalt56 (spin 4)
 pseudo-particule:      perechi de electroni (in total spinul este intreg)  -> asa se explica superconductivitatea, excitoni (perechi de electroni-goluri) in semiconductori


B. Fermioni. particule ce se supun statisticii Fermi-Dirac; statistica asta are de-a face cu spinul care in cazul fermionilor este semi-intreg, adica 1/2, 3/2.. 7/2. Spre deosebire de bosoni, nu putem gasi doi fermioni in aceeasi stare cuantica.

 Exemple de fermioni:
 particule elementare: electronul, cuarci
 nuclee atomice: nucleu de fier 55 (spin 3/2), nucleul de cobalt57 (spin 3/2)
 particule compuse: protonul, neutronul

[Adi]

Multumiri multe lui Eagle si HarapAlb pentru continuari, sunt intr-adevar multe de spus despre bosoni si fermioni. Pentru inca si mai multe detalii, sa incepem un topic nou.

[[RHF]{NC}The Eagle]

Mersi de explicatii Harap.Frumos explicat.