необычная физика. физика необычного.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/ZHWgpB9-I0tBJAxL?from_site=mail
Механизм появления частиц из ниоткуда

3 минуты
11,5 тыс прочтений
30 мая 2023






Вокруг появления частиц из ниоткуда (читай как из "вакуума") очень много разговоров. Научно-популярные источники регулярно публикуют сведения о том или ином исследовании, в котором удалось получить частицу из пустоты. Причём, речь идёт не о виртуальных "расчётных" частицах, а вполне себе материальных массивных объектах.


Возможно это выглядит так

Самое интересное во всём этом деле - механизм появления частицы из вакуума. По сути это эквивалентно материализации частицы из пустого места. Это ставит физику где-то рядом с эзотерикой. Правда есть тут некоторые важные моменты, о которых следует узнать.

Начнём с того, что такой процесс хорошо известен в физике и есть подробная статья об этом на википедии - это называется "рождение пар". Процесс, обратный аннигиляции. Именно это происходит при работе коллайдера и также уже хорошо известна и описана методика насыщения энергией вакуума для рождения новой частицы с помощью лазеров.


Выглядит эффект Швингера примерно так :))

Кроме того процесс формирования пар из частиц и античастиц известен как эффект Швингера. Правда тут механизм слегка иной - вакуум "ломают" с помощью мощных электромагнитных полей и это приводит к рождению частиц. Об успешности подобных экспериментов тоже многократно писали. Помимо этого есть и космологическая теория о появлении частиц в результате действия гравитации.

Как именно всё это работает никто пока не знает и конкретный механизм формирования частицы не описан. Ну или я не нашёл этого описания, поэтому если у ас есть такие сведения - делитесь пожалуйста в комментариях. Но зато есть теоретические предпосылки, которые позволяют подтвердить, что процесс вполне возможен.

Первая - это знаменитая Эйнштейновская формула, которая подразумевает связь массы и энергии. В случае коллайдера частицы разгоняются и наделяются энергией и после столкновения эта энергия частично переходит в новую массу. Получается, что с помощью энергии можно создавать материю практически из пустоты.
Почему "практически из пустоты"? Потому что следующая теоретическая основа для этого процесса - это отсутствие абсолютного вакуума.

Абсолютный вакуум или полная пустота есть только абстрактное представление или идеальная модель. Почти как идеальный газ. В реальности абсолютный вакуум создать практически невозможно, а если и допустить его формирование, то к этому процессу подключаются представления о полях.

По мнению физиков в любом якобы пустом месте существуют квантовые поля. Эти квантовые поля могут иметь самую разную природу и полностью не изучены.

Наличие полей того или иного типа хорошо демонстрирует эффект Казимира.


Эффект Казимира

Я подробно описывал его в Telegram проекта. Если коротко, то это притяжение двух пластинок под действием сил, формируемых в результате появления разного количества частиц в зоне между пластинами и снаружи их.

Если представить, что такие поля и правда существуют, то механизм формирования "из пустоты" становится более или менее логичным.

Ведь если наполнить квант поля внешней энергией, то что мешает кванту становиться массивной частицей.

Это, между прочим, слегка упрощает восприятие и виртуальных математических частиц. Ведь виртуальная частица при получении внешней энергией становится уже реальной, что делает всю нелюбимую многими математическую физику вполне себе актуальной. Выходит, что и правда всё это математическая модель, причём работающая.


Примерная схема рождения

Исходя из приведённой информации сам механизм появления частицы из пустоты сводится к насыщению вакуума, который на самом деле не пуст и содержит разные квантовые поля, внешней энергией. Как получить эту энергию уже будет не столь важно. Это могут быть излишки при столкновении или прямое насыщение лазером.
Дальше эта энергия КАК-ТО взаимодействует с ЧЕМ-ТО в пустоте и в результате такого взаимодействия формируются реальные частицы (читай как "новая материя").
Про столкновение частиц можно было бы предположить, что сам процесс удара "выбивает" новые частицы из сталкиваемых объектов. По крайней мере так это часто рисуют на схемах. Но, по всей видимости это не совсем так. Ведь исходное количество материи сохраняется и дополняется новым. Значит, новая масса действительно сформирована из окружения.
https://dzen.ru/video/watch/64999ef4063a8d01ae35b1e0

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/ZzjD7HAqKFi7I0UT
Теория относительности под вопросом – Анализ 100 млн галактик показал расхождения

2 минуты
22,5 тыс прочтений
16 ноября


Одной из величайших загадок космоса является факт, что Вселенная не только постоянно расширяется, но и делает это с возрастающей скоростью. Принято считать, что за это отвечает тёмная энергия. Проблема в том, мы до сих пор не знаем, что она собой представляет.



Пытаясь разгадать эту тайну, учёные тщательно изучают поведение гравитации как в нашем непосредственном окружении, так и в ранней Вселенной, удалённой от нас на миллиарды световых лет. Недавние исследования преподнесли новую загадку.

Читайте: Межзвёздный туннель возле Солнца: революционные результаты исследований

Загадка далёкой Вселенной: гравитация ведёт себя иначе

Общая теория относительности (ОТО), разработанная Альбертом Эйнштейном, остаётся лучшим описанием гравитации, которое человечеству удалось создать.


На протяжении десятилетий учёные пытались опровергнуть её, проверяя, как в лабораторных условиях, так и в экстремальных областях Вселенной, например, вблизи сверхмассивных чёрных дыр. До сих пор ОТО успешно выдерживала все испытания.
Международная группа исследователей недавно сообщила об обнаружении определённых расхождений между предсказаниями общей теории относительности и наблюдательными данными, собранными в рамках обзора Dark Energy Survey (Обзора тёмной энергии).
Согласно последним исследованиям, гравитация, похоже, ведёт себя несколько по-разному в далёкой Вселенной, чем в современную эпоху. Возможно, общая теория относительности не работает, по крайней мере, в некоторых областях Вселенной.


Общепринято, что массивные объекты искривляют пространство-время вокруг себя. Если такими массивными объектами являются звёзды, галактики или массивные чёрные дыры, мы можем наблюдать эффект гравитационного линзирования с больших расстояний.
В рамках обзора Dark Energy Survey учёные создали карту сотен миллионов галактик во Вселенной, как близких, так и удалённых на миллиарды световых лет. Анализируя данные, исследователи сосредоточились на искривлениях пространства-времени вокруг ста миллионов галактик, находящихся от нас на расстоянии 3,5, 5, 6 и 7 миллиардов световых лет, сравнивая их с ОТО.
К удивлению, гравитационные колодцы вокруг галактик, находящихся на расстоянии 6 и 7 миллиардов световых лет от нас, ведут себя в соответствии с предсказаниями ОТО. Однако для галактик на расстоянии 3,5 и 5 миллиардов световых лет гравитационные колодцы оказались более мелкими, что приводит к определённым отклонениям от теории.


Теоретически возможно, что гравитация ведёт себя по-разному на различных космологических расстояниях. Однако здесь следует сделать важную оговорку: учёные подчёркивают, что обнаруженные несоответствия никоим образом не опровергают общую теорию относительности, а лишь вызывают интерес и стимулируют дальнейшие, детальные исследования.
К счастью, в скором времени исследователи смогут сравнить эти измерения с данными, получаемыми космическим телескопом Euclid. Этот новый телескоп будет иметь доступ к информации о 1,5 миллиардах галактик, что, возможно, позволит тщательно изучить эти несоответствия в одной из важнейших научных теорий в истории.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/ZaPS17V8xyIEL7AP?from_site=mail
https://dzen.ru/video/watch/66f9654a281c58660d0663ef
Почему знака у заряда на самом деле не существует?

4 минуты
8068 прочтений
14 января






Когда мы только начинаем изучать тему "электричество", первым делом нам рассказывают, что бывают такие "электрические заряды". И бывают они положительные и отрицательные. Стало быть, со знаком плюс и минус. Сначала мы это просто запоминаем. Но если потом вдруг захочется осознать реальную физику окружающего мира, то вопросов будет ну очень и очень много.


Знак заряда

И знаете, где стоило бы насторожиться?

В тот момент, когда незримой нитью через текст повествования проходит фраза, что "положительные и отрицательные заряды - это лишь условное разделение".

Здесь начинается главная проблема. Можно просто принять существование таких зарядов и тогда вся дальнейшая физика прекрасно выстраивается в общую логику. Зато если поковыряться в учебнике и постараться найти ответ чем, собственно говоря, заряды отличатся друг от друга и почему это так, результата не будет.
Давайте попробуем вместе разобраться, чем положительный заряд отличается от отрицательного.
Что вообще такое заряд

Электрический заряд - это скалярная физическая величина, которая характеризует...количество электричества. Иначе и не скажешь. Это самая простая и прозрачная формулировка. Но само "количество электричества" - вещь весьма абстрактная, которая ни о чём нам не говорит. Важно проявление этого явления на практике.

Заряд - это не просто абстрактное понятие, а термин, который описывает способность объекта вступать в электромагнитные взаимодействия.

Так уже яснее и даже становится понятным, для чего всё это вообще нужно в физике. И отсюда растут ноги или уши. У кого что.
Так уж получилось, что электромагнитные взаимодействия объектов не совсем-таки одинаковые и это различие надо было как-то описать. Одно тело притягивало другое тело, а в некоторой аналогичной ситуации отталкивало следующее. Как так получается...Ну наверное просто заряды...Разного знака! Потому и отталкивают или притягивают. К слову, рассуждения про отрицательную массу пошли по этому же пути.
Было решено, что электроны - это отрицательные заряды. Просто принято условно и от фонаря! Не то, чтобы я тут критиковал всю классическую физику. Но только прочитайте ещё раз - просто было предположено, что электрон отрицателен.


Дальше электроны стали носителями заряда, которые способны переходить с тела на тело и тем самым создавать избыток или недостаток заряда своего знака. Помните стандартные опыты с щёлком, стеклом и расчёской. Когда мы гладим кота, мы просто перемещаем электроны. Поэтому, и генератор тока выполняет работу по отделению зарядов одного знака от другого, а не просто "качает элекстричество".
Ну а носитель положительного заряда - это протоны.
Не сложно догадаться, что протон из ядра атома просто так не вытащить, поэтому и перенос заряда отнесён к электронам, и электрический ток связан с электронами, и всё держится на электронах.
Так чем тогда заряды отличаются физически?

Прямого ответа на этот вопрос найти не получится. Чаще всего в учебнике физики говорится про различие тел, но не про отличия самих зарядов друг от друга.

Отличие положительно заряженного тела от отрицательно заряженного в том, что у первого недостаток электронов, а у второго - избыток.

А вот такие картинки вводят в заблуждение даже относительно классической логики

Эта логика очень хорошо впоследствии привязывается и ко всей теории электротехники. Вот только... Реальной физической причины для этого нет. Она не сформулирована как, например, сформулировано отличие красного цвета от зеленого, которые различаются из-за длины отраженной волны.
Точнее...Справедливо будет сказать, что физические различия, вероятнее всего, и правда есть. Но вся классическая логика строилась, пока причина эта была точно не ясна. Скажу больше - не знали даже таких слов.

Сегодня вопрос свойств заряда пытаются объяснить посредством кварков. Разное строение и набор кварков у тела - разный заряд. Но это скорее способ объяснить факт взаимодействия, а о различии именно зарядов пока внятных предположений даже и нет.

Современная физика предполагает, что две частицы с противоположными свойствами окружены виртуальными фотонами и порождают кванты поля, которые, проходя сквозь другие частицы, оказывают на них некоторое влияние.

Влияние выражается в виде того самого знаменитого отталкивания или притяжения.


Не нашёл такой картинки применительно к зарядам, но логика такая

Тут напрашиваются два возможных варианта. Причём, исходить всегда из постоянного нахождения объектов в поле:

• Либо сами частицы разориентированы относительно друг друга и посредством поля тогда толкают друг друга.
• Либо частицы с разными зарядами сами являются колебаниями поля и все время пульсируют в противофазе, а тем самым отталкиваются и притягиваются

Для теоретической физики тема, на самом деле, остаётся до сих открытой. Рассуждения о связи этих взаимодействий с электромагнитным полем делают предположения похожими на описание природы гравитации посредством теории относительности Эйнштейна. Это не так-то и плохо, поскольку ставит рассуждения в один ряд с базовой логикой построения всего вокруг. Кроме того, всё это прекрасно описывает постоянную связь электричества с полем.
Ведь что толкает электроны по проводнику согласно классическим представлениям? Конечно же, поле!