Conlanger

Canis

No właśnie, taki trochę prywatny temat.
Siedzę w językach, ale moje pierwsze pasje życiowe były związane z przyrodą: astronomią, fizyką, chemią, optyką, akustyką i tak dalej. To są rzeczy, które pomogły mi nauczyć się dobrze rysować. Świat można określać pokazując zjawiska - i do pewnego stopnia tak się robi. Problem w tym, że po przekroczeniu pewnej granicy kończy się opowiadanie "co się dzieje", a zaczyna matematyka. I tu mam blokadę. Którą ruszam powoli i po swojemu, w tym temacie wolę ją zupełnie ominąć - tak, jak to możliwe.
Na szczęście mam zmysł proporcji...

Osoby orientujące się proszę o pomoc oraz zweryfikowanie moich domysłów Smile

Pytanie numer jeden, na które nie mogę nigdzie znaleźć odpowiedzi.
Jest seria elementarnych cząstek, które tworzą nasz świat. Należą do nich proton (p+), neutron (n) i elektron (e-), ale i cała masa innych cząstek różniących się masą, itp.
ALE: dwa zielone klocki LEGO ułożone jeden na drugim nie zrobią jednego niebieskiego. Tymczasem w mikroskali coś takiego wydaje się dziać. Dodanie jednego protonu do jądra atomu powoduje dramatyczną zmianę właściwości danej substancji.

Długo pytałem i nikt nie potrafił mi na to intuicyjnie odpowiedzieć, nie stosując się do wielkości matematycznych (a raczej - nie ograniczając się WYŁĄCZNIE do nich, bez wyjaśnień), które dla mnie są dość abstrakcyjne. Dopiero po długim czasie i poszukiwaniu zacząłem mieć podejrzenie, że może chodzić o obrót cząstki.

W końcu jak jest obiekt, który się obraca z przeróżną siłą i kierunkiem, do tego mającym masę, to faktycznie - efekty reakcji z innymi obiektami mogą być przeróżne, zwłaszcza, że obrót to jedno, ale cząstki też pędzą w jakimś kierunku (pchane choćby przez grawitację) i drżą w wyniku temperatury i ciśnienia. Czy ten domysł jest prawdziwy?

--------
Druga zagwozdka: co to jest spin i czym się różni od izospinu?
Spin jest obrotem cząstki, którego kierunku nie można dokładnie określić, bo to wymagałoby jakiegoś odniesienia (tak jak Ziemia obraca się tak, a nie inaczej, bo odnosimy się do Słońca, a obrót Słońca do galaktyki, itd.), poza tym jest to niesprawdzalne, bo te cząstki są za małe i za szybko się poruszają. Ale czym jest izospin?
Tylko bez odpowiedzi typu "liczba kwantowa". Mówmy o materii, a nie o narzędziach do ich określania. Interesują mnie rzeczywiste zjawiska, wyjaśniane w intuicyjny sposób.
--------
Trzecia zagwozdka: skoro neutron jest cząstką zbudowaną z kwarków, to jakim cudem po 15 minutach rozpada się na proton, elektron i neutrino elektronowe?

I od czego to zależy, że po 15 minutach? Od prędkości obrotu (a ta z kolei nie jest przypadkiem stała dla takich cząstek?)?

-------
Czwarta zagwozdka: powiedziano, że długość Plancka jest najmniejszą jednostka odległości mającą sens fizyczny. Dlaczego?

bandziol20

Ech... fizyka - moja pięta achillesowa, dość powiedzieć, że w szkole miałem z tego ledwo "dopuszczający", choć się wzorków nawkuwałem co niemiara. Cool

spitygniew

Canis

bandziol20

Nie wiem, może chodzi o "lewość" wewnętrznie odnoszoną, jako ruch wedle siebie, wtedy odpada ten problem z punktem widzenia obserwatora. Jak np. moje prywatne lewe oko jest dla pozostałych obserwatorów prawym (no chyba, że stanie na głowie Wink

). Ale to już moje czyste dywagacje.
No spytałem, bo w starym numerze Polityki z 1995 roku zaintrygowało mnie taki ustęp :

Feles

BartekChom

spitygniew

Silmethúlë

Co do porównania z klockami lego:

Jeśli dorzucisz kilka protonów do atomu, to właściwości samych protonów też nie zmienisz. Tak jak klocków.

Jeśli dorzucisz proton do atomu, zmieniasz jego właściwości - zupełnie jakbyś rozbudował jakimiś klockami większą budowlę.

Zatem analogia jak najbardziej jest. A że ty upatrujesz się zmiany właściwości jakichś pojedynczych klocków, to twój błąd - właściwości pojedynczych cząstek się nie zmieniają.

Natomiast to, że kwark dolny może się zmienić w kwark górny plus kilka innych cząstek - cóż, wynika to z równoważności masy i energii (co opisuje znane równanie Einsteina). Cała materia jak i energia we Wszechświecie (a przynajmniej widoczna przez nas, ciężko cokolwiek powiedzieć o ciemnej materii/energii) jest przejawem tego samego zjawiska i może się wzajemnie w siebie przeistaczać. Zatem każda cząstka, jeśli ma odpowiednio wysoką energię (jest odpowiednio mocno rozpędzona), może się zmienić w dowolną ilość dowolnych cząstek, tyle że ich wspólna energia musi się zmniejszyć o tyle, o ile przybyło masy.

Ponieważ w fizyce kwantowej praktycznie wszystko jest możliwe, nie można wykluczyć, że np. foton o odpowiedniej energii zmieniłby się nagle w żyjącego kota. Tyle tylko, że takie zjawiska mają bardzo małe prawdopodobieństwo. Mimo, że wszystko dzieje się losowo, to jednak zjawiska te podlegają pewnym prawom określającym ich prawdopodobieństwo, stąd pewne konkretne rozpady spotykane są o wiele częściej niż inne, i zazwyczaj z konkretnym ustalonym średnim czasem rozpadu (co nie znaczy, że wszystkie cząstki rozpadają się po takim samym czasie).

Canis

Ten temat jest dla mnie bezcenny, tyle rzeczy się wyjaśniło. W wielu sprawach byłem w błędzie Very Happy

Ale niestety nikt nie odpowiedział satysfakcjonująco na moje pytanie o izospin.

Feles

Viego

Silmethúlë

spitygniew

Wiem, że nie powinienem się tu odzywać, ale nie mogę się powstrzymać.

Aha, czyli w Matriksie to była prawda. Nic nie istnieje, wszystko jest najwyżej "falą prawdopodobieństwa". Sorry, ale z tego co mi się wydaje, oznaczałoby to, że gdzieś taki np. elektron się jednak znajduje - tylko że na naszym poziomie techniki i z obecnymi możliwościami pomiaru nie potrafimy jego miejsca dokładnie określić. A piszecie tak, jakby ta cała fala była czymś rzeczywistym.

Wiem że tworzę taoistyczną fizykę, ale muszę przyzna, że mnie to ciekawi i z chęcią się dokształcę. Ale wyjaśnijcie mi jedno: jak to możliwe, że na lekcjach fizyki w szkole spałemm, a ten temat czytam z zainteresowaniem, mimo że połowy rzeczy nawet nie rozumiem?

Silmethúlë

Prawdopodobieństwo znalezienia się w danym miejscu oznacza tyle, co prawdopodobieństwo, że cząstka/fala będzie oddziaływać tak, jakby faktycznie znajdowała się punktowo w danym miejscu.

W przypadku większości obserwowanych zjawisk (szczególnie tych obserwowanych na co dzień...) nie ma znaczenia, czy wykryjemy cząstkę w jednym miejscu, czy 1 pikometr dalej. Stąd możemy traktować owe de facto fale prawdopodobieństwa jako cząstki, tak je interpretować i nawet opisywać matematycznie.

Problemy się pojawiają przy zjawiskach np. interferencji, które można wytłumaczyć jedynie traktując materię jako fale prawdopodobieństwa. Stąd pojawia się termin "dualizm korpuskularno-falowy".

Za pojedynczą falę prawdopodobieństwa opisaną równaniem Schrödingera uznaje się każdą cząstkę elementarną, kwantową, niepodzielną (wg aktualnej wiedzy) - fotony, elektrony, neutrina, kwarki...

W przypadku cząstek bardziej złożonych (jak choćby protony), mamy złożenie kilku fal, na dodatek wpływających na siebie oddziaływaniami, które, można by rzec (wchodzę w taoistyczną fizykę...), stabilizują trochę te fale prawdopodobieństwa. Efekt jest taki, że opisywanie zachowania protonu jest dużo łatwiejsze jako pojedynczej niepodzielnej cząstki, a typowo falowe zjawiska praktycznie nie są obserwowane, więc nie przeszkadzają (stąd raczej nie mówi się o korpuskularno-falowej naturze protonu...).

Chociaż ciągle - my wszyscy, i wszystko co widzimy wokół nas, to fale prawdopodobieństwa. Probabilistyczny model matematyczny opisujący jakie oddziaływania powinny i nie powinny zajść (ale nie nie mogą - wszystko jest możliwe, tylko prawdopodobieństwo wystąpienia niektórych zdarzeń jest takie, że powinny one występować rzadziej niż raz na milion długości czasu istnienia Wszechświata...).