Dziwne zachowanie jąder platyny
W roku 2002 Paul Koehler wraz z kolegami z Oak Ridge Electron Linear Accelerator (ORELA) mierzyli rezonans neutronów w czterech różnych izotopach platyny. Uzyskane wyniki były inne od oczekiwanych. Dodatkowe, niedawno przeprowadzone badania sugerują, że obowiązujące obecnie teorie dotyczące struktury jądra atomowego mogą być błędne. Teorie te mówią bowiem, że nukleony powinny poruszać się chaotycznie. Tymczasem badacze z Oak Ridge National Laboratory odkryli, że ich ruch jest regularny. Nowe badania sugerują, że 200 nukleonów w jądrze platyny działa zgodnie a nie chaotycznie. Biorąc pod uwagę dość duże energie i wielką liczbę nukleonów, takie kolektywne działanie jest niespodziewane i nie potrafimy go wyjaśnić - napisali badacze.
Ich zdaniem, eksperymenty pozwalają stwierdzić z 99,997% prawdopodobieństwem, że współczesna teoria o macierzach przypadkowych jest nieprawdziwa w odniesieniu do badanych jąder.
Jednak by potwierdzić te odkrycia należy przeprowadzić eksperymenty na innych jądrach niż jądra platyny. Może bowiem okazać się, że tylko platyna wykazuje niespotykane właściwości niepasujące do teorii.
Problem jednak w tym, że ze względu na oszczędności budżetowe ORELA został zamknięty i nie wiadomo, czy projekt kiedykolwiek ponownie ruszy. Jak informuje Koehler, obecnie jedynym miejscem na świecie, gdzie można przeprowadzić takie eksperymenty, jakie prowadził jego zespół, jest belgijski Geel Electron Linear Accelerator (GELINA).
Badania Koehlera mogą mieć praktyczne zastosowanie w energetyce jądrowej. Zajmujący się nią specjaliści polegają bowiem na teorii o macierzach przypadkowych do oceny prawdopodobieństwa ucieczki neutronów, a zatem do wyliczenia właściwości osłon dla reaktorów i składowisk paliwa.
Komentarze (8)
Jarek Duda, 26 sierpnia 2010, 15:27
Oj nie matrycy, tylko chodzi o macierze przypadkowe (odwzorowania liniowe).
Chodzi o to że w sytuacjach w których nie wiemy co się dokładnie dzieje, matematyczne twierdzenia jak zasada maksymalnej niewiedzy mówi, że powinniśmy założyć jednorodny (lub ogólniej Boltzmannowski) rozkład prawdopodobieństwa po możliwych sytuacjach - dostając model termodynamiczny.
Więc w przypadku w którym nie wiemy które odwzorowanie było wybrane, w teorii macierzy przypadkowych zakłada się zwykle rozkład jednorodny po jakiejś rodzinie możliwych macierzy.
Podstawowe macierze: rzeczywiste, symetryczne kwadratowe możemy diagonalizować - są pewnym przeskalowaniem (dla każdego kierunku inne).
Teraz 'objętość' (jakobian) podzbioru macierzy o zadanym zestawie wartości własnych (współczynniki przeskalowania) spośród wszystkich takich macierzy jest proporcjonalna do iloczynu po wszystkich parach różnic wartości własnych (tzw. vandermondianu) - co można rozumieć że na poziomie termodynamiki, wartości własne uzyskają odpychanie (z potencjałem logarytmicznym charakterystycznym dla dwuwymiarowych układów (w 3D mamy 1/r)).
W każdym razie w tego typu modelach jądrowych zakładamy że jądro nie ma jakiejś konkretnej struktury, tylko ma dość nieokreśloną, fluktuującą termodynamiczną strukturę.
Są one rezultatem zaczynania od mechaniki kwantowej, która bazuje na założonych abstrakcyjnych dogmatach, których praktycznie z definicji nie da się zrozumieć...
Jest też odwrotne podejście - zacząć od konkretnej klasycznej struktury, a dopiero potem (ewentualnie) martwić się o mechanikę kwantową - tzw. modele solitonowe, które dosłownie obserwuje się np. w optyce, ale i skutecznie są używane do modelowania pojedynczych mezonów, barionów (tzw. modele skyrmionowe).
W tym obrazie, jądro nie jest tylko termodynamiczne, fluktuujące, tylko zgodnie z intuicją ma pewną konkretną strukturę blisko minimum energetycznego.
Żeby tak zobaczyć złożoną konstrukcję jaką jest jądro, musimy znaleźć konkretne pole którego struktura solitonów odpowiada nie tylko jednej konkretnej cząstce, ale odtwarza całą ich menażerię teorii cząstek z zachowaniem.
Jedyne podejście tego typu o jakim słyszałem to pole elipsoid - naturalne rozszerzenie koncepcji fazy kwantowej, pomiędzy zbyt abstrakcyjnymi skyrmionami a zbyt prostymi 'optical vertices' - podstawowe wzbudzenia to 3 rodziny spinów 1/2, najprostsza cząstka z ładunkiem musi też mieć spin, dalsze wzbudzenia odpowiadają mezonom i barionom, które mogą dalej tworzyć konstrukcje typu jądro, naturalne oddziaływania tego pola to 2 zestawy równań Maxwella: dla elektromagnetyzmu i grawitacji, ... (4 rozdział http://arxiv.org/pdf/0910.2724 )
Mariusz Błoński, 26 sierpnia 2010, 17:11
Poprawione, dzięki
docent0, 27 sierpnia 2010, 05:50
Aż się prosi zapytać o śp. prof. Michała Gryzińskiego i jego teorię budowy atomu "model swobodnego spadku". Jakby się zgadzało. http://www.iea.cyf.gov.pl/gryzinski/ramki.html
Jarek Duda, 27 sierpnia 2010, 07:18
Niedawno się przypadkiem dowiedziałem o tych modelach swobodnego spadku - rzeczywiście niesłychanie ciekawa sprawa: z jednej strony są to podparte olbrzymią ilością publikacji w najlepszych czasopismach
http://en.wikipedia.org/wiki/Free-fall_atomic_model
przemyślane na nowo bezpośrednie konsekwencje po prostu prawa Coulomba i Lorentza, czyli coś wydawałoby się dużo bezpieczniejszego niż kontrowersyjna mechanika kwantowa której każdy ma inne rozumienie i po prawie stu latach ciągle powstają nowe interpretacje ...
A tu dalej wszyscy dobrze znają model Bohra, nawet próbuje się go dostrzec w eksperymentach, często używa się promienia Bohra ... a o tych w końcu współczesnych, podpartych numeryką modelach, dla których w wielu zrecenzowanych pracach pokazane jest że działają dużo lepiej ... praktycznie nikt nawet nie słyszał, nie jestem w stanie znaleźć praktycznie żadnych konkretnych komentarzy ... ????
Mechanika kwantowa widzi elektrony w atomach jako ich rozmyte chmury prawdopodobieństwa - wydaje się że żeby ją w końcu zrozumieć dobrą drogą jest z jednej strony doprowadzenie do granic możliwości niekontrowersyjnego: klasycznego obrazu ... z drugiej może próbować wyostrzyć ten obraz - np. szukając konkretnych trajektorii których jest rezultatem ... i nie zadowalać się abstrakcyjnym obrazem kolapsu funkcji falowej tylko jednak spróbować szukać dynamiki która jest za nim, mimo że powszechne rozumienie mechaniki kwantowej na siłę próbuje negować w ogóle jej istnienie ... oj dziwne są dzieje fizyki współczesnej ????
http://kopalniawiedzy.pl/forum/index.php/topic,16057.msg66064.html
Wracając do jądra - takie modele sugerowałyby trochę bardziej uporządkowaną przez synchronizację ale jednak dynamikę jądra ... pytanie czy poza niewielkimi fluktuacjami termodynamicznymi ona w ogóle musi istnieć?
A może lepszą analogią jest jednak np. fałdowanie białek - mamy skomplikowany krajobraz energetyczny i jądro/białko przyjmuje prawie nieruchomą strukturę/kształt w jednym z niższych (lokalnych?) minimów energetycznych ... ?
Jurgi, 27 sierpnia 2010, 22:59
Dla mnie ten news, wraz z doniesieniem o wpływie neutrin na tempo rozpadu promieniotwórczego to chyba wiadomość miesiąca, jeśli nie roku. Pokazuje, jak niewiele wiemy o tych sprawach. W zasadzie to równie dobrze pewnego dnia cała fizyka kwantowa może pójść do kosza…
kretyn, 27 sierpnia 2010, 23:55
No, ale to chyba zależy które teorie. Jak już wcześniej napisali o innym modelu tak i ja pociągnę dalej, że modelów jest jeszcze więcej. Każdy z nich jest w pewnym zakresie dobry.
Jarek Duda, 28 sierpnia 2010, 12:23
Podstawowe modele jądrowe to:
- model kroplowy: traktujemy jądro jako kulkę/elipsoidę z pewną termodynamiką do której dodajemy kilka heurystycznych członów dofitowanych eksperymentalnie,
- model powłokowy, w którym w analogii do fizyki atomowej szukamy pewnego kształtu studni potencjału, tak aby 'liczby magiczne' odpowiadały pełnym powłokom ... dobrze pokazuje on czym jest mechanika kwantowa: modelem w którym szukamy prostej reprezentacji dynamicznego stanu stacjonarnego, upraszczając pełną strukturę i dynamikę.
W każdym razie w tych modelach nawet nie próbujemy szukać konkretnej struktury jądra, tylko zadowalamy się rozmytym termodynamicznym obrazem jak w teoriach macierzy losowych.
docent0, 12 listopada 2014, 19:42
Gdzieś mi się zapodziała „Fizyka jądra atomowego” Strzałkowskiego ale, że, ponieważ teraz jestem kucharzem to, też chciałbym zabrać głos w sprawie atomów. Otóż nie podoba mi się załamanie praw fizyki klasycznej w fizyce jądra atomowego, tak zwanej kwantowej.
Prof. Gryziński, jest słodkim miodem dla mojego serduszka. Wielkie siły potrzebne do rozbicia jądra atomowego tłumaczę sobie wielką zdolnością do pochłaniania energii przez wielką ilość stopni swobody cząstek elementarnych w jądrze atomowym. To jest tak, jakby strzelać ołowiem z pistoletu do solidnej pierzyny z puchu.
W Kościele Rzymsko-Katolickim są i dziś prorocy. Teraz nazywa się ich mistykami. Są wśród nich prawdziwi. Któryś z nich mówił, że powodem klęski fizyków jest upartość w badaniu dużych atomów, podczas gdy nasz rozum prędzej pojmie te najprostsze, jak zaczął badania prof. Gryziński.
Mam jeszcze zastrzeżenia do aparatury i do równań. Jeżeli czas i przestrzeń nie są relatywne, jeżeli prędkość cząstek może przekraczać prędkość światła, to poprawki relatywistyczne mogą zniekształcać wyniki rzetelnych pomiarów i zamiast stabilnego obrazu jądra atomowego mamy zakłócenia synchronizacji poziomej i pionowej jak w telewizorze Rubin ZSRR. To trzeba sprawdzić.
I jeszcze jedno. Jeżeli naukowcy pracujący w pokrewnych tematach są od siebie, tak izolowani, jak Wy od prac prof. Gryzińskiego….. Skoro nie można znaleźć żadnego komentarza w niektórych tematach…… to, o czym to świadczy? Ja kucharz, teraz, bo kiedyś inżynier….. No i jeszcze ta skleroza, no wiem, ale zapomniałem.
Soli Deo Gloria, z Bogiem.
docent0
Dziękuję za poprawienie, ale to nie był spam, proszę o zezwolenie aby tu wrócił, nawet jak kolega tego nie rozumie.