Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zmierzyć stałą struktury subtelnej

Tylko warto przypomnieć że ta "stała" nie jest stała: https://en.wikipedia.org/wiki/Coupling_constant#Phenomenology_of_the_running_of_a_coupling

Quote

An example is quantum electrodynamics (QED), where one finds by using perturbation theory that the beta function is positive. In particular, at low energies, α ≈ 1/137, whereas at the scale of the Z boson, about 90 GeV, one measures α ≈ 1/127.

Czyli po pierwsze zmienia się z energią np. dla bardzo bliskich naładowanych cząstek, też np. hipotetyzuje/szuka się zmiany z czasem - czy zaraz po Wielkim Wybuchu nie była trochę inna?

Ta deformacja Coulomba dla bardzo małych odległości wychodzi też z modeli solitonowych - wynikając z regularyzacji/deformacji pola elektrycznego ładunku tak żeby jego energia nie przekraczała masy elektronu 511keV (dla idealnego punktowego ładunku ta energia jest nieskończona): https://arxiv.org/pdf/2210.13374

Czyli intuicyjnie: dla idealnych punktowych ładunków mielibyśmy idealnego Coulomba, ale i nieskończoną energię pola elektrycznego - naprawienie drugiego wprowadza deformację w pierwszym: tzw. "running coupling".

Nie wiem jak to zrobiłeś ale zdołałeś dojść do idealnego punktowego ładunku elektrycznego i nieskończoności  Chyba każdy ma swoje koniki.
Ale żeby zmieniać α  musisz zmienić któryś z parametrów ją tworzących. 
Co według Ciebie się zmienia? c czy q czy h?
c to właściwość czasoprzestrzeni
h to właściwość pól kwantowych
q ? - właściwość konkretnie pola elektronowego?
Ja nie byłbym pewien czy jest niestała. 
Wracając do punktowego ładunku - nie za bardzo wiem z czym walczysz. Wszyscy zdają sobie sprawę że ten ładunek nie jest punktowy bo nie może być punktowy chociażby w konsekwencji że elektron to wzburzenie pola elektronowego zajmujące pewien obszar - co do zasady obszar do nieskończoności z szybko malejącą amplitudą od miejsca które nazywamy położeniem tego elektronu.
Natomiast punktowość ma tu tylko podkreślić że nie mierzymy żadnej jego struktury wewnętrznej ale to ma sens tylko z cząstkowego punktu widzenia oraz ta punktowość świetnie się sprawdza w obliczeniach. Może to też kwestia przyzwyczajenia?

Stała struktury subtelnej (coupling constant) zmienia się w bardzo wysokich energiach, hipotetyzują że aż do unifikacji - podałem Wikipedię, poszukaj "running coupling" to jest pełno artykułów.

Oznacza to że siła Coulomba jest zdeformowana dla bardzo małych odległości - troszkę silniejsza niż dla idealnych punktowych ładunków.

Idealne punktowe ładunki nie mają też sensu z powodu nieskończonej energii pola elektrycznego - trzeba "odjąć tą nieskończoność", co ręcznie robi się w procedurze renormalizacji perturbacyjnego QFT ... niezbyt lubianej np. przez:

Dirac: “I must say that I am very dissatisfied with the situation because this so-called ’good theory’ does involve neglecting infinities which appear
in its equations, ignoring them in an arbitrary way. This is just not sensible mathematics. Sensible mathematics involves disregarding a quantity when it is small
– not neglecting it just because it is infinitely great and you do not want it!. ”

Feynman: “The shell game that we play is technically called ’renormalization’. But no matter how clever the word, it is still what I would call a dippy process!
Having to resort to such hocus-pocus has prevented us from proving that the theory of quantum electrodynamics is mathematically self-consistent. It’s surprising that the
theory still hasn’t been proved self-consistent one way or the other by now; I suspect that renormalization is not mathematically legitimate.”

Więc wypadałoby się zapytać "gdzie odejmujemy tą nieskończoność" jako gęstość odejmowanej energii - pytanie o regularyzację pola elektrycznego do skończonej energii.

Jeśli się to zrobi to z tej deformacji pola dostajemy poprawki jak w tym running coupling: https://arxiv.org/pdf/2210.13374

ps. Eksperymentalne argumenty na rozmiar elektronu: https://physics.stackexchange.com/questions/397022/experimental-boundaries-for-size-of-electron

Ale Jarek. Ja Ci napisałem że ładunki punktowe sa bez sensu a Ty w odpowiedzi piszesz że są bez sensu
Tak to jest tylko pozór że się dogadujemy
Co do stałej - nie wiem czy się zmienia bo co zmierzono to zależy od procedury pomiarowej którą zaburzyć może wiele innych czynników.
Jak z Ziemią, inaczej jej masę będziesz mierzył z daleka a inaczej na powierzchni. Z daleka to jest kula masy (niemal w punkcie) a na powierzchni musisz już kształt uwzględnić. Inaczej wyjdzie inna masa.
Jeśli ktoś zakłada ładunek punktowy to mu może wyjść zmiana stałej subtelnej w praktyce - ale przecież Ty nie zakładasz ładunku punktowego - więc powinieneś i ostrożniej podchodzić do zagadnienia zmiany stałej subtelnej.
Przyznam nie zrozumiałem Twojego przejścia od  "nieskończonej gęstości pola elektrycznego" która jest naturalnym efektem założenia o punktowości - do renormalizacji rachunku perturbacyjnego co ma chyba inne źródło niż nieskończoności pola elektrycznego.

5 godzin temu, thikim napisał:

do renormalizacji rachunku perturbacyjnego co ma chyba inne źródło niż nieskończoności pola elektrycznego

Jeśli potraktujesz "elektron" jako całkę wszystkich możliwych stanów (historii/trajektorii) pola w danym obszarze (4D), to sens (źródło) będzie taki sam.

thinkim, to jest bardziej subtelna spawa więc rozwinąłem - ogólnie mainstream przyjmuje że jest punktowy, m.in. z powodu matematycznych trudności rozważania niepunktowych obiektów w perturbacyjnym QFT.

W niepunktowości elektronu nie chodzi o strukturę partonową jak bariony z 3 kwarków, tylko o deformację pola EM do skończonej energii - nie może przekraczać 511keV energii uwalnianej podczas anihilacji elektronu, a taką dostajemy całkując energię pola elektrycznego od ok. 1.4 fm - wycinając dziurę o takim promieniu dookoła elektronu.

Ta deformacja jest robiona ręcznie jako hokus-pokus w procedurze renormalizacji - odejmującej nieskończoną energię. Pytając się gdzie konkretnie odejmuje tą energię w porównaniu z idealnym punktowym ładunkiem, okazuje się że trzeba na obszarze o skali femtometrowej (przynajmniej zakryć powyższą dziurę) - co w dołączonym arxivie grupy Fabera daje zgodność z efektem "running coupling".

Jeszcze zebrane z https://physics.stackexchange.com/questions/397022/experimental-boundaries-for-size-of-electron

3 godziny temu, ex nihilo napisał:

Jeśli potraktujesz "elektron" jako całkę wszystkich możliwych stanów (historii/trajektorii) pola w danym obszarze (4D), to sens (źródło) będzie taki sam.

A nie bardziej renormalizacja bierze się z nieskończonej ilosci sumowań niż z nieskończonej wartości pola elektrycznego? 
Nieskończoność pola bierze się w tym wypadku z punktowości a całka trajektorii w 4D - co ma z punktowością wspólnego?  to jest przecież zjawisko obszarowe.

2 godziny temu, Jarek Duda napisał:

thinkim, to jest bardziej subtelna spawa więc rozwinąłem - ogólnie mainstream przyjmuje że jest punktowy, m.in. z powodu matematycznych trudności rozważania niepunktowych obiektów w perturbacyjnym QFT.

W pełni zgoda - poza tym "thinkim"
Ale przyjmuje do obliczeń - a nie jako wiarę w to że to ma fizyczny sens.

BTW. Co to za 3 nowe i mniejsze cięższe fermiony formujące elektron?

Nie rozumiem ( od kiedy Penrose słuchając Kaiku - niemal cały czas mówił że nie rozumie - spodobało mi się też tak mówić )
 

Jesteśmy praktycznie pewni że nie ma np. 3 partonów budujących elektron i nikt tego nie twierdzi (argumenty są tylko i wyłącznie za deformacją pola elektrycznego żeby nie przekraczało energii elektronu) ... ale na takiej hipotezie jest oparty podstawowy argument o rozmiarze elektronu - dość popularny, z "g-factor".

To rozumowanie wzięło się z pracy Dehmelta z 1988 (obrazek poniżej, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016/pdf ) - dostał Nobla za zmierzenie g-factor elektronu, chciał podnieść wagę tego osiągnięcia sugerując że można z niego wywnioskować rozmiar elektronu.

Mianowicie założył że elektron jest zbudowany z 3 partonów i porównał z protonem (3 kwarki) i trytonem (3 nukleony) - wykres poniżej, g-2 w poziomie, rozmiar w pionie.

Gdyby dopasował prostą to wyszedłby mu ujemny rozmiar ... więc dopasował parabolę do 2 punktów.

Ekstrapolując parabolą z 2 punktów możemy dostać jakąkolwiek wartość chcemy - absolutna bzdura, a jednak dalej wiele osób bezkrytycznie używa tego argumentu - wręcz na nim jest zbudowana wiara w punktować elektron (innych nie ma: https://physics.stackexchange.com/questions/397022/experimental-boundaries-for-size-of-electron )

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

Mianowicie założył że elektron jest zbudowany z 3 partonów

No to się jednak kłóci z tym że:

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

nikt tego nie twierdzi

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

wręcz na nim jest zbudowana wiara w punktować elektron

Ale wydawało mi się że to już wyjaśniliśmy. Nie ma takiej wiary. Jest tylko takie założenie z powodu wygody i chęci uniknięcia pytań o strukturę wewnętrzną. Tylko tyle.
W QFT twierdzenie o punktowości jakiejkolwiek cząstki elementarnej jest pytaniem bez sensu. Pole może mieć punktowo jakąś wartość. Ale zaburzenie pola jakim jest cząstka nie jest nigdy punktowe. Ale punktowo łatwiej się modeluje. Ale to też są tylko modele - z powodu uproszczeń takich jak rachunek perturbarcyjny - nie mogące odzwierciedlać rzeczywistości.

Jeszcze raz: nikt tutaj nie twierdzi struktury partonowej elektronu, za to są argumenty na deformację pola do skończonej energii, np.:
- podczas anihilacji uwalniane jest 511keV - nieskończona energia pola elektrycznego nie ma sensu,
- patrząc na zderzenia elektron-pozytron i ekstrapolując do energii spoczywających dla usunięcia skrócenia Lorentza, dostajemy rozmiar ~2fm,
- idealne punktowe ładunki miałyby idealne oddziaływanie Coulomba - zamiast tego jest deformacja "running coupling", zgadzająca się z deformacją/regularyzacją pola.

5 minutes ago, thikim said:

Jest tylko takie założenie z powodu wygody i chęci uniknięcia pytań o strukturę wewnętrzną.

Niestety jest gorzej - wśród mainstreamowych fizyków wręcz zakaz zadawania tego typu pytań, np. "jaka jest średnia gęstość energii w danej odległości od elektronu?" - asymptotycznie ~1/r^4, ale w zerze trzeba zdeformować dla uniknięcia nieskończonej energii.

Ale ten zakaz - owszem na wyrost - jest bardziej taką umową związaną z tym że to do niczego edukacyjnie nie prowadzi.
Po prostu w QFT rozmowa o rozmiarach w ogóle nie ma sensu. Ani o punktach ani o kulkach. Ani o partonach.
Co do rozmów z fizykami - zależy gdzie i kiedy.
Nie za bardzo w sumie wiem co chcesz deformować. Pole przecież nie jest ani punktem ani nawet kulką. Co gorsza nawet określenie jego skończonej wartości w danym punkcie może być problematyczne ze względu na to że rzeczywistość może mieć wywalone na "punktowość".
Oddziaływanie Coulomba świetnie się sprawdza ale podobnie jak mechanika newtonowska - ma swoje ograniczenia. Takim ograniczeniem są skale rzędu fm. 
BTW. Mechaniki newtonowskiej także nie sprawdzałeś dla fm, ani nawet dla mikrometrów więc nie wiadomo co tam się dzieje, chociaż najpewniej problemy z grawitacją pojawiają się w jeszcze mniejszych skalach.
Wszelkie odstępstwa od Modelu Standardowego - łatwo można wyjaśnić tym że po prostu na 20-stym miejscu po przecinku wchodzi w grę coś co będzie w równaniach modelu po prostu dodatkowym składnikiem o małym wpływie na cokolwiek.
I co to zmieni? Nie wiele.
Jak coś wpływa na 20-ste miejsce po przecinku (notacja naukowa) to i na rzeczywistość wpływa w takiej samej znikomej skali.

Zadałem pytanie "jaka jest średnia gęstość energii w danej odległości od elektronu?" (asymptotycznie rho(r) ~ 1/r^4, pytanie co z r -> 0?)

Jest to poprawnie postawione pytanie, trudno sobie wyobrazić bardziej podstawowe w kwestii zrozumienia elektronu ... jednak chyba dalej nikt nie wie?

Deformować pole elektryczne: E~1/r^2, tak żeby jego energia nie całkowała się do nieskończoności, tylko co najwyżej do masy elektronu: 511keV.

Deformuje siłę Coulomba w małych odległościach efekt running coupling.

No i masz odpowiedź że:
w większych skalach masz prawo Coulomba które w mniejszych skalach musi być modyfikowane zgodnie z QFT.
Tak - można to nazwać deformacją siły Coulomba. Ale już nazwanie tego deformacją pola jest nadużyciem słownym.
Nie znam modelu w którym pole byłoby punktowe czyli miało całą energię w jednym punkcie i wymagałoby deformacji. Pola to obszary a nie punkty.

1 minute ago, thikim said:

w większych skalach masz prawo Coulomba które w mniejszych skalach musi być modyfikowane zgodnie z QFT

Jak konkretnie, poproszę wzór na średnią gęstość energii w odległości r: rho(r) = ?

Nie wydaje mi się aby ktokolwiek na świecie znał taki wzór. 
Jak przypuszczam trzeba by dokładnie rozwiązać równania modelu standardowego a tego nikt nie umie zrobić w sposób dokładny. To raz. 
Drugi problem że na tych odległościach wszystko się rozmywa w zasadzie nieoznaczoności i ma charakter probabilistyczny.
Może z tych powodów jest taka niechęć do zajmowania się tym problemem.

Odnośnie rozmywania się, specjalnie użyłem słowa "średnią" energię - należy uśrednić po takich rozmyciach, dalej powinna się całkować co najwyżej do masy: 511keV.

38 minutes ago, thikim said:

Nie wydaje mi się aby ktokolwiek na świecie znał taki wzór. 

That's my point - z jednej strony fizycy twierdzą że praktycznie wszystko już wiedzą, z drugiej zadać absolutnie podstawowe pytanie i cisza ...

Podobne pytanie jest odnośnie fotonu - niby jest to fala elektromagnetyczna, ale zapytać się np. o jej rozmiar (dystrybucję energii), czas trwania ... znowu cisza.

Na szczęście już mierzą takie czasy, więc może to się zmieni - np. 21 attosekund opóźnienia fotoemisji: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1189401

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

"jaka jest średnia gęstość energii w danej odległości od elektronu?"

Fizycy nauczyli się że nie każde pytanie ma sens, to nie poezja. Należy pytać o wyniki eksperymentów fizycznych.
Co do energii to już w liceum można się było nauczyć, że potencjał można zmieniać o stałą bez zmiany wyników eksperymentów, 0 w nieskończoności to konwencja.

3 godziny temu, Jarek Duda napisał:

Jest to poprawnie postawione pytanie,

Nie, nie jest. Poprawność gramatyczna nie oznacza że pytanie ma znaczenie fizyczne.

2 godziny temu, Jarek Duda napisał:

That's my point - z jednej strony fizycy twierdzą że praktycznie wszystko już wiedzą, z drugiej zadać absolutnie podstawowe pytanie i cisza ...

To nie jest podstawowe pytanie. Rozwój fizyki nie prowadzi do sytuacji w której będzie w stanie powiedzieć ile diabłów mieści się na łepku szpilki.

30 minut temu, peceed napisał:

Fizycy nauczyli się że nie każde pytanie ma sens, to nie poezja. Należy pytać o wyniki eksperymentów fizycznych.

Czasem przychodzi mi do głowy, że w XIX wieku fizycy na pytanie, dlaczego Słońce wydziela tyle energii, ile wydziela, też odpowiadali w podobny sposób. Bo potrafili policzyć (tak przypuszczam), że żadna znana im reakcja chemiczna/fizyczna nie wystarcza do wyjaśnienia tego.

A starożytni Grecy może też wykoncypowali jakiś wykręt na temat tego, że potarty bursztyn przyciąga drobne przedmioty (niezupełnie taki, bo tu akurat mieli możliwość robienia eksperymentów, niemniej jednak uznali, że nie warto na to tracić czasu).

Tak że nie wiem, czy na pewno ma sens takie podchodzenie do sprawy.

27 minut temu, darekp napisał:

Czasem przychodzi mi do głowy, że w XIX wieku fizycy na pytanie, dlaczego Słońce wydziela tyle energii, ile wydziela, też odpowiadali w podobny sposób. Bo (tak przypuszczam) potrafili policzyć, że żadna znana im reakcja chemiczna/fizyczna nie wystarcza do wyjaśnienia tego.

Ale wyemitowana energia jest obserwablą, natomiast gęstość energii - nie.

27 minut temu, darekp napisał:

Tak że nie wiem, czy na pewno ma sens takie podchodzenie do sprawy.

No cóż. Od 1924 do 1944 dzięki odkryciu MK wytłumaczono wszystkie istniejące do tej pory zjawiska fizyczne oraz chemię, pozbyto się paradoksów. Rozwinięto astrofizykę (cykl węglowy, granica Chandrasekara), stworzono też broń jądrową.
Porównajmy to do "modeli solitonowych" i "lepszego zrozumienia" .
Żal.
Kolega Jarek nie rozumie, że każda minuta jaką spędza próbując zajmować się fizyką to strata netto dla ludzkości
Trzeba zajmować się rzeczami które się ogarnia.

17 minut temu, peceed napisał:

No cóż. Od 1924 do 1944 dzięki odkryciu MK wytłumaczono wszystkie istniejące do tej pory zjawiska fizyczne oraz chemię, pozbyto się paradoksów.

No... a jak się ma zgodność mechaniki kwantowej z OTW? Zawsze słyszałem, że są sprzeczne i potrzebna jest nowa teoria, której jak do tej pory nikt nie wymyślił (o, pardon, gdzieś czytałem, że jest kilka/kilkanaście możliwości do wyboru i tylko trzeba by eksperymentalnie sprawdzić, która jest ta "prawdziwa", zgodna z doświadczeniem).

P.S. Znaczy jakoś nie chce mi się wierzyć, że mamy takie szczęście, że urodziliśmy się akurat w czasach, gdy wszystko już odkryto, co było do odkrycia.

1 minutę temu, darekp napisał:

Zawsze słyszałem, że są sprzeczne

W jakim sensie? MK to framework do budowania prawidłowych teorii fizycznych, które muszą być kwantowe. OTW to wciąż teoria klasyczna prawidłowo opisująca wszechświat w dużych skalach. Teoria strun to jedyna znana teoria kwantowa która opisuje grawitację w sposób zgodny z OTW.

17 minut temu, peceed napisał:

W jakim sensie?

Szczerze mówiąc, nie wiem, trudno znaleźć jakieś omówienie/wyjaśnienie na czym właściwie ta sprzeczność polega.

17 minut temu, peceed napisał:

Teoria strun to jedyna znana teoria kwantowa która opisuje grawitację w sposób zgodny z OTW.

Z tego nie wynika, że prawdziwa, wielu fizyków się od niej dystansuje, mówi, że jej nie zna, gdzieś pobrzmiewa w ich wypowiedziach chyba taka myśl, że teoria strun to za dużo spekulacji i że nie można ich potwierdzić doświadczalnie (przynajmniej przy naszych możliwościach technicznych).

27 minut temu, darekp napisał:

gdzieś pobrzmiewa w ich wypowiedziach chyba taka myśl, że teoria strun to za dużo spekulacji

Podstawowy problem jest taki, że jeśli przeciętne IQ na wydziale fizyki wynosi 130, to do uprawiania teorii strun w praktyce potrzeba 150 wzwyż.
A że niewielu fizyków przyzna, że są zbyt tępi aby rozumieć fizykę na najwyższym poziomie, więc muszą pojawiać się inne "racjonalizacje". Taka jest natura ludzka.

Teoria która jest logicznie nieunikniona nie jest "spekulatywna", a do teorii strun prowadziły bardzo standardowe rozumowania, ludzie chyba zapomnieli że to był czysty "mainstream" przyjmowany bez żadnych kontrowersji.

8 godzin temu, thikim napisał:

od kiedy Penrose słuchając Kaiku - niemal cały czas mówił że nie rozumie - spodobało mi się też tak mówić

Penrose jest znany z niskiej inteligencji. To klasyczny przypadek tzw. genialnego idioty.

Oczywiście mając na uwadze odpowiedni punkt odniesienia i skalę jego osiągnięć 
 

No cóż, energia to jedynie abstrakcyjna funkcja stanu układu, obserwujemy fotony, choć te rónież są bytem abstrakcyjnym w gruncie obserwowanym pośrednio...