Intrebari de la studenti despre fizica particulelor

[Adi]

La acelasi articol De ce exista bozonul Higgs" am primit de la studenta Carmen Dragoescu, urmatorul comentariu.

Noua la facultate ne spun profesorii ca protonul este un ansamblu stabil si este format din trei parti, in perpetua transformare intre ele. Pe rand cate una dintre parti creiaza in exterior campul electric pozitiv. Daca ii adaugam un electron, inceteaza campul in exterior si protonul devine neuton. Daca in nucleu sunt protoni si neutroni, acestia permanent intre ei schimba electroni.

Daca eliminam una dintre partile constitutive ale protonului, prin diferite simple metode, dar celelalte doua raman cat de cat legate, obtinem acest enigmatic si cautat bozon Higgs, nimic mai simplu.

Bozonul Higgs insa nu e prea stabil, supravietuieste maxim un minut-doua, in medie 5-20 sec.

Dupa acest interval bozonul Higgs se rupe si da nastere la diferite particule, in majoritate fotoni, electroni, muoni, neutrini, o adevarata supa.
Si in timpul fulgerelor se formeaza numeroase particule. Si in cosmos, in spatiul asa zis vid au loc compuneri si descompuneri de particule, de protoni, electroni, fotoni, etc., ca sa nu mai vorbim de stele pana la cvasari.

Foarte probabil ca ce ne spun profesorii nostri este adevarat, chiar daca ei nu au pe mana cel mai scump accelerator. Avem incredere in ei, au fost scoliti asa cum trebuie in trecut si au avut legaturi internationale cu toate facultatile, institutele, laboratoarele.

Credeti ca marii savanti ai sec XX au avut calculatoare si ce avem noi ? Si ei au inventat totul in fizica, numai cu mintea lor mai deosebita.
Cum se puneau in trecut in evidenta particulele ? Foarte simplu, cu placi fotografice foarte groase in emulsie, in care se introduceai diferite alte ingrediente sensibile selectiv. Practic si azi prin aceasta metoda se poate pune in evidenta toata gama de particule din univers.

Chiar acum ne pregatim sa facem astfel de teste, acum ne confectionam placile.

Noi aici in Romania credem ca acceleratorul nu s-a defectat, ci este folosit in secret de militari si cativa savantii, fara sa afle civilii ce fac ei. Este cel mai normal, pentruca militarii si politicienii ne conduc, ei au aprobat banii.

[Adi]

Buna Carmen, bine ai venit la StiintaAzi.ro. Ma bucura interesul tau pentru fizica particulelor. Afirmatiile tale contin si lucruri adevarate, dar si lucruri neadevarate. Eu sunt student la doctorat chiar in cautarea bozonului Higgs si voi incerca sa explic cat de bine pot. Acum mai pe scurt, caci sunt foarte prins cu alte proiecte ale StiintaAzi.ro, dar apoi mai pe larg, dupa ce vei raspunde la acest mesaj.

Pentru inceput, ne poti spune in ce an de studiu esti? Studiezi fizica? La facultate sau la master? Master in fizica particulelor? Intreb ca sa stiu la ce nivel sa raspund. De asemenea ai inceput cu mentionarea a ceea ce va spun profesorii la facultate. Desi sunt scoliti in comunism cand se facea carte, este posibil totusi ca ei sa se insele, sau tu sa fi inteles gresit ceea ce zic ei. Caci asa cum vei vedea, unele fapte sunt chiar false.

Noua la facultate ne spun profesorii ca protonul este un ansamblu stabil si este format din trei parti, in perpetua transformare intre ele.

Da, sunt cei trei cuarci principali ce formeaza protonul. Zic principali, caci mai sunt si altii, dar intr-o prima aproximatie e suficient sa spunem ca protonul e format din trei cuarci.

Pe rand cate una dintre parti creiaza in exterior campul electric pozitiv.

E gresit ce zici, sau e vag. Cei trei cuarci au sarcina electrica, numai ca doi intre ei sunt cuarci up si au sarcina electrica pozitiva +2/3 si unul din ei este cuarc down si are sarcina electrica negativa -1/3. Nu pe rand, ci toti la un loc ofera sarcina electrica de +2/3 + 2/3 - 1/3 = + 3/3 = +1 pentru proton.

Daca ii adaugam un electron, inceteaza campul in exterior si protonul devine neuton.

Si aceasta este fals. Unui proton trebuie sa ii adaugi un electron, dar si un neutrino electronic pentru a deveni un neutron. In practica e greu de realizat, dar conceptual e posibil. In practica insa, daca trimiti un electron spre proton, acesta va fi captat de campul electric al protonului si se va forma un atom de hidrogen.

Daca in nucleu sunt protoni si neutroni, acestia permanent intre ei schimba electroni.

Iarasi este fals. In nucleu sunt intr-adevar protoni si neutroni, dar acestia stau impreuna nu prin schimbul de electroni, ci prin schimbul de mezoni pi (sau daca privesti la nivel elementar, prin schimb de gluoni, particulele purtatoare ale fortei tari). Forta tare este ua din cele patru forte fundamentale ale Universului care tine cuarcii impreuna pentru a forma protoni si neutroni si protonii si neutronii impreuna pentru a forma nuclee.

Daca eliminam una dintre partile constitutive ale protonului, prin diferite simple metode, dar celelalte doua raman cat de cat legate, obtinem acest enigmatic si cautat bozon Higgs, nimic mai simplu.

Si aceasta este complet fals. In primul rand, nu poti extrage din proton unul din cei trei cuarci. Cuarcii pot exista doar in grupe de cate trei, fiecare cuarc o sarcina de culoare si doar particule care sunt neutre din punctul de vedere al culorii pot exista. Protonii si neutronii satisfac aceasta conditie. Dar chiar daca ai putea scoate un cuarc din proton, celelate doua care raman nu ar produce un bozon Higgs. Si nu este simplu cum sugerezi ca este, este chiar destul de complex.

Bozonul Higgs insa nu e prea stabil, supravietuieste maxim un minut-doua, in medie 5-20 sec.

Si aici te inseli. E drept ca bozonul Higgs nu este stabil, dar se dezintegreaza aproape instantaneu in alte particule, pe o durata de aproximativ 10 la minus 25 de secunde. In afara de neutron, care se dezintegreaza in 15 minute, si muon care se dezintegreaza in 10 la minus 6 secunde, celalalte particule se dezintegreaza dupa un timp mai scurt de 10 la minus 10 secunde, mergand pana la 10 la minus 25 de secunde.

Dupa acest interval bozonul Higgs se rupe si da nastere la diferite particule, in majoritate fotoni, electroni, muoni, neutrini, o adevarata supa.

Dupa un timp foarte scurt (vezi mai sus) se dezintegreaza in diferite particule, numai ca nu toate dezintegrarile sunt la fel de probabile. Probabilitatea este proportioanala cu masa particulelor in care se dezintegreaza. Cum fotonii au masa zero (strict zero), bozonul Higgs nu interactioneaza deloc cu fotonii si pri urmare bozonul Higgs nu se dezintegreaza in fotoni. Iar atunci cand se dezintegreaza, bozonul Higgs se dezintegreaza in perechi de particula si antiparticula, de exemplu intr-un electron si un pozitron.

Si in timpul fulgerelor se formeaza numeroase particule. Si in cosmos, in spatiul asa zis vid au loc compuneri si descompuneri de particule, de protoni, electroni, fotoni, etc., ca sa nu mai vorbim de stele pana la cvasari.

Nu sunt sigur ce particule se formeaza in fulgere, dar da, in principiu, in functie de conditiile de mediu si de energiile fenomentelor, au loc diverse interactii elementare, de anihilare, de dezintegrari de particule ...

Foarte probabil ca ce ne spun profesorii nostri este adevarat, chiar daca ei nu au pe mana cel mai scump accelerator.

Dupa cum am clarificat mai sus, mai tot ce v-au spus este fals.

Avem incredere in ei, au fost scoliti asa cum trebuie in trecut si au avut legaturi internationale cu toate facultatile, institutele, laboratoarele.

Cred ca ti-am demonstrat ca nu sunt demni de increderea ta. Verifica ce zic ei cu ce zic si alti cercetatori, cu ce zic articolele de stiinta, trece si prin filtrul critic al tau. In ce an esti si ce studiezi? La ce Univeristate? Sunt curios in ce context ti s-au povestit lucrurile false ce le-ai mentionat (aproape toate sunt false)

Credeti ca marii savanti ai sec XX au avut calculatoare si ce avem noi ? Si ei au inventat totul in fizica, numai cu mintea lor mai deosebita.

Da, calculatoarele au jucat un rol inca de dupa cel de-al doilea razboi mondial. Desigur, in teorie mai putin decat in experiemntal. Insa in prezent calculatoarele sunt foarte necesare in teorie. E nevoie chiar de supercomputere si de grid computing.

Cum se puneau in trecut in evidenta particulele ? Foarte simplu, cu placi fotografice foarte groase in emulsie, in care se introduceai diferite alte ingrediente sensibile selectiv.

Da, dar aceasta in anii 1930 si chiar si in anii 1950. Dupa aceea detectoarele de particulele au ramas singurele in scena. Exista mai multe tipuri de detectoare de particule, au evoluat cu timpul.

Practic si azi prin aceasta metoda se poate pune in evidenta toata gama de particule din univers.

Nu cred ca radiatiile gama din Univers patrund pe Pamant in numar mare incat sa imprime o placa fotografica in laborator. In plus, atmosfera Pamantului este transparenta aproape suta la suta doar pentru lumina vizibila si unde radio. In schimb cu aceasta tehnica se pot detecta radiatii cosmice.

Chiar acum ne pregatim sa facem astfel de teste, acum ne confectionam placile.

Aceasta este o veste buna. Esti studenta la master sa inteleg? La ce facultate si institut? In ce grup de cercetare?

Noi aici in Romania credem ca acceleratorul nu s-a defectat, ci este folosit in secret de militari si cativa savantii, fara sa afle civilii ce fac ei. Este cel mai normal, pentruca militarii si politicienii ne conduc, ei au aprobat banii.

Din pacate si aceasta ceea ce credeti este fals. Ce spui tu acolo este o teorie a conspiratiei. Daca grupul tau de cercetare lucreaza in fizica particulelor, se poate informa usor direct de la CERN ce se intampla acolo. Pur si simplu acceleratorul s-a defectat. Nu au loc cercetari secrete. Publicatiile sunt accesibile oricui, pe internet, inclusiv oricarui terorist. Absolut nimic nu e clasificat.

In concluzie, multumim mult pentru interes si sper ca raspunsurile mele te-au ajutat sa clarifici unele neintelegeri ce le aveai cu privire la fizica particulelor. Te mai asteptam.

[florin_try]

In afara de neutron, care se dezintegreaza in 15 minute ....

Topicul e vechi dar ... am o intrebare: Daca neutronul se dezintegreaza in doar 15 minute, cum de mai sunt atomii (sau unii isotopi) asa de stabili? Cine ia locul neutronilor din nucleu daca in doar 15 minute acestia [neutronii] se dezintegreaza? Iar daca neutronul se dezintegreaza in 15 minute, nu ar trebui ca nucleul atomilor sa piarda f. repede neutroniii si sa ramina doar cu protoni ?

[Adi]

In afara de neutron, care se dezintegreaza in 15 minute ....

Topicul e vechi dar ... am o intrebare: Daca neutronul se dezintegreaza in doar 15 minute, cum de mai sunt atomii (sau unii isotopi) asa de stabili? Cine ia locul neutronilor din nucleu daca in doar 15 minute acestia [neutronii] se dezintegreaza? Iar daca neutronul se dezintegreaza in 15 minute, nu ar trebui ca nucleul atomilor sa piarda f. repede neutroniii si sa ramina doar cu protoni ?

Nu toti neutronii in toatte conditiile se dezintegreaza in 15 minute, ci doar neutronii liberi, dupa 15 minute mai raman jumate, dupa 15 minute jumate din ce a fost, adica un sfert si asa mai departe. Atunci cand sunt in nuclee, neutronii sunt stabili.