ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Максим Борисов / Запись

СТЕРИЛЬНЫЕ НЕЙТРИНО

borisov
18.04.2006
14:18
Написал вот это:
http://grani.ru/Society/Science/m.104597.html
Первые звезды были зажжены стерильными нейтрино
Может быть и запоздало (прервался вдруг чуть ли не на месяц)

Но осталось недоумение: у меня вроде бы было впечатление, что теория ограничивает количество типов нейтрино тремя-четырьмя (плюс антинейтрино). Вроде тогда и выходит, что к трем уже открытым присоединяются стерильные - и все... А тут речь явно идет о нескольких типах стерильных, причем их количество как-то не определено... Насколько это все в рамках мэйнстрима?
Есть, собственно и еще недоумения, но их я уже как бы и не решаюсь сразу озвучить, боясь показаться слишком наивным :-)
Хотя вот например: такое ощущение, что под "стерильным" нейтрино некоторые подразумевают не дополнительный тип нейтрино, а результат смешивания: солнечное электронное нейтрино осциллирует в мюонное и становится недоступным для регистрации обычными методами - только и всего...
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

18.04.2006 14:49#
sergepolar
Стерильные нейтрино
Маленькое техническое замечание.
"генерация звезд" - лучше "поколение звезд".

Идея и уних в самом деле странная, но люди компетентные, совсем ерунды не напишут (наверное).
Я мельком просмотрел сейчас статью.
Вроде все там хорошо.
Я, честно говоря, не знал, что есть проблема с тем, как достаточно молекулярного водорода сформировать на больших z.
18.04.2006 15:36#
borisov
Стерильные нейтрино
> "генерация звезд" - лучше "поколение звезд".

исправлю :-)
а звучит красиво - "генерация" :-)

Ну вот у меня вроде как тоже нет ощущения, что люди некомпетентные, ну может так излишне ярко подают что-то... Ну и видимо несколько раздувают текущие теоретические сложности (если вообще таковые имеются) и с водородом, и с "пинками" у пульсаров (я вроде как даже смягчил там кое-что...)
18.04.2006 15:44#
sergepolar
Стерильные нейтрино
С киками сложность есть. Никто не знает, почему они возникают.
Правда, есть и более консервативные варианты, чем стерильные нейтрино.
18.04.2006 15:55#
borisov
Стерильные нейтрино
В пресс-релизах они пишут:

"Pulsars are known to have velocities in the hundreds of kilometers per second, some in excess of 1000 km/s. The origin of these velocities remains unknown, but the emission of sterile neutrinos would explain the pulsar kicks."

"Existing physics provides no plausible explanation for this, but if sterile neutrinos do exist then they would be formed in supernovas and ejected in a way that could give just such a kick."

Да нет, это я просто так, замечание в сторону, разумеется, мотивация работы должна выглядеть как можно более сильной, просто в заметке на тему уже хотелось бы какой-то баланс соблюсти: наверняка же не только стерильными нейтрино можно объяснять кики, потоками другого типа излучения например...
18.04.2006 16:18#
sergepolar
Стерильные нейтрино
Да, можно даже вообще без нейтрино :)
18.04.2006 15:04#
spark
Стерильные нейтрино
А Кусенко именно Кусенко, а не Кузенко? :)

Я попробую на нейтринные вопросы ответить попозже. А пока что отмечу, что я тут себе распечатал другую статейку из PRL за 10 апреля (она же astro-ph/0511376), про нейтрино-протонный процесс, который помогает образоваться тяжелым ядрам с большим числом нейтронов в звездах. Но там нейтрины обычные, фертильные :)
18.04.2006 15:44#
borisov
Стерильные нейтрино
> А Кусенко именно Кусенко, а не Кузенко? :)

А вот голову сломал. Еще вариант - Куценко, но это вроде бы он не так бы транскрибировал... Почему-то нет нигде упоминания по-русски, ну а фамилия "Кусенко" вроде как существует... А если человек с фамилией "Кузенко" записывал бы себя латиницей, он скорее написал бы "Kuzenko" наверно...

А интересно, какие сейчас ограничения текущие на массу нейтрино? Вроде экспериментов на эту тему полно, глаза разбегаются, непонятно, что там счас самое авторитетное... Вроде бы (как понимаю) у тау-нейтрино нашли и ограничение снизу, то есть оно точно массу имеет, а вот с электронным еще нет?
18.04.2006 15:46#
sergepolar
Стерильные нейтрино
Я его встречал на одной конференции.
Вроде Кусенко - правильно.
18.04.2006 17:18#
spark
Стерильные нейтрино
Там все сложнее. Лучше всего посмотреть тут: http://pdg.lbl.gov/2005/reviews/contents_sports.html

Файл "Neutrino mass, mixing, and flavor change" в разделе "Standard Model and Related Topics".
18.04.2006 17:16#
spark
Стерильные нейтрино
Ситуация с нейтринами такова.

В исходном варианте Стандартной модели есть ровно три типа "активных" нейтрино: электронные, мюонные и тау. Все эти типы нейтрино безмассовы, левосторонние. Каждое из них входит в дублет вместе со своим заряженным лептоном. По построению, все эти нейтрины взаимодействуют с W и Z бозонами. Это значит, что нейтрино можно увидеть экспериментально как через превращение в заряженные лептоны, например, при столкновении с ядрами (т.к. есть взаимодействие с W), так и через упругое рассеяние нейтрин (т.к. есть взаимодествие с Z).

Подчеркну, что в эксперименте можно регистрировать нейтрино всех трех типов. Это делается именно по упругому рассеянию, когда само нейтрино не ловится, а детектируется лишь переданный от него импульс. В частности, коллаборация SNO измеряла отдельно поток электронных нейтрино, а отдельно -- поток ВСЕХ, и именно по несовпадению этих потоков она абсолютно четко доказала, что есть осцилляции.

Когда выяснилось, что массы ненулевые, пришлось расширять исходную модель. Ввели массовую матрицу для левых нейтрино. При этом пришлось добавить и правые нейтрино. Только эти правые нейтрино непосредственно с W и Z-бозонами не связаны, а значит, они не участвуют в процессах рассеяния.

Потом, правда, окаалось, что можно добавить такое слагаемое в лагранжиан, которое вообще начисто стирает разницу между нейтрино и антинейтрино (майорановское нейтрино), и тогда правые нейтрино есть сути правые антинейтрино есть то же, что и правые нейтрино. Но эта добавка -- опциональна. Теория работает и с ней, и без нее. Как в реальности -- пока неизвестно. Ответ даст безнейтринный двойной бета-распад.

Наконец, потом физики осмелели, и стали просто добавлять новые сорта левых и правых нейтрино с лагранжиан, но так, чтоб они никак не взаимодействовали с W и Z (благо теория не определена однозначна и над ней можно делать много надстроек). Стерильность -- это как раз и означает, что они не взаимодействуют с W и Z. (Правые не-майорановские нейтрино -- это лишь частный вариант стерильных.) В зависимости от конструкции, таких стерильных нейтрино может быть одно или много. Модели 3+1 и 3+2 обсуждаются довольно активно.

Эти стерильные нейтрино, могут взаимодействовать с хиггсовским полем, а через него смешиваться и с нормальными нейтринами. В этом случае осцилляции нейтрино могут превращать нормальные нейтрино в стерильные и наоборот.
18.04.2006 18:45#
borisov
Стерильные нейтрино
Гм... Здорово! Спасибо! Вот так все в голове по полочкам и раскладывается, что не смогло разложиться :-)

Как бы это использовать? Наверно все-таки проще всего в той заметке дать ссылку прямо на этот пост...

У меня были собственно проблемы с пониманием того, в какой момент можно говорить о выходе за пределы Стандартной модели. То, что изначально нейтрино считались безмассовыми, я помню, но вот то, что оно приобретает массу и правые компоненты - это всего лишь поправки к Стандартной модели или уже что-то качественно новое? Хотя наверно это чисто терминологические моменты... И стало быть модели с одним типом стерильных нейтрино и с многими - практически равноправны...
19.04.2006 15:12#
spark
Стерильные нейтрино
Сказать по правде, абсолютно точной границы, где начинается "вне Стандартной модели" нет. Не договорились физики.

Кто-то считает, что "вне СМ" -- это всё вне оригинальной формулировки СМ. И тогда ненулевые массы -- уже вне СМ.

Кто-то считает, что "вне СМ" -- это когда вводятся новые частицы, которых нет в СМ. Тогда новые стерильные нейтрино -- это уже вне СМ, но просто массивые обычные нейтрино -- еще нет.

Кто-то предпочитает смотреть не на фермионы, а на структуру теории как калибровочной теории с хиггсовским механизмом. В этом случае СМ -- это обычный механизм с одним хиггсовским дублетом, а уже два хиггсовских дублета -- это вне СМ. Ситуации же с дополнительными фермионами или без них тогда называются "просто" СМ и "минимальная СМ".
19.04.2006 09:41#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
Я вот подумал, правильно ли говорить об осцилляциях электронного и мюонного нейтрино, если у них разная масса? Ведь осцилляции подразумевают как прямой, так и обратный процесс. Скорее речь должна идти о распаде нейтрино с большей массой, иначе нарушается закон сохранения энергии.

И потом, при таком распаде нейтрино должен появиться или фотон или еще одна частица – субнейтрино, например.
Фотоны вроде как не наблюдаются, остается субнейтрино.

Какая-то матрешка получается :)
19.04.2006 15:06#
spark
Осцилляции или распад нейтрино?
У электронного и мюонного нейтрино НЕТ массы.

Если на простом языке, то есть состояния с определенной массой (т.е. состояния, про которые можно говорить -- у них ЕСТЬ масса такая-то) и состояния с определенным типом (т.е. электронное, мюонное и т.д.).
И фишка в том, что состояния с определенной массой есть линейные комбинации состояний с определенным типом, а состояния с определенным типом есть линейные комбинации состояний с определенной массой.

Но более четко это все выражается на языке квантовой механики. Состояние имеет массу, если оно является собственным состоянием оператора массы. Электронные и мюонные нейтрино не являются собственными состояниями этого оператора.

Кстати, именно поэтому есть осцилляции. Осцилляции -- это переходы между типами с течением времени. Но состояния с определенной массой эволюционируют тривиально -- остаются самими собой (потому, что они являются собственными состоянями и оператора эволюции во времени).

Никакие распады, субнейтрино и т.д. не при чем. Все -- элементарная квантовая механика.
19.04.2006 21:14#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
У электрона в квантовой механике тоже нет массы?

Если у нейтрино нет массы, значит оно в гравитационном поле не отклоняется?

А если отклоняется, то мюонное и электронное нейтрино одной и той же энергии отклоняются гравитацией одинаково или по разному?
Если по разному, то при осцилляциях нейтрино в гравитационном поле двигается по ломаной?

А инертность у нейтрино есть?
20.04.2006 12:45#
spark
Осцилляции или распад нейтрино?
Наш с вами диалог, кстати, похож на вопросы студентов, когда они только начинают изучать кванты. Они совершенно не привыкли еще следить за каждым словом при описании квантовых явлений. Только в отличие от вас они ограничиваются вопросами, а не подводят под ними черту и не считают, что явно что-то в физике не так, что-то физика запуталась. :)

Я ж сказал -- у нейтрино определенного типа НЕТ массы. Вы же поняли, словно у него ЕСТЬ НУЛЕВАЯ масса. Вы понимаете, что это принципиально разные утверждения? Это тоже самое, как если бы я сказал, что у уравнения НЕТ решений, а вы бы поняли, что у него есть решение, всюду равное нулю.

Будьте четче в рассуждениях. Ну и в энный раз предлагаю изучить основы квантовой механики, по тому же Сивухину, с формулами, а не бла-бла-бла. После этого вы сами обнаружите, что многие ваши рассуждения не имеют смысла. Не, ну если вы предпочитаете роль быть постоянно тыкаем носом, то пожалуйста.
20.04.2006 14:26#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Только в отличие от вас они ограничиваются вопросами, а не подводят под ними черту и не считают, что явно что-то в физике не так, что-то физика запуталась

Да пока я не подвожу никакой черты и считаю, что на многие мои вопросы есть вполне устраивающие меня ответы. Хотя по отдельным вопросам, например, по черным дырам, я уже сейчас не уверен в правильности теоретических построений.

> Ну и в энный раз предлагаю изучить основы квантовой механики, по тому же Сивухину, с формулами, а не бла-бла-бла.

Я здесь интересы школьников представляю :).
А если изучу Сивухина, стану таким как вы. Ну или почти таким как вы :)

Да и не смогу я разобраться как следует, я не математик (хотя в школе с математикой было все в порядке :)).
И буду как тот студент, которого я здесь цитировал:
" Вот и вопрос возник – чему нас учат? ... Запоминать фразы типа «вектор( omega \ c , k ) есть 4-вектор, потому что k | i |* x | i | скаляр мне не хочется. Хочется понять почему… Но я не могу себе этого представить, мне совсем не очевиден смысл этого явления"


> Я ж сказал -- у нейтрино определенного типа НЕТ массы. Вы же поняли, словно у него ЕСТЬ НУЛЕВАЯ масса. Вы понимаете, что это принципиально разные утверждения?

Не понимаю. Масса покоя или есть (значит у нее какое-то определенное значение) или ее нет (значит она равна нулю). Может вы хотели сказать, что значение массы нейтрино нельзя получить из уравнений?
20.04.2006 14:31#
spark
Осцилляции или распад нейтрино?
Не понимаю. Масса покоя или есть (значит у нее какое-то определенное значение) или ее нет (значит она равна нулю). Может вы хотели сказать, что значение массы нейтрино нельзя получить из уравнений?

Вы ошибаетесь. И понять, где именно вы ошибаетесь, вы не сможете, пока не изучите начала квантовой механики. Но еще раз подчеркниваю, если вы сознательно предпочитаете самообманываться (причем не только в законах микромира, но и в самом том факте, то вы самообманываетесь), то пожалуйста, у меня возражений никаких нет.
25.04.2006 05:20#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
Вы у себя в профиле написали "построение шаткого мостика над пропастью, разделяющей современную физику и физику школьную". Вам не кажется, что чтобы строить мостик, не худо бы для начала уверенно себя чувствовать на ОБОИХ берегах пропасти? :)

Что до массы: прочтите где-нибудь про принцип неопределенности. Можно без формул. Может быть, в ходе этого процесса Вы наконец прекратите представлять себе частицы в виде маленьких шариков :)

Вот, например.



25.04.2006 14:40#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Что до массы: прочтите где-нибудь про принцип неопределенности. Можно без формул

Читал.
Данным принципом прикрывается нарушение закона сохранения энергии в течение короткого времени.
Но каким боком это связано с осцилляциями нейтрино разных масс? Они происходят с такой частотой и разность масс настолько мала, что укладываются в неопределенность?

> Может быть, в ходе этого процесса Вы наконец прекратите представлять себе частицы в виде маленьких шариков :)

Лучше их представлять материальными точками :).
А еще лучше - струнами :o)

Что же тогда подразумевается под радиусом протона или радиусом ядра?
25.04.2006 20:22#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Данным принципом прикрывается нарушение закона сохранения энергии в течение короткого времени.

Это я Вам когда-то писал :) А Вы теперь статью прочтите. Он гораздо более общий, этот принцип. В частности, узнаете про невозможность одновременного измерения некоммутирующих величин.

>>Но каким боком это связано с осцилляциями нейтрино разных масс?

Да точно так, как Вам Спарк писал. Наводящий вопрос: что можно сказать про координату электрона, когда он находится в стационарном состоянии, например, на 1s-орбитали в водородном атоме?

>>Лучше их представлять материальными точками :).

Может, и лучше. Но все равно неправильно.

>>Что же тогда подразумевается под радиусом протона или радиусом ядра?

Как Вы считаете, заслуживает ли право на существование такая величина как "размер облака"? Имея в виду облака, которые в небе?
25.04.2006 21:44#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Как Вы считаете, заслуживает ли право на существование такая величина как "размер облака"?

Разумеется.
Облако занимает определенную область пространства, в котором имеет некоторое распределение плотности. Можно найти центр масс облака и говорить о нем, как о материальной точке.
Только не стоит забывать, что материальная точка это математическая абстракция, для которой нужно определять граничные условия. Иначе, получаются "парадоксы".

> Наводящий вопрос: что можно сказать про координату электрона...

Я знаю, что электрон, как и любая другая частица, при отсутствии внешних сил, двигается по инерции по прямой. Сохраняя при этом свою массу. И нет никаких причин для ее изменений (осцилляций).
25.04.2006 22:41#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Облако занимает определенную область пространства, в котором имеет некоторое распределение плотности.

Как Вы собираетесь ввести понятие "границы облака"? Плотность (концентрация, если угодно) пара в воздухе не нулевая нигде. Просто в облаке она повыше, чем вокруг.

>>Я знаю, что электрон, как и любая другая частица, при отсутствии внешних сил, двигается по инерции по прямой.

Утверждение неправильное. Прочтите про эксперимент с двойной щелью. А потом про принцип неопределенности. :)
25.04.2006 23:24#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Прочтите про эксперимент с двойной щелью

Неизвестно, что конкретно происходит с электроном возле этих "щелей". Тем более, что реальная "щель" далека от математической абстракции. И электрон не материальная точка.

К тому же я говорил о не взаимодействующем электроне и о постоянстве его массы.
То, что я не могу одновременно измерить, скажем, импульс и положение частицы в пространстве, не означает, что частица с определенным импульсом в конкретный момент времени не занимает конкретное положение в пространстве.

> Как Вы собираетесь ввести понятие "границы облака"? Плотность (концентрация, если угодно) пара в воздухе не нулевая нигде

Если вы знаете массу облака с достаточной точностью, то, можно примерно с той же точностью узнать его размеры. Достаточно проинтегрировать плотность по объему, получив при этом известное значение массы.
25.04.2006 23:49#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>То, что я не могу одновременно измерить, скажем, импульс и положение частицы в пространстве, не означает, что частица с определенным импульсом в конкретный момент времени не занимает конкретное положение в пространстве.

Означает. То, что КМ дает не точные значения, а всего лишь вероятности - это не недостаток КМ, а фундаментальное, *экспериментально подтвержденное* свойство микромира.

Прочтите про неравенства Белла (или теорему имени его же) и парадокс ЭПР (Эйнштейна-Подольского-Розена). Если вкратце, теорема предсказывает семейство экспериментов, в которых получается один результат, если измеряемый параметр имеет конкретное значение и мы его просто не знаем (не можем измерить), и другой результат, если неопредленность фундаментальна.

Так вот, эксперименты неоднократно ставили. Получается все по-квантовому.

То, что Вы утверждаете - там таки есть и координата, и импульс в каждый момент времени, просто мы в силу своего убожества не можем их одновременно измерить - уже в истории физики возникало, и называлось "теория скрытых параметров". Гражданам, которые ее продвигали, так же, как и Вам, не нравился вероятностный характер квантов. Экспериментальная проверка неравнств Белла теории скрытых параметров убедительно закрыла.

(всем: немного упростил для А. Ю., не пинайте меня)

>Если вы знаете массу облака с достаточной точностью, то, можно примерно с той же точностью узнать его размеры. Достаточно проинтегрировать плотность по объему, получив при этом известное значение массы.

По какому объему интегрировать-то будем? Чтобы определенный интеграл выписать, надо пределы знать. Если прирезать кусочек справа, а отрезать немножко слева, масса не изменится. Граница - это, грубо говоря, функция (из куска плоскости в трехмерное пространство, плюс условия), а масса - это одно число. Из функции можно получить число (тот же опреденный интеграл), а вот наоборот...
26.04.2006 21:15#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Экспериментальная проверка неравнств Белла теории скрытых параметров убедительно закрыла

Квантовая механика не имеет представления даже о том, что такое спин частицы :). Поэтому не стоит торопиться и делать окончательные выводы в пользу так называемой, копенгагенской интерпретации КМ, которая близка к субъективному идеализму.

> По какому объему интегрировать-то будем? Чтобы определенный интеграл выписать, надо пределы знать

И что, у облака пропадут границы, если вы не сможете написать интеграл :)?

Начните интегрирование с наибольших плотностей и закончите вы его у границ облака :)
Решение ведь не обязательно должно быть аналитическим.


Однако, вы так и не ответили, каким боком все это связано с осцилляциями нейтрино?

1. Что заставляет нейтрино, при отсутствии внешних сил, осциллировать из одного типа в другой?
2. С какой частотой происходят такие осцилляции?
3. Откуда берется дополнительная масса при осцилляции нейтрино меньшей массы в нейтрино большей массы? На это затрачивается кинетическая энергия? Осциллирующее нейтрино при отсутствии внешних сил перемещается рывками?
26.04.2006 22:29#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Квантовая механика не имеет представления даже о том, что такое спин частицы :).

Откуда такое утверждение? А про уравнение Дирака Вам слышать не доводилось? Спин как раз из него следует...

>>выводы в пользу так называемой, копенгагенской интерпретации КМ

Теорема Белла не зависит от интерпретации. Кроме того, мы пока говорим не об интерпретации принципа неопределенности, а о его определении и элементарных следствиях.

В интерпретациях КМ, которые предполагают детерминизм на фундаментальном уровне - таковые существуют - своих плюшек полно. Типа, например, нарушения причинности...

>>И что, у облака пропадут границы, если вы не сможете написать интеграл :)?

Я пытаюсь из Вас вытрясти определение границы облака. А вы вместо этого утверждаете (кстати, совершенно без доказательства), что они у облака есть. Это ведь неэквивалентные утверждения, верно? Все равно что если бы вместо решения уравнения Вы бы заявили без доказательства, что корни есть, и они не пропадут от того, что их нельзя вычислить.

Где точно граница? Какими угодно словами. Есть произвольная точка в пространстве - три координаты, x, y, z. В ней задана плотность водяного пара d. Как определить, вне облака эта точка или внутри?

>>Начните интегрирование с наибольших плотностей и закончите вы его у границ облака :)

Поподробнее, пжлст. Конструктивное прозвучало, но недостаточно. Что значит "начните", "закончите"? Имейте в виду, что облако трехмерное.

>>Однако, вы так и не ответили, каким боком все это связано с осцилляциями нейтрино?

Разговор про облако не связан с осцилляциями нейтрино. Он связан с Вашим вопросом про классический радиус ядра (протона).

>>1. Что заставляет нейтрино, при отсутствии внешних сил, осциллировать из одного типа в другой?
2. С какой частотой происходят такие осцилляции?
3. Откуда берется дополнительная масса при осцилляции нейтрино меньшей массы в нейтрино большей массы? На это затрачивается кинетическая энергия? Осциллирующее нейтрино при отсутствии внешних сил перемещается рывками?


Давайте сначала про принцип неопределенности поговорим.
26.04.2006 23:54#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
В КМ классическая интерпретация спина не признается, а своей интерпретации не имеется. Спин в КМ просто существует. А что он из себя представляет...?

> Где точно граница?

Далась вам эта граница :). Знания плотности пара в точке недостаточно для того, чтобы определить где эта точка, внутри данного облака, внутри другого облака или вне облаков. Нужна еще связность. Да и не важна четко выраженная граница для частицы, хотя, скорее всего, она имеется. Пусть частица будет пушистой. Дальше-то что?

А границы у облаков есть, во всяком случае, у кучевых. Посмотрите на небо :)

> Что значит "начните", "закончите"? Имейте в виду, что облако трехмерное

А какая разница для интеграла? Как только масса, получаемая в процессе интегрирования, достигнет известной массы облака, вычисление завершаем. Просчитанные точки принадлежат облаку. Часть из них расположена по краям.

> Он связан с Вашим вопросом про классический радиус ядра (протона)

"Классический" радиус не у протона, а у электрона, который считается в КМ материальной точкой. И, в отличие от радиуса протона, "классический" радиус электрона величина условная. Определяется она из предположения об исключительно электромагнитной природе электрона, чего нет на самом деле.
А у протона и ядра радиусы вполне реальные, и определены в экспериментах по рассеянию частиц.

> Давайте сначала про принцип неопределенности поговорим

Я так понял, что конкретных ответов по нейтрино у вас нет :)
27.04.2006 00:38#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>А что он из себя представляет...?

Угловой момент частицы в системе отсчета, в которой частица покоится. Для фотона - немного хитрее.

Если Ваш следующий вопрос будет "да, но откуда он берется?", то ответ - из Лоренц-инвариантности теории. Преобразования Лоренца, в свою очередь, берутся из опыта Майкельсона, как обобщение нулевого результата такового.

В нерелятивистскую КМ спин вводится, таки да, вручную. В релятивистской он получается сам.

>>Далась вам эта граница :).
Вы чужие слова на веру не принимаете, я пытаюсь Вас подвести к нужным мыслям самостоятельно.

>>Как только масса, получаемая в процессе интегрирования, достигнет известной массы облака, вычисление завершаем. Просчитанные точки принадлежат облаку.

То есть Вы предлагаете взять некую последовательность интегралов (от плотности по объему), самый первый вблизи центра, каждый следующий в бОльшем объеме, чем предыдущий, и как только масса дойдет до нужной, прекратить процесс и объявить пределы интегрирования в последней итерации искомым? Это можно. Тогда вопрос - какие пределы интегрирования (т. е. какой именно объем) брать для самого первого интеграла, и какие для каждого последующего?

>>А границы у облаков есть, во всяком случае, у кучевых. Посмотрите на небо :)

Не аргумент. Если посмотреть на небо, то там Солнце медленно вращается вокруг земли. Апелляции к здравому смыслу не принимаются - так можно до плоской Земли договориться. :)

>>А у протона и ядра радиусы вполне реальные, и определены в экспериментах по рассеянию частиц.

Рассеяние на электронах тоже бывает :))) Эффект Комптона называется. Что ж теперь, радиус ему приписывать?

>>Я так понял, что конкретных ответов по нейтрино у вас нет :)

Вам Игорь уже все ответил. Просто понимание его ответа зависит от понимания неких базовых концепций физики, которых Вы пока еще не знаете, и, похоже, узнать не хотите, коль скоро так сильно сопротивляетесь.

Надо полагать, предложение почитать про неравенства Белла Вы проигнорировали? В Википедии (англоязычной) это дело хорошо изложено.
27.04.2006 21:28#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Если Ваш следующий вопрос будет "да, но откуда он берется?"

Значение спина частицы должно вычисляться из ее модели.
Материальная точка – слишком грубая модель для частицы :)

> Тогда вопрос - какие пределы интегрирования (т. е. какой именно объем) брать для самого первого интеграла, и какие для каждого последующего?

Ну что тут непонятного?
Разбиваете пространство на кубики (проводите оцифровку), подсчитываете массу пара в каждом кубике. Затем, начинаете подсчет общей массы, начиная с самых тяжелых кубиков. Когда подсчет закончите, то кубики, у которых нет хотя бы одного соседа, образуют границу облака.
Хотите более точную границу – уменьшите размер кубиков.

> Рассеяние на электронах тоже бывает :))) Эффект Комптона называется. Что ж теперь, радиус ему приписывать?

Наверное, отличается рассеяние на нуклонах от рассеяния на электронах, если в одном случае радиус был установлен, а в другом нет.

> Вам Игорь уже все ответил

На конкретные вопросы он, как и вы, не ответил.
Вполне в духе принципа неопределенности :) .

> Надо полагать, предложение почитать про неравенства Белла Вы проигнорировали?

Давайте повременим с неравенствами Белла – у меня еще не выработалась квантовая интуиция :)

А вообще, интересно. Если для частицы нет понятия траектории, то каким образом электрон и позитрон умудряются столкнуться для того, чтобы аннигилировать?
Для протона и антипротона это тоже не проблема.

И как они движутся друг к другу, при отсутствии посторонних полей, если изначально находились в состоянии покоя? По синусоиде :)?
27.04.2006 23:53#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Значение спина частицы должно вычисляться из ее модели.

Почему бы это? А значение массы и заряда - тоже?

И вообще, поосторожнее со словом "должно". Как мы уже обсуждали, физика лично Вам ничего не должна.

>>Наверное, отличается рассеяние на нуклонах от рассеяния на электронах, если в одном случае радиус был установлен, а в другом нет.

Отчего же. Посчитали, примерно 2.8*10-13 см получилось [1]. Просто не все то твердое тело, что рассеивает. Как мы с Вами выяснили на примере облачка в небе, можно приписать границы и размер даже объекту сугубо эфемерному. Вам не доводилось через облака на самолете пролетать?

>>На конкретные вопросы он, как и вы, не ответил.

На вопросы, не имеющие ответа (а таких там большинство) он, конечно, не ответил.

>>Если для частицы нет понятия траектории, то каким образом электрон и позитрон умудряются столкнуться для того, чтобы аннигилировать?

Ну вот, наконец-то правильный вопрос :)

У частицы нету траектории, но есть функция распределения в пространстве (как у нашего облачка из примера). Где-то частицы больше, где-то меньше. Если частиц две и волновые функции обеих известны, то можно выписать интеграл, описывающий вероятность того, что две частицы провзаимодействуют за единицу времени - интеграл перекрывания называется. Если объемы пространства, где вероятность нахождения той и иной частицы велика, частично совпадают - интерграл перекрывания побольше, если частицы, наоборот, локализованы далеко друг от друга - то перекрывание малО.

Уж не знаю, откуда Вы взяли, что частицы сталкиваются лобешниками, как бараны. :)

>>По синусоиде :)?

Ну нету у частиц траектории. Ни прямой, ни синусоидальной, никакой.

>>И как они движутся друг к другу, при отсутствии посторонних полей, если изначально находились в состоянии покоя?

Функция распределения в пространстве может меняться со временем. Уравнение Шредингера определяет, как именно. В частности, есть такое явление, как расплывание волновой функции со временем. Грубо, если в некоторый момент времени частица была локализована с вероятностью, скажем, 90% в малом участке пространства, и ее там ничто (типа центрального поля) не держит, то со временем этот участок становится все больше - как клякса расплывается по промокашке. Это можно показать строго, но пока проедем.

Так вот... если начальное состояние системы состоит из двух локализованных частиц, то постепенно распределение обеих в пространстве расплывается, и в ходе этого процесса перекрывание постепенно возрастает. Соответсвенно, возрастает вероятность взаимодействия. И так пока не бабахнет. :)

[1] Thomson scattering
28.04.2006 23:01#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Значение спина частицы должно вычисляться из ее модели
> А значение массы и заряда - тоже?

По возможности :)

> Отчего же. Посчитали, примерно 2.8*10-13 см получилось [1].

Ссылку вы не к месту привели :)
Классический радиус электрона величина условная и вычисляется из банального уравнения сохранения энергии:

mc2 = e2/4ПэR

> Вам не доводилось через облака на самолете пролетать?

Об этом был один из моих вопросов (ДВ6-2) - Может ли нейтральная частица на высокой скорости пройти через электрон насквозь?

> У частицы нету траектории, но есть функция распределения в пространстве

Посмотрите внимательно на треки частиц в фотоэмульсии. Там нет никаких волновых функций. Обычная траектория, такая же, как у летящего снаряда.
То, что в волновых функциях понятие "траектория" не используется, не означает, что траектории нет.
Перефразируя известное высказывание можно сказать, что материя первична, а математическое описание вторично. Не следует в квантовой механике буквально интерпретировать математические конструкции.

На снимках ясно видно, что частица движется совершенно предсказуемо, а не исчезает в процессе движения в одном месте и появляется совершенно в другом, потом вновь исчезает...

У частицы имеется определенная скорость, обычно равная скорости света.
По которой можно определить время, через которое частица, выпущенная в одном месте, будет зарегистрирована в другом.
У частицы есть определенная масса, от которой зависит ее отклонение в магнитном поле.

И нет никаких оснований считать, что при отсутствии внешних сил, масса и скорость частицы вдруг начнут меняться случайным образом.
Поэтому совершенно разумным является предположение, что частица при отсутствии внешних сил, движется по прямой, с постоянной скоростью и масса у нее при этом остается прежней (если, конечно, масса не является векторной величиной).

И сталкиваются частицы, когда траектории их движения пересекаются.
29.04.2006 00:01#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Классический радиус электрона величина условная и вычисляется...

То теория. А данные по рассеянию - это эксперимент.

>>Посмотрите внимательно на треки частиц в фотоэмульсии. Там нет никаких волновых функций. Обычная траектория, такая же, как у летящего снаряда.

Толщина трека-то ненулевая. Трек - не траектория. Трек - это всего лишь множество молекул, с которыми частица успела прореагировать. Оно локализовано в сравнительно узкой области пространства - ну и что? Описание в терминах ВФ такое движение допускает [1]. Описание в терминах ВФ также описывает существенно квантовое поведение - которое в понятие о траектории уж точно не укладывается. За это им и пользуются.

Опять-таки: "посмотрите на" - не аргумент. Потому что если посмотреть поближе, картинка может несколько поменяться...

>>То, что в волновых функциях понятие "траектория" не используется, не означает, что траектории нет.

А интерференция электрона самого с собой чего означает? Попробуйте-ка
эксперимент с двойной щелью в терминах классических траекторий истолковать... Как Вы думаете, из каких соображений электрон не летит в тех направлениях, где на экране темные пятна? Траектории-то должны быть равноправны...

Еще точнее, почему, как Вы считаете, картина от двух щелей на экране не есть удвоенная картина от одной щели? Понятие о ВФ не привлекать :)

Ответ "я не физик, я не знаю" не принимается. В последних 4х абзацах предыдущего сообщения у Вас там такая уверенность в своем знании сквозит...

>>На снимках ясно видно, что частица движется совершенно предсказуемо, а не исчезает в процессе движения в одном месте и появляется совершенно в другом, потом вновь исчезает...

С какой точностью Вы смотрели на снимок? Откуда Вы знаете, что там нету прорех нанометрового размера? На молекулярном уровне, трек, между прочим, всегда дискретен - вещество-то не непрерывно, из молекул состоит...

Повторное предупреждение за "ясно видно". Лично мне ясно видно, что Земля плоская. У меня во дворе - точно плоская. :)

1. Mott problem
29.04.2006 01:43#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Как Вы думаете, из каких соображений электрон не летит в тех направлениях, где на экране темные пятна?

В силу каких-то квантовых свойств электрона.

> На молекулярном уровне, трек, между прочим, всегда дискретен - вещество-то не непрерывно, из молекул состоит...

Трек дискретен, но движение-то частицы непрерывно.
Или вы считаете, что пространство или время дискретно, а частица перемещается телепортацией?

И потом я не об этом. Частица движется на снимке в определенном направлении, а не скачет по пространству случайным образом
29.04.2006 02:08#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>В силу каких-то квантовых свойств электрона.

Уже определитесь со своим отношением к КМ. То Вы оспариваете ее основополагающие выводы - типа принципа неопределенности - то ссылаетесь на нее (без выкладок), когда классическое описание подводит. Нечестно. Это не ответ, а отписка.

>>Трек дискретен, но движение-то частицы непрерывно.

Ну да, движение непрерывно - волновая функция гладкая по координатам и по времени. В каждый момент времени частица где-то есть. Просто нельзя сказать, где именно. Непрерывность еще не значит, что там есть траектория.

Траектория предполагает непрерывность, но обратное неверно. Вы со мной согласны?

>>И потом я не об этом. Частица движется на снимке в определенном направлении, а не скачет по пространству случайным образом

Читайте про задачу Мотта в Википедии. Там как раз об этом. Без доказательства, правда.
29.04.2006 12:20#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Ну да, движение непрерывно - волновая функция гладкая по координатам и по времени. В каждый момент времени частица где-то есть. Просто нельзя сказать, где именно

Еще раз. Даже если мы не только с помощью волновой функции, но и вообще никак не сможем узнать, где именно находится частица в каждый момент времени, то это совершенно не отменяет факта, что реальная частица в каждый момент времени находится в конкретной точке пространства.

> Уже определитесь со своим отношением к КМ

Почти определился :)

1. КМ достаточно эффективная математическая модель. Но не следует буквально интерпретировать принципы, которые лежат в ее основе, в частности, принцип неопределенности. Не стоит его применять в том случае, когда это приводит к нарушению закона сохранения энергии. Пусть даже на время.

2. Не стоит скатываться к субъективному идеализму, а именно: если мы не знаем, что происходит в конкретный момент с частицей, то с ней может происходить все, что угодно.
При отсутствии внешних сил частица движется непрерывно по прямой, при этом у нее не меняется ни скорость, ни масса.
Это у ребенка, на определенной стадии развития, если предмет исчезает из вида, значит, он пропадает.

3. Кванты существуют, но их нужно не постулировать, а объяснить причину. А значит, нужна интерпретация КМ.
29.04.2006 21:27#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Не стоит его применять в том случае, когда это приводит к нарушению закона сохранения энергии.

Не прокомментируете ли с этой позиции туннельный эффект? :) На нем, между прочим, вся микроэлектроника построена.

А вообще, Ваша точка зрения неконсистентна. Вы, вроде как, признаете за электроном право на некие абстрактные "квантовые свойства". Но когда речь заходит о конкретных квантовых свойствах - неопределенности, суперпозиции - Вы заявляете, что так не бывает и требуете ответа в рамках клласических представлений. Неужели не понятно, что если бы квантовые свойства частиц сводились к классическим, то не было бы нужды в КМ как таковой?
29.04.2006 23:32#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> А вообще, Ваша точка зрения неконсистентна

Я таких слов не знаю :)

> Вы заявляете, что так не бывает и требуете ответа в рамках классических представлений

Да не такие уж и классические представления. Частица не просто "шарик", а "шарик" с полем. "Лобэшниками" сталкиваются шарики, а поле – источник квантовых эффектов.
Да и "шарик" не такой простой, у протона, например, явно имеется структура (кварки?, партоны?, пионы?).

> Не прокомментируете ли с этой позиции туннельный эффект?

Я уже как-то делал это (Телепортация и туннелирование).

И вопросы у меня были по туннельному эффекту в теме http://elementy.ru/blogs/users/voix/2132/">
7) Вторая космическая скорость (электрическое взаимодействие тяжелых частиц).

А сможете ли вы ответить на один из них, о несимметричности туннельного эффекта, с позиций КМ? Напомню вопрос (ДВ9-9):

"Почему при естественном радиоактивном распаде значение энергии а-частицы, согласно экспериментальным данным, в несколько раз меньше, чем значение, которое получается при расчете энергии кулоновского отталкивания а-частицы от ядра?
И почему, в таком случае, для того, чтобы столкнуться с ядром, а-частице требуется энергия, не меньшая, чем энергия кулоновского барьера?"
30.04.2006 01:02#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
Я Вам картинку нарисовал:



Это очень грубая картинка, но принцип иллюстирует. По оси абсцисс - расстояние от ядра до нашей частицы. По оси ординат - энергия. Масштаб, конечно же, взят от фонаря.

Е1 - частица в ядре. Ядро еще не распалось.
Е2 - максимум кулоновского барьера.
Е3 - свободная частица.

Е3-Е1 - энергетический выход реакции распада.
Е2-Е3 - барьер активации для обратного процесса.

Комментарии нужны, или и так все понятно?

Почему зависимость энергии от расстояния именно такая - потому что это сумма двух энергий. Кулоновское отталкивание, и сильное взаимодействие. Сильное доминирует на малых радиусах, электростатика - на больших. Собственно говоря, было бы правильнее рисовать Е3 на нулевом уровне - это же свободная частица, взаимодействия нету - но так оно выглядит опрятнее.
30.04.2006 02:17#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
Ответа на вопрос вы так и не дали.

А-частица при вылете, за счет квантового туннелирования, минует барьер кулоновского отталкивания, который иначе ее бы сильно ускорил.

Но за счет того же квантового туннелирования, частица должна миновать кулоновский барьер и на подлете к ядру. Однако, этого не происходит.

Так почему туннель несимметричен?
30.04.2006 02:50#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
Вероятность туннелирования зависит от высоты барьера - экспоненциально убывает причем. Снаружи-то барьер прилично выше, чем изнутри.

Вас подводит привычка к качественному рассмотрению вопросов. Да, вероятность есть и там и там, и в обоих случаях она ненулевая. Для Вас, видимо, это уже "симметрия". Только эти две ненулевые вероятности немножечко отличаются в разы :) С Вашей точки зрения, наверное "ненулевая вероятность" и "обязательно происходит" - синонимы. А зря. Есть еще такая вещь, как ненулевая, но пренебрежимо малая вероятность.

Потом, в Вашей первоначальной формулировке таки сопоставлялись энергия вылетающей при распаде частицы и барьер для обратного процесса. Именно те величины, которые я нарисовал.
30.04.2006 12:24#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Снаружи-то барьер прилично выше, чем изнутри.

Кулоновский барьер один и тот же, что с наружи, что изнутри.
Иначе кинетическая энергия протона, который сначала подлетел к ядру, а затем вернулся, было бы различной.
А-частица, которая оторвалась от ядра в некоторой точке, должна получить такую же кинетическую энергию за счет ускорения кулоновским полем, какую она затрачивает для того, чтобы добраться до этой точки, преодолевая кулоновское отталкивание.

Если действует какой-то квантовый туннель, то либо он должен быть симметричным, либо асимметрия должна как-то объясняться.
01.05.2006 00:41#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Кулоновский барьер один и тот же, что с наружи, что изнутри.

"Барьер снаружи" в терминах той картинки это Е2-Е3. "Барьер изнутри" - это Е2-Е1. Почему же они равны? То есть энергия частицы в ядре, по-Вашему, совпадает с энергией свободной частицы? А как же ядерные силы?

>>Иначе кинетическая энергия протона, который сначала подлетел к ядру, а затем вернулся, было бы различной.

С чего бы?

Представьте себе, что кривая энергии (из предыдущего поста) - это горка, и по ней катается легкий мячик. Теперь представьте, что у мячика есть некая неопределенность энергии - скажем, на него время от времени, нерегулярно и несильно, то в одном направлении, то в другом, дует ветер. Этой заемной энергии может хватить, чтобы забраться на невысокую горку. А вот на высокую - очень долго ждать, пока такой сильный порыв ветра случится.

Аналогия так себе, потому что с ветром сохранения энергии нету, но для наглядности покатит...

>>Если действует какой-то квантовый туннель, то либо он должен быть симметричным, либо асимметрия должна как-то объясняться.

Если барьер несимметричный, то вероятность туннелирования в ту и в другую сторону тоже будет различаться. Асимметрия барьера объясняется тем, что внутри ядра и вне ядра окружение частицы сугубо различное.

На досуге распишу это дело с формулами.
01.05.2006 11:07#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> А как же ядерные силы?

Я ведь специально выделил, "когда частица оторвалась от ядра". Т.е. действие ядерных сил прекратилось.


> С чего бы?

Мы говорим о точке на некотором расстоянии от ядра, где действует закон Кулона, когда а-частица приближается к ядру. Но тогда с этой точки закон Кулона также должен действовать, когда частица удаляется от ядра.
01.05.2006 18:04#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
Вы меня не поняли. Я говорю, что асимметрия существует между состояниями "частица в ядре" и "свободная частица". Процессы приближения к ядру (со стороны) и удаления от ядра (в сторону), конечно же, симметричны, и ядерные силы там не действуют (пренебрежимо малы, то есть).
30.04.2006 01:22#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Я таких слов не знаю :)

Я хотел этим сказать, что Вы сами себе противоречите.

>>Частица не просто "шарик", а "шарик" с полем.

О каком поле идет речь? Я правда не понимаю, что Вы этой фразой имеете в виду. Если электростатическое - то отчего же нейтральные частицы тоже ведут себя квантовым образом?

>>Да и "шарик" не такой простой, у протона, например, явно имеется структура (кварки?, партоны?, пионы?).

Опять-таки, если наличие внутренней структуры есть необходимое условие для квантового поведения, то как же быть с электронами?

>>Я уже как-то делал это

И на что же похожа траектория при туннелировании? :) И как быть с сохранением энергии?

Возвращаясь к общим вопросам, с точки зрения физика нету разницы между ненаблюдаемостью и несуществованием. Так что Ваше утверждение, что траектория там на самом деле есть, хотя обнаружить ее принципиально невозможно, отдает самым что ни на есть субъективным идеализмом :))) Ну сами посудите. Теория утверждает, что понятие траектории для микрочастицы не определить. В эксперименте ее тоже не обнаружить (про треки мы уже говорили - это не доказательство). Тогда какие же аргументы в пользу объективного существования траектории у Вас остаются? Только "здравый смысл"? :)

Некто Аристотель утверждал, помнится, на основе неких логических умозаключений, что у мужчин зубов больше, чем у женщин...
30.04.2006 02:18#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> отчего же нейтральные частицы тоже ведут себя квантовым образом?

Какие нейтральные частицы? Я не слышал об интерференции нейтронов.

> если наличие внутренней структуры есть необходимое условие для квантового поведения

Я такого не говорил. Внутренняя структура влияет на столкновение "лобэшниками".

> И на что же похожа траектория при туннелировании? :) И как быть с сохранением энергии?

Это у вас надо спросить :). При интерпретациях туннелирования, которые я предложил, закон сохранения энергии выполняется. И с траекторией все в порядке – она имеется :).

> с точки зрения физика нету разницы между ненаблюдаемостью и несуществованием

Да физик, как бы должен оставаться на позициях материализма (материя первична). Иначе, наука теряет всякий смысл.
Солнце перестает существовать, когда заходит за горизонт?


> про треки мы уже говорили - это не доказательство

Вот именно треки и позволяют сделать разумное предположение о наличие траектории у частицы, как и у любого тела в макромире.

А схоластикой отдают как раз рассуждения сторонников буквальной интерпретации КМ.
30.04.2006 03:26#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Я не слышал об интерференции нейтронов.

А фотонов? А атомов? Вот, например, навскидку нашел: интерференция на двойной щели с атомами неона.

Еще недавно читал статью про то, как интерферируют молекулы. Да не мелкие какие-нибудь, а перфторированные фуллерены C60F48 - по меркам даже химика, не говоря уж о физиках-фэчистах, это ЗДОРОВЕННАЯ ДУРА.

>>Это у вас надо спросить :).

Я эту задачку решал на третьем курсе - если поднапрячься, могу воспроизвести. Только Вас, боюсь, не устроит. Вы ж ни с математическим, ни с понятийным аппаратом квантов не дружите.

Понятие о траектории для решения не привлекалось. Состояния с неопределенной энергией (суперпозиции стационарных состояний) решение допускает (как и все квантовые задачи, впрочем).

>>Солнце перестает существовать, когда заходит за горизонт?

Наблюдения не позволяют нам сказать ничего о существовании или положении Солнца ночью.

Теория предсказывает, что ночью Солнце существует, находится по ту сторону Земли и поэтому не видно. Но это всего лишь теория. Завтра ее, может быть, закроют.

Потом, Вы глубоко заблуждаетесь относительно "несуществования" частицы. В матаппарате квантов "частица существует" - это совершенно четкое понятие, оно выражается формулой. И спешу Вас заверить, что даже при квантовом описании движения частица никуда и никогда не исчезает (случаи с аннигиляцией и т. п. пока не рассматриваем). В каждый момент времени частица существует. Просто неизвестно, где она. Есть же разница между "не существует вообще" и "существует где-то, неизвестно где". Теория допускает, что в любой момент времени произойдет детектирование, и предсказывает, что частица таки да найдется. С некоторой вероятностью она найдется здесь, а с некоторой - там. Но с единичной вероятностью она хоть где-то да есть.

>>При интерпретациях туннелирования, которые я предложил, закон сохранения энергии выполняется. И с траекторией все в порядке – она имеется :).

Не напомните? Я, признаться, подзабыл, что Вы тогда писали...

>>Вот именно треки и позволяют сделать разумное предположение о наличие траектории у частицы, как и у любого тела в макромире.

Треки дискретны, как мы уже обсудили. Поэтому не могут служить доказательством непрерывности чего-либо. Или Вы с этим несогласны?

Ссылка на макромир - это тот же аргумент от здравого смысла.
30.04.2006 12:30#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
Возьмите мощный компактный источник электростатического поля и источник медленных электронов, который будет их выпускать по одному.
Разместите эти источники в открытом пространстве на расстоянии 200 млн. км друг от друга.
С помощью детектора электронов проведите измерения местонахождения электронов всем протяжении этого расстояния.

Уверяю вас, полученные результаты будут говорить о том, что электроны от одного источника к другому будут перемещаться по прямой. И относительная погрешность отклонения от прямой, на расстоянии 100 млн. км от источника электронов, будет ничтожно мала.

Если это не траектория, то что же? Тогда можно говорить, что и у летящего камня нет траектории :)

> А фотонов? А атомов?

Ничего странного нет в интерференции фотонов, ведь это кванты поля.
Что касается атомов, то, думаю, вам известно о таком явлении, как поляризация атома. Когда атом теряет нейтралитет :)
А молекулы из атомов состоят.

> Я эту задачку решал на третьем курсе - если поднапрячься, могу воспроизвести

Мне будет достаточно номера страницы вузовского учебника, где говорится о том, что туннелирование несимметрично и действует только в одну сторону.

> Я, признаться, подзабыл, что Вы тогда писали...

А по ссылке пойти не пробовали :)?

Со "странностью" туннельного эффекта можно как-то справиться через интерпретацию квантовой механики. Например, "недостаточную" энергию альфа-частицы при радиоактивном распаде можно объяснить тем, что ядро растягивается к моменту отрыва от него частицы. Как попытался сделать я в теме о ВКС.
Туннелирование с участием электрона, который в квантовой механике считается материальной точкой, можно попытаться объяснить наличием у электрона объема и формы.

Или туннельный распад невозбужденных стабильных ядер, с небольшим порогом реакции и положительным энергетическим выходом, можно объяснить распределением энергии в ядре, аналогичным распределению Маквелла-Больцмана. О котором тут bozox говорил.
И поставить, тем самым, под сомнение один из экспериментов, которым доказывалось существование нейтрино :).

01.05.2006 18:48#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Возьмите мощный компактный источник электростатического поля и источник медленных электронов, который будет их выпускать по одному.

Мысленный эксперимент - не довод. Он целиком и полностью в Вашей голове, и его результат отражает не более, чем Ваши представления.

>>Что касается атомов, то, думаю, вам известно о таком явлении, как поляризация атома.

А нейтрон состоит из заряженных кварков :) У него, помнится, даже дипольный момент ненулевой намерили.

>>Тогда можно говорить, что и у летящего камня нет траектории :)

Строго говоря. ДА. Но есть разница. Никаким практически осуществимым экспериментом нам не удастся зарегистрировать квантовые свойства камня, и это дает нам основания считать его классическим объектом, и описывать его движение в соответствующих терминах.

Микрочастицы - иное дело. Да, они иногда ведут себя классическим образом. Но иногда они себя ведут образом квантовым, и обнаружить это в эксперименте можно. КМ описывает классический случай, но классмех не может описать квантовый.

Скажем, для задачи об электроне в кинескопе классическое рассмотрение вполне, IMHO, допустимо - потому что оно дает разумные предсказания, согласущиеся с опытом. Никто не запрещает рассматривать электрон в кинескопе с квантовых позиций - но это даст в лучшем случае малую поправку к классическому результату.

Но попробуйте-ка истолковать опыт с двойной щелью с классических позиций. :)

Именно поэтому я и пытаюсь Вам втолковать - микрочастицы представляют собой фундаментально квантовые объекты, что им не мешает иногда (но не всегда!) вести себя классическим образом. А вот "классический объект, который иногда ведет себя квантовым образом" - это ерундистика, противоречие само в себе. Потому что классическое поведение - это частный случай квантового, но не наоборот.

Теперь насчет траектории. Вообще говоря, в физике не редкость, что знакомые из макромира величины при переходе к микроописанию теряют смысл. Взять хотя бы теорию газов. У газа, как мы знаем, есть температура и давление. Все газы состоят из молекул. Но для молекулы ни температуру, ни давление не определить! Как температура, так и давление получаются в микроскопической теории как усреднения микропараметров (температура - мера средней энергии молекул, давление - среднего импульса), при некоторых предположениях о том, что газ в равновесии. И можно придумать такую систему, для которой эти средние не будут иметь никакого физического смысла.

Так же и с траекторией. Для задач, где частица ведет себя классически, можно даже и в квантовом рассмотрении ввести некое представление о локализации частицы - оттуда до траектории один шаг. Но это будет особенностью именно данной задачи, и найдется куча других задач, где понятие о траектории ввести просто нельзя. Потому-то я и говорю Вам, что *в общем случае* у частицы траектории нет, и делать выводы о природе частицы на материале частного класса опытов, игнорируя при этом общий случай, методологически неправильно.

Аналогия (ну люблю я их :)). Мы с Вами рассматриваем геометрические фигуры.

bozox: вот смотрите, прямоугольники. У них стороны не равны.
voix: как же, вот вам квадрат, вот еще квадрат. Они прямоугольники но у них-то стороны точно равны, померяйте линейкой. Значит, у всех прямоугольников стороны равны.
bozox: постойте, вот же прямоугольник два на полтора!
voix: это какие-то прямоугольные свойства...

И так далее.
01.05.2006 22:04#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Мысленный эксперимент - не довод

Проведите реальный :). В результате я уверен.

> А нейтрон состоит из заряженных кварков :) У него, помнится, даже дипольный момент ненулевой намерили

Меня это тоже сначала удивило – откуда у нейтральной частицы магнитный момент?

> Да, они иногда ведут себя классическим образом. Но иногда они себя ведут образом квантовым, и обнаружить это в эксперименте можно

Заметьте, квантовые свойства проявляются у частиц только на расстояниях, сравнимых с размерами частиц.

Представьте планету в виде бублика. К ней приближается астероид. На больших расстояниях все это прекрасно описывается классической физикой – законом тяготения Ньютона. Но как только астероид достигнет планеты и проникнет в дырку "бублика", т.е. когда расстояние между объектами станет сравнимо с размерами объектов, закон Ньютона в лоб применять уже нельзя. Но это не значит, что он перестал действовать, что нужна какая-то неклассическая физика (которую, кстати, можно придумать). На таких расстояниях нужно учитывать форму и размеры объектов.

Так и для частиц. Только сложнее, ведь частицы, как вы помните, это релятивистские шарики с очень сильным полем, которые еще и вращаются, как сумасшедшие :)
02.05.2006 01:06#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Проведите реальный :).

Я Вам предложил проинтерпретировать эксперимент с двойной щелью в рамках классмеха. Можно "не в лоб". Единственное, что нельзя - ссылаться на кванты. Вы в прошлый раз отказались. Вы попробуйте, а я буду вопросы задавать. Где там и как электрончик летает, и почему открытие первой щели влияет на то, как он пролетает через вторую. Будет забавно.

>>В результате я уверен.

Раз так хорошо все знаете - почему вопросы задаете? :)

>>Только сложнее, ведь частицы, как вы помните, это релятивистские шарики с очень сильным полем, которые еще и вращаются, как сумасшедшие :)

Это ВЫ так помните. Мое мнение несколько иное.

>>когда расстояние между объектами станет сравнимо с размерами объектов

Кстати, квантовые эффекты на больших расстояниях таки бывают. См. эксперименты с ЭПР. Там корелляцию между фотонами на расстоянии нескольких километров (!) наблюдали. Ссылку дать?

>>, закон Ньютона в лоб применять уже нельзя. Но это не значит, что он перестал действовать, что нужна какая-то неклассическая физика

То есть Вы утверждаете, что целые поколения физиков ошибались и существенно квантовые явления таки можно описать в рамках классмеханики, путем применения законов таковой "не в лоб"?

Я Вам уже писал - неклассическая физика появилась не просто так, а потому, что эксперименты не лезли в классическую никаким боком. Это утверждение приводится обычно без доказательства, потому что доказательство - это практически все, что было написано в атомной физике примерно с 1900 и до 1925 года. Я надеялся, что для Вас это утверждение тоже самоочевидно. Выходит, ошибся. Тогда давайте по порядку. Я Вам буду про эксперименты рассказывать (со ссылками), а Вы - классическую интерпретацию происходящего строить. И так до первого слива - ответа "не знаю". Тогда Вы публично признаете, что в классическую теорию происходящее не укладывается, и что неклассическое поведение таки существует. Вас такие правила игры устраивают?

А вообще, поменьше самомнения, Александр Юрьевич, если можно. Вы сюда пришли узнавать для себя новое или наставлять уму-разуму других? Вы временами подходите опасно близко к той черте, когда человека записывают в альтернативщики и перестают воспринимать всерьез. Если вправду хотите узнать современную физику, со всеми ее интересностями, то извольте быть готовым, что кой-какие Ваши житейские представления окажутся неверными.

Если же Вы хотите убедить аудиторию, что Вы один умный, а все остальные (Шредингер, Гейзенберг, Дирак и дальше по списку) дураки... ну тогда отношение к Вам будет соответствующее. Сейчас способствовать Вашему просвещению на этом сайте, похоже, один я даю себе труд. Будете продолжать в таком же духе ("я уверен" и точка, а на конкретные вопросы - слив), я тоже перестану Вам отвечать. У меня, между прочим, обдумывание и написание ответов Вам нетривиальное время занимает.
02.05.2006 12:09#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Кстати, квантовые эффекты на больших расстояниях таки бывают

Если вы о телепортации, то нужно разобраться, что там намерили :).
В природе ничего мгновенного не бывает. Это из разряда бесконечной плотности черных дыр.

> Единственное, что нельзя - ссылаться на кванты

Повторяю. На мой взгляд, кванты существуют и источником квантовых эффектов является электростатическое поле частиц. Возможно когда-нибудь, кто-то из физиков (соответствующего уровня) сумеет показать, каким образом это происходит.
Пока на это нет никакой надежды :).

> Если вправду хотите узнать современную физику, со всеми ее интересностями

Моя цель несколько иная. Я хочу узнать, как устроен мир и насколько современная физика приблизилась к его пониманию. Мне бы не хотелось разделять с современной физикой ее возможные заблуждения.

Не знаю, где вы нашли у меня самомнение? Самомнение и сомнение разные вещи :).
Именно поэтому я не принимаю ваше предложение давать классическую интерпретацию квантовым явлениям. Ладно бы я еще физиком был :).
Хотя какие-то общие соображения я здесь излагаю – мнение и самомнение, также не одно и то же.

И не нужно постоянно запугивать меня записью в альтернативщики. Это напоминает былые времена, когда человека, задававшего "неправильные" вопросы, записывали в антисоветчики. В генах у нас это сидит, что ли :)?

В общем, прекращаем бесплодный диспут о философских основах современной физики и продолжим рутинную работу по уточнению неясных моментов в ядерной физике и физике элементарных частиц :).
02.05.2006 17:37#
bozox
Осцилляции или распад нейтрино?
>>Если вы о телепортации, то нужно разобраться, что там намерили :).

Я об эффекте "сцепления" (entanglement). Это другое.

>>В природе ничего мгновенного не бывает. Это из разряда бесконечной плотности черных дыр.

Представление о мгновенной передаче информации вытекает как раз из требования детерминизма :) В рамках копенгагенской интерпретации никакой передачи информации между спутанными, но пространственно разнесенными частицами нету.

>>Возможно когда-нибудь, кто-то из физиков (соответствующего уровня) сумеет показать, каким образом это происходит.

Иными словами, Вам не нравится современная теоретическая физика на философском уровне, и Вы ждете, пока кто-нибудь создаст теорию атомных явлений, удовлетворяющую Вашим представлениям и свободную от квантовой странности? Ну ждите...

>>Моя цель несколько иная. Я хочу узнать, как устроен мир и насколько современная физика приблизилась к его пониманию.

Если Вы считаете, что есть лУчший способ познания мира, чем изучение современной физики - считайте. Я Вам ничем не смогу в этом помочь - все, что я знаю, это физику. И никто на этом сайте не сможет.

>>Мне бы не хотелось разделять с современной физикой ее возможные заблуждения.

Хорошо. Оставайтесь при своих собственных заблуждениях.

>>Не знаю, где вы нашли у меня самомнение?

В том, что Вы постоянно употребляете слово "должно". Должно и все, а если не так - то физики что-то напутали.

>>Самомнение и сомнение разные вещи :).

Вы бы лучше к своей классической интуиции относились с сомнением...

>>Именно поэтому я не принимаю ваше предложение давать классическую интерпретацию квантовым явлениям.

Слив засчитан.

>>Хотя какие-то общие соображения я здесь излагаю – мнение и самомнение, также не одно и то же.

Ваши общие соображения во многом неверны, а попытки Вас разубедить - как об стенку горох.

>>И не нужно постоянно запугивать меня записью в альтернативщики.

Если человек, встретив несоответствие между картинкой в голове и современной физикой, утверждает, что современная физика заблуждается, а он прав - как это еще назвать?

>>Это напоминает былые времена, когда человека, задававшего "неправильные" вопросы, записывали в антисоветчики.


"Альтернативщик" - это не приговор суда. Это просто короткий способ сказать "человек, вести дискуссию с которым я не буду, потому что он так уверен в своей правоте, что его все равно не переубедить".

>>В общем, прекращаем бесплодный диспут о философских основах современной физики и продолжим рутинную работу по уточнению неясных моментов в ядерной физике и физике элементарных частиц :).

Трудно обсуждать неклассическое поведение частиц с человеком, который не признает его объективного существования.
29.04.2006 15:10#
mikech
Осцилляции или распад нейтрино?

Однако, вы так и не ответили, каким боком все это связано с осцилляциями нейтрино?
1. Что заставляет нейтрино, при отсутствии внешних сил, осциллировать из одного типа в другой?
2. С какой частотой происходят такие осцилляции?
3. Откуда берется дополнительная масса при осцилляции нейтрино меньшей массы в нейтрино большей массы? На это затрачивается кинетическая энергия? Осциллирующее нейтрино при отсутствии внешних сил перемещается рывками?

Я думаю ответы практически на все Ваши вопросы Вы можете найти в статье

http://www.yars.free.net/English/Science/YSU/Dept/Phys/DivTheorPhys/papers/SEJ6-5.pdf

29.04.2006 16:21#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
Спасибо за ссылку. С суперпозицией двух состояний стало понятнее.

Интересно, обязательно ли нейтрино должно перемещаться для того, чтобы осциллировать? В состоянии покоя осцилляции имеют место?

Можно предложить еще одну интерпретацию осцилляций нейтрино, если использовать понятие релятивистской массы. При релятивистском вращении тела вокруг своей оси, релятивистская масса (или инерционность) должна, если не ошибаюсь, отличаться при воздействии на тело силы параллельно оси вращения и перпендикулярно.

Теперь, если придать телу вращение вокруг другой оси, не обязательно релятивистское, то при измерении массы данного тела, будут получаться разные значения, которые можно описать вероятностью.
Аналогично для системы взаимодействующих двух тел.

Вообще, проблема дефицита солнечных нейтрино не совсем понятна.
Общее число нейтрино теории соответствует, вот только соотношение электронных и мюонных нейтрино подводит?
03.05.2006 12:24#
mikech
Осцилляции или распад нейтрино?

Интересно, обязательно ли нейтрино должно перемещаться для того, чтобы осциллировать? В состоянии покоя осцилляции имеют место?

В принципе осцилляции нейтрино могут происходить и для покоящихся частиц, но, сами понимаете, наблюдать этот процесс довольно сложно :)

Можно предложить еще одну интерпретацию осцилляций нейтрино, если использовать понятие релятивистской массы. При релятивистском вращении тела вокруг своей оси, релятивистская масса (или инерционность) должна, если не ошибаюсь, отличаться при воздействии на тело силы параллельно оси вращения и перпендикулярно. Теперь, если придать телу вращение вокруг другой оси, не обязательно релятивистское, то при измерении массы данного тела, будут получаться разные значения, которые можно описать вероятностью.

Аналогично для системы взаимодействующих двух тел.

Можно я не буду комментировать эту интерпретацию :)

Вообще, проблема дефицита солнечных нейтрино не совсем понятна. Общее число нейтрино теории соответствует, вот только соотношение электронных и мюонных нейтрино подводит?

Изначально проблема дефицита солнечных нейтрино состояла в том, что наблюдаемый поток электронных нейтрино не соответствовал теоретическим расчетам. После экспериментов Super-Kameokanda и SNO стало окончательно понятно, что солнечные электронные нейтрино по пути из недр Солнца до Земли переходят в другой тип активных (!) нейтрино. Отношение электронных нейтрино к другим типам активных нейтрино (в предположении, что происходят осцилляции) зависит от нескольких параметров (квадраты разности масс нейтрино, углы смешивания). Совокупность различных нейтринных экспериментов (высокоэнергетические атмосферные нейтрино, реакторные нейтрино) дают ненулевую область этих параметров. Поэтому, в принципе, сейчас можно говорить, что проблема дефицита солнечных нейтрино стоит уже не так остро как раньше :) Но считать, что проблема окончательно снята еще тоже к сожалению рано. Дело в том, что эксперименты с тяжелой водой (Kamiokande, Super-Kameokanda и SNO) чувствительны только к высокоэнергичным (больше 5 МэВ) солнечным нейтрино (в основном борные нейтрино). Это составляет приблизительно 0.01% от всего потока. Основную часть составляют низкоэнергетические (берилиевые) нейтрино (см. рисунок). Вот их и нужно ловить. К сожалению эксперименты, которые сейчас могут "почувствовать" эти нейтрино (в частности GALLEX в баксанской нейтринной обсерватории) могут мерить только полный поток, но не энергию нейтрино. Будем ждать результатов BOREXINO, который как раз предназначен для регистрация Ве-нейтрино.

Иллюстрации :
03.05.2006 21:14#
voix
Осцилляции или распад нейтрино?
> Можно я не буду комментировать эту интерпретацию :)

Разумеется :).
Позже у меня будут отдельно вопросы о нейтрино, может там на какие ответите ;).

Спасибо за информацию по солнечным нейтрино.
26.04.2006 21:39#
Осцилляции или распад нейтрино?
"реальная "щель" далека от математической абстракции"
ЗОЛОТЫЕ СЛОВА
Не знаю расчетов по двухщелевой интерференции, где края щелей апроксимировались хотя бы дюжиной квантовомеханически считаемых атомов.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2725

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 16

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия