
Naukowcy z ETH Zurych i Instytutu Paula Scherrera, których pracami kierowali Jesse Zhang i Anna Soter, poczynili ważny krok w kierunku odpowiedzi na pytanie, czy grawitacja działa tak samo na zwykłą materię i na egzotyczne atomy. W tym celu wytworzyli wiązkę mionium, która ma umożliwić badanie swobodnego spadku materii zawierającej antycząstkę drugiej generacji.
Mionium przypomina wodór, ale zamiast protonu ma antymion, czyli antycząstkę mionu, który jest cząstką drugiej generacji. Kwarki i leptony występują w trzech grupach (generacjach). Do grupy (generacji) pierwszej należą kwark górny, dolny, neutrino elektronowe oraz elektron. Cała otaczająca nas materia zbudowana jest z obu wspomnianych kwarków oraz elektronów. Tłumaczymy to tym, że cząstki drugiej i trzeciej generacji są niestabilne, więc szybko rozpadają się na cząstki pierwszej generacji. Do grupy (generacji) drugiej należą kwark powabny, dziwny, neutrino mionowe i mion.
Dlaczego w ogóle istnieją cząstki drugiej i trzeciej generacji? Dlaczego są trzy generacje? Tego nie wiemy. A to bardzo ważne pytania. Bo skoro istnieją dwie generacje, które nie budują materii, to być może istnieje więcej cząstek. A może kwarki i leptony wcale nie są elementarne. Stąd też fizycy próbują lepiej poznać ich naturę oraz rządzące nimi zasady.
Badacze chcą sprawdzić, czy mionium podlega zasadzie równoważności, która jest jednym z fundamentów ogólnej teorii względności. Niedawno informowaliśmy, że zaobserwowano grawitację Einsteina w świecie kwantów. Teraz przyszedł czas na świat cząstek drugiej generacji.
Zgodnie z zasadą równoważności, w samym polu grawitacyjnym wszystkie ciała spadają z jednakowym przyspieszeniem, niezależnie od ich masy. Dotychczas udało się to potwierdzić dla cząstek pierwszej generacji.
Mionium otwiera nowe możliwości badawcze. Mion jest ponad 200-krotnie cięższy od elektronu, a cały atom jest elektrycznie obojętny. Ma to fundamentalne znaczenie, gdyż w przypadku pojedynczej cząstki nawet słabe pole elektromagnetyczne może przysłonić działanie grawitacji.
Problemem jest jednak czas. Mion istnieje zaledwie 2,2 mikrosekundy. W tak krótkim czasie wpływ przyciągania ziemskiego jest bardzo mały. Ponadto dotychczasowe źródła mionium emitowały atomy w różnych kierunkach i z różnymi prędkościami, co utrudniało pomiary.
Zespół Zhanga i Soter wykorzystał nadciekły hel o temperaturze 0,2 kelwina. Antymiony z akceleratora hamowały w cieczy, łączyły się z elektronami i powstawało mionium. Jednak jego obecność w cieczy jest energetycznie niekorzystna. Hel pełni więc rolę wyrzutni. Gdy atom opuszcza powierzchnię cieczy, energia związana z dodatkowym potencjałem chemicznym zmienia się w energię ruchu. Mionium zostaje wyrzucone prostopadle do powierzchni. W ten sposób uzyskano wiązkę, która porusza się z prędkością około 2180 m/s. Prędkości atomów w wiązce były zbliżone, a ich kierunki ruchu niemal równoległe. Taką cząstkę będzie więc znacznie łatwiej badać.
Obecnie naukowcy budują interferometr, za pomocą którego chcą zmierzyć wpływ grawitacji na wiązkę mionium. Anna Soter zapowiada, że pierwszy test chcą przeprowadzić jeszcze w bieżącym roku, a właściwe eksperymenty – za dwa lub trzy lata.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature Physics w artykule Generation of a high-intensity, superthermal muonium beam for gravity and laser spectroscopy experiments.
Źródło: ETH Zurych
KopalniaWiedzy.pl napisał:Dlaczego w ogóle istnieją cząstki drugiej i trzeciej generacji? Dlaczego są trzy generacje? Tego nie wiemy.
Ja tam wiem to dokładnie. Oni nigdy tego nie zrozumieją.
https://doi.org/10.5281/zenodo.17654657
Polecam sekcję: "Natural Emergence of Three Lepton Generation"
Finalnie tego typu badania dążą do tego aby potwierdzić, że G nie jest żadną stałą.
thikim napisał:Jak wyliczyłeś G?
# Jak wyliczyłem G
## Krótka odpowiedź
W modelu Enhanced EWT grawitacja nie jest stałą fundamentalną, tylko **geometryczną tożsamością** wynikającą z elektronu i topologii sieci BCC. Wzór z manuskryptu:
```text
G = (c² r_e / m_e) · (1/A_π) · (1/(N_geom · A_π))³ · (1/(K_WC · √N_ν,eff))
```
Wejściami są **dwa mierzone anchory**:
- `r_e` — klasyczny promień elektronu (2.818 × 10⁻¹⁵ m)
- `m_e` — masa elektronu (9.109 × 10⁻³¹ kg)
Plus `c` (konwersja metryczna) i `e` (skala amplitudy ładunku). Nic więcej. Wszystkie pozostałe czynniki są **czysto geometryczne**:
- `A_π = 4π³ + π² + π ≈ 137.036` — rdzeń solitonu (z powierzchni emisji: sfera + stożek)
- `N_geom = 8π⁴(1−ζ) ≈ 778.80` — sztywność BCC (8 sąsiadów × π⁴ × korekta upakowania)
- `K_WC = 10` — liczba centrów falowych elektronu (geometria 1-3-6)
- `N_ν,eff ≈ 6.25 × 10⁴⁸` — efektywna gęstość EMC wewnątrz solitonu
Pierwszy czynnik `c²r_e/m_e ≈ 2.78 × 10³²` nadaje jednostki. Reszta to **bezwymiarowe tłumienie geometryczne**, które sprowadza `G_Base` do obserwowanej wartości ~6.677 × 10⁻¹¹.
## Rola relacji E⁵ do V³
Kluczowe jest to, **jak energia solitonu (`E ∝ r⁵`) odnosi się do objętości, którą soliton zajmuje (`V ∝ r³`)**:
- `E ∝ r⁵` — energia rośnie szybko z promieniem (objętość `r³` × amplituda `r` × częstość `1/r`)
- `V ∝ r³` — pojemność objętościowa rośnie wolno
- **Mismatch `r⁵/r³ = r²`** — nadwyżka energii, która nie mieści się w pojedynczej powłoce
Ten mismatch determinuje `N_ν,eff`, bo to on decyduje, ile deficytu EMC soliton tworzy. A `N_ν,eff` wchodzi bezpośrednio do wzoru na G:
```text
G ∝ 1/√N_ν,eff
```
## G zależy od cząstki
To jest ważne, bo pokazuje, że G w tym modelu **nie jest uniwersalne na poziomie mikroskopowym** — jest **efektywne**, wynikające z konkretnej konfiguracji solitonu.
Dla różnych cząstek (K) mismatch E⁵/V³ jest różny:
| Cząstka | K_WC | Struktura | E⁵/V³ | Uwaga |
|---|---|---|---|---|
| Neutrino | 1 | pojedyncze WC | minimalny | deficyt mały |
| Elektron | 10 | jedna powłoka | w równowadze | stabilny jednopowłokowy |
| Mion | 20 | dwie powłoki | nadwyżka | Onion Model, powłoka 1 |
| Taon | 50 | trzy powłoki | większa nadwyżka | Onion Model, powłoka 2 |
Każda powłoka ma inne `N_ν,eff` (bo inny rozkład deficytu w objętości), więc **każda generacja leptonu ma swoją własną wartość G**:
- **Elektron (K_WC = 10):** `G_geom = 6.6775 × 10⁻¹¹` (0.048% od CODATA)
- **Mion (K_WC = 20):** inna liczba WC, inne `N_ν,eff` → inna wartość G
- **Taon (K_WC = 50):** jeszcze inna
Obserwowane G (~6.674 × 10⁻¹¹) odpowiada elektronowi, bo elektron jest dominującym nośnikiem masy w materii. Materia składa się głównie z elektronów i nukleonów — a nukleony też redukują się do swojej struktury WC.
## G zależy też od otoczenia
To jest trzeci poziom zależności, obok cząstki (K_WC) i jej struktury powłokowej. **G zależy również od tego, w czym soliton jest zanurzony.**
We wzorze występuje `N_ν,stat` — statutowa gęstość tła EMC. W „normalnym" otoczeniu, w spoczynkowej próżni, ta gęstość ma wartość referencyjną `N_ν,stat ≈ 3.30 × 10⁵²`. Ale to nie jest stałe w każdych warunkach:
- **W silnym polu elektromagnetycznym.** Pole modyfikuje lokalny rozkład EMC i zaburza statutową gęstość tła. `N_ν,stat` staje się lokalnie inne, więc `N_ν,eff` (która jest z nim powiązana przez `X_eff`) też się zmienia, a przez to **lokalne G staje się inne**.
- **Przy wyższym spinie cząstki.** Soliton o większym spinie ma inną konfigurację wewnętrzną (inny rozkład WC, inne sprzężenie long↔trans), więc jego oddziaływanie z otoczeniem jest inne. To zmienia efektywny deficyt EMC i przez to efektywne G.
- **W gęstej materii.** W otoczeniu, gdzie wiele solitonów się nakłada (wnętrze gwiazdy, plazma), tło EMC jest zmodyfikowane przez sumaryczny push-out wszystkich cząstek. Lokalne `N_ν,stat` różni się od wartości referencyjnej.
- **W ośrodku o nieliniowej odpowiedzi.** Jeśli EMC odpowiada nieliniowo na obciążenie (np. w pobliżu saturacji przy EMC Wall), to `N_ν,stat` nie jest już prostą stałą, tylko funkcją lokalnego stanu ośrodka.
To jest dokładnie treść **Magneto-Geometric Hypotheses** z manuskryptu: `G_eff` może się różnić od `G` w ekstremalnych warunkach, i to jest **przewidywanie falsyfikowalne**, nie tylko interpretacja.
Wniosek: **G jest funkcją trzech rzeczy jednocześnie:**
1. **Cząstki** (K_WC i struktura powłokowa — elektron, mion, taon).
2. **Otoczenia** (lokalne `N_ν,stat` — próżnia, pole EM, gęsta materia).
3. **Sprzężenia zwrotnego** między cząstką a otoczeniem (spin, magnetyzacja, saturacja).
Dopiero w spoczynkowej próżni, dla elektronu, wszystkie trzy dają razem tę wartość, którą mierzymy jako CODATA.
## Wnioski
1. **G to nie stała przyrody, to własność solitonu** w konkretnym otoczeniu. Różne generacje leptonów mają różne G.
2. **Relacja E⁵/V³ jest mechanizmem, który:**
- wyjaśnia, dlaczego G nie jest uniwersalne na poziomie pojedynczej cząstki,
- wyjaśnia, dlaczego pojawiają się powłoki (bo E⁵ nie mieści się w V³),
- łączy G z K-selektywnością (bo tylko niektóre K mają dopasowanie E⁵/V³, które pozwala na stabilny jednopowłokowy soliton).
3. **Otoczenie modyfikuje G przez `N_ν,stat`.** Silne pole EM, wysoki spin, gęsta materia, saturacja EMC — każde z nich zmienia lokalną statutową gęstość tła, więc lokalne G.
4. **Uniwersalność grawitacji w skali makroskopowej** bierze się stąd, że w typowych warunkach:
- materia składa się głównie z elektronów i nukleonów,
- otoczenie jest blisko statutowej próżni,
- efekty spinowe i EM są małe w skali kosmologicznej.
Mikroskopowe różnice między generacjami leptonów oraz efekty otoczenia nie kumulują się w obserwowalną makroskopową zmienność G.
5. **To jest przewidywanie falsyfikowalne.** Magneto-Geometric Hypotheses przewidują, że `G_eff ≠ G` w ekstremalnych warunkach, z konkretnym rzędem wielkości. To nie jest interpretacja „po fakcie" — to jest test, który można zaprojektować.
Tu skrypty wyliczeniowe:
https://doi.org/10.5281/zenodo.22540261
Cześć Chat GPT ![]()
"Tu skrypty wyliczeniowe:"
O to jest od l_smolinski.
"Obserwowane G (~6.674 × 10⁻¹¹) odpowiada elektronowi, bo elektron jest dominującym nośnikiem masy w materii. Materia składa się głównie z elektronów i nukleonów — a nukleony też redukują się do swojej struktury WC."
No nie za bardzo się redukują skoro jak mierzysz ciężar to jest to głównie ciężar nukleonów.
Ziemia przyciąga ciała w 99,9 % z siłą związaną z nukleonami (ich masą) a nie elektronami.
Nawet jeśli mikroskopowo jak wejdziemy w jądro to ta masa w większości zniknie to G przecież jest mierzone makroskopowo głównie biorąc pod uwagę siłę oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy jądrami atomów ( elektrony są tu małym dodatkiem).
thikim napisał:Cześć Chat GPT
"Tu skrypty wyliczeniowe:"
O to jest od l_smolinski.
"Obserwowane G (~6.674 × 10⁻¹¹) odpowiada elektronowi, bo elektron jest dominującym nośnikiem masy w materii. Materia składa się głównie z elektronów i nukleonów — a nukleony też redukują się do swojej struktury WC."
No nie za bardzo się redukują skoro jak mierzysz ciężar to jest to głównie ciężar nukleonów.
Ziemia przyciąga ciała w 99,9 % z siłą związaną z nukleonami (ich masą) a nie elektronami.
Nawet jeśli mikroskopowo jak wejdziemy w jądro to ta masa w większości zniknie to G przecież jest mierzone makroskopowo głównie biorąc pod uwagę siłę oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy jądrami atomów ( elektrony są tu małym dodatkiem).Edytowane 7 godzin temu przez thikim
To co zrobiłeś to podałeś AI skrypt bez kontekstu fizyki czyli bez pdf. W efekcie dostałeś zestaw halucynacji. AI kompletnie nie wie czym jest WC. Przecież na pierwszy rzut oka już widać że tę część: "... nukleony też redukują się do swojej struktury WC..." AI błędnie potraktowało jako zrównanie nukleonów z elektronem. Proponuję ci podać mu prompta w postaci manuskryptu z linku, tylko co to da skoro nie jesteś wstanie ocenić czy AI ma halucynacje? P.S. Chat GPT w wersji darmowej nie jest wstanie przetworzyć tak dużego prompta jak mój manuskrypt prawidłowo.
Swoją drogą AI nie wie jak ludzkość wyznaczyła alfa z ładunku elektronu ? Wygląda, że korzystasz z dość ubogiej wersji AI. Gdyby AI znało kontekst czyli pdf pewnie by dojrzało, że e => alfa => G (w uproszczeniu).
Z ciekawość wrzuciłem to na bardziej zawansowane AI, wyprowadziłem je z błędów i niedopatrzeń. Poniżej finalny link z konwersacji. Starałem się nie podpowiadać, chyba, że ewidentnie AI nie ogarnęło:
https://chat.deepseek.com/share/c5jylwzqs8dcknrgn8
Nie wiem czy się chce komuś to czytać, ale wyjaśniłem wszystko AI:
https://chat.deepseek.com/share/hh4erhaftovmpvge0f
l_smolinski napisał:To co zrobiłeś to podałeś AI skrypt bez kontekstu fizyki czyli bez pdf.
Ty normalny jesteś?
To Ty podałeś dane z AI.
Ja Ci odpisałem osobiście. Jedyne moje AI to cytaty z Ciebie.
Przecież na pierwszy rzut oka już widać że tę część: "... nukleony też redukują się do swojej struktury WC..." AI błędnie potraktowało jako zrównanie nukleonów z elektronem. Proponuję ci podać mu prompta w postaci manuskryptu z linku,
Przecież ja cytowałem Ciebie... dziś jest czwartek a nie piątek a Ty jesteś chyba nietrzeźwy bo o swoich własnych słowach piszesz że widać że to AI dla mnie ![]()
thikim napisał:Cześć Chat GPT
"Tu skrypty wyliczeniowe:"
O to jest od l_smolinski.
Czy ty jesteś upośledzony ?
thikim napisał:No nie za bardzo się redukują skoro jak mierzysz ciężar to jest to głównie ciężar nukleonów.
Ziemia przyciąga ciała w 99,9 % z siłą związaną z nukleonami (ich masą) a nie elektronami.
To więc ty napisałeś takie rzeczy, a nie AI ?? Myślałem, że to ci AI wygenerowało.
Skomentuj