Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
ODDZIAŁYWANIE
ELEKTRYCZNE

Cząstki wirtualne
Osobisty magnetyzm
mionu

ODDZIAŁYWANIE
SŁABE

Lekko złamana
symetria, czyli skąd
się wzięliśmy

Polowanie na małe
neutralne

Wybuchowe równanie
Zbrodnicza spółka
i dwuneutrinowy
eksperyment

Brazylijskie zadłużenie
krótkie spódniczki
i vice versa

ODDZIAŁYWANIE
SILNE

Wołania kwarków
Zasady zachowania
Niobowe jaja
„Rutherford” wraca
Rewolucja
Listopadowa

Poszukiwanie
wybrzuszeń

Skąd to całe
zamieszanie (i trochę
kwaśnych winogron)

Nagi powab
Trzecia generacja
JESZCZE O
ODDZIAŁYWANIU
SŁABYM

Pora
na przyspieszenie
oddechu

Znalezienie zet zero
JESZCZE
O ODDZIAŁYWANIU
SILNYM: GLUONY

Koniec drogi
I wreszcie boska
cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Cząstki wirtualne
 
Cząstki wirtualne
 
Z
anim ruszymy dalej, należy wyjaśnić, że cząstki przejawiają się na dwa sposoby: rzeczywisty i  wirtualny. Cząstki rzeczywiste wędrują z  punktu A  do punktu B. Przestrzegają zasady zachowania energii. Wywołują trzaski w  licznikach Geigera. Jak już wspomniałem w  części Akceleratory..., cząstki wirtualne nie robią żadnej z  tych rzeczy. Cząstki pośredniczące – nośniki oddziaływań – mogą być cząstkami rzeczywistymi, ale częściej występują w  teorii w  postaci wirtualnej, dlatego oba te określenia często bywają stosowane zamiennie. To właśnie cząstki pośredniczące przenoszą oddziaływanie od cząstki A  do cząstki B. Jeśli wystarcza energii, rzeczywisty elektron może wyemitować rzeczywisty foton, który może wywołać rzeczywisty trzask w  rzeczywistym liczniku Geigera. Cząstka wirtualna jest tworem logicznym, dozwolonym przez liberalizm fizyki kwantowej. Zgodnie z  regułami kwantowymi, cząstki mogą powstawać z  „pożyczonej” energii. Czas trwania pożyczki określa zasada Heisenberga, według której iloczyn pożyczonej energii i  czasu trwania pożyczki musi być większy od stałej Plancka podzielonej przez 2p. Równanie wygląda tak: DEDt jest większe od h/2p. Oznacza to, że im znaczniejsza ilość pożyczonej energii, tym krócej wirtualna cząstka może cieszyć się swym istnieniem.
       W  świetle tej koncepcji tak zwana próżnia może być wprost przepełniona tymi eterycznymi obiektami: wirtualne fotony, wirtualne elektrony i  pozytony, kwarki i  antykwarki, a  nawet (z  maciupeńkim prawdopodobieństwem) wirtualne piłki i  anty-piłki golfowe. W  tej wirującej dynamicznej próżni własności rzeczywistych cząstek ulegają modyfikacji. Szczęśliwie – dla zdrowia psychicznego fizyków i  postępu – tak się składa, że modyfikacje te są bardzo małe. Niemniej można je zmierzyć i  kiedy już wreszcie to zrozumiano, życie fizyków przerodziło się w  rywalizację między coraz bardziej przecyzyjnymi pomiarami i  coraz bardziej skomplikowanymi i  wyrafinowanymi obliczeniami teoretycznymi. Wyobraź sobie na przykład, drogi Czytelniku, rzeczywisty elektron. Wokół niego, na skutek samej jego obecności, unosi się obłoczek przelotnych, wirtualnych fotonów. Zawiadamiają one wszystkich razem i  każdego z  osobna o  istnieniu elektronu, ale także wywierają wpływ na jego własności. Co więcej, wirtualny foton może, bardzo przelotnie, rozpuścić się na parę cząstek e+ i e (elektron i  pozyton). W  mgnieniu komarzego oka para ponownie zlewa się w  foton, ale nawet to ich efemeryczne pojawienie się wpływa na własności naszego elektronu.
       W  części piątej (Nagi atom) podałem wielkość momentu magnetycznego elektronu, wyliczoną poprzez QED i  zmierzoną w  pomysłowych doświadczeniach. Jak, być może, sobie przypominasz, drogi Czytelniku, te dwie liczby zgadzały się do jedenastu miejsc po przecinku. Wartości momentu magnetycznego mionu zgadzają się równie dobrze. Ponieważ mion jest cięższy od elektronu, pomiary mionu stanowią jeszcze precyzyjniejszy test prawdziwości koncepcji cząstek przenoszących oddziaływanie: nośniki emitowane przez miony mają więcej energii i  mogą spowodować więcej zamieszania. W  efekcie pole wywiera większy wpływ na własności mionu niż na własności elektronu. To wszystko wygląda bardzo abstrakcyjnie, ale widać, że zgodność teorii z  pomiarem jest niesłychana i  ukazuje nam potęgę teorii.
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach