Higgsin bosonin löytyminen herättää kysymyksen: mitä aine oikeastaan on? Pitkälle ollaan tultu Marxin ja "ikuisen materian" ajoista, jolloin kuviteltiin että materia on jotain triviaalia ja ikuista ja helposti ymmärrettävää. Ruukinmatruunan kirjastolukemistoon joskus aikoinaan kuuluin Vapaa-ajattelijoiden liiton vaikuttajan Vesa Oittisen kirja Marxilainen uskontokritiikki, joka edustaa lähinnä triviaalimaterialismia, ja joka ei mene "materian" määrittämisessään atomiskaalasta eteenpäin.
On kuitenkin selvää, että koko ajan tiedämme enemmän. Atomi todellakin on aineen pienin yksikö - kemiallisesti. Kemian, biokemian ja biologian keinoin ei atomitasolta päästä alaspäin. Ja atomista suurin osa on tyhjää - yli 99% sen massasta on keskittynyt sen ytimeen, jonka läpimitta puolestaan on noin 1/5000 koko atomin läpimitasta - lopun atomista muodostaa ydintä ympäröivä elektronipilvi.
Mutta atomin ytimen muodostaa kasa kahden tyyppisiä alkeishiukkasia: protonit ja neutronit. Triviaaleimmassa atomissa, vedyssä, ytimen muodostaa yksi ainoa protoni, kun taas muissa alkuaineissa on sekä protoneja että neutraaleja. Ytimessä on yhtä monta protonia kuin mikä alkuaineen järjestysluku on; kun taas neutronien määrä vaihtelee. Protonin alkeisvaraus on +1, kun taas elektronilla se on -1 ja neutroni on sähköisesti neutraali nimensä mukaisesti. Omilleen jätettynä neutroni hajoaa noin varttitunnissa protoniksi ja elektroniksi. Koska atomissa jokaista protonia kohti on yksi elektroni, atomit ovat sähköisesti neutraaleja. Protonia ja neutronia kutsutaan yhteisellä nimellä nukleoneiksi (latinan nucleus, ydin). Protonit, neutronit, elektronit. Sillä hyvä.
Mutta 1960-luvulla huomattiin, etteivät nukleonit olekaan aineen pienimpiä rakennusosia, ja Murray Gell-Mann esitti, että nukleonit rakentuvat kolmesta, vielä pienemmästä osasta, joille hän antoi nimen kvarkki. Ei, kyse ei ole maitorahkasta, Kvarkkeja on kuusi eri tyyppiä ("ylös", "alas", "outo", "lumo", "huippu" ja "pohja") sekä niiden antikvarkit, ja kvarkit esiintyvät aina joko kolmisin tai kvarkki-antikvarkki -pareina. Kolmen kvarkin muodostamaa hiukkasta (kuten protonit, neutronit, sigmat tai deltat) kutsutaan baryoniksi (kreikan βαρύς [barys], "raskas"), kun taas hiukkasta, jonka muodostaa kvarkki-antikvarkkipari kutsutaan mesoniksi (kreikan μεσός [mesos], "keskimmäinen"). Kuten arvata saattaa, mesonit, kuten pionit (ei sukua samannimiselle kukkaselle) ja kaonit, ovat hyvin epästabiileja ja hajoavat nopeasti.
Mutta jos on raskas (baryoni) ja keskiraskas (mesoni), niin onko olemassa myös kevyt hiukkanen? Kyllä, ja niitä kutsutaan leptoneiksi (kreikan λεπτός [leptos], "kevyt"), ja niitä ovat elektronit, neutriinot ja taut. Baryoneja (raskaita) ja mesoneja (keskiraskaita) hiukkasia kutsutaan yhteisnimellä hadronit (kreikan ἁδρός, [hadrós], "tiheä") eli tiheät hiukkaset. Hadroneille on yhteistä se, että ne koostuvat kvarkeista, joita sitoo yhteen vahva vuorovaikutus, jonka välittäjähiukkanen on gluoni. Gluonit siis "liimaavat" kvarkit yhteen hadroneiksi - baryoneiksi ja mesoneiksi - joista aine koostuu.
Baryonit, mesonit ja leptonit muodostavat siis alkeishiukkasten kolme luokkaaa. Mutta ne eivät ole aineen pienimpiä rakenneosia, sillä baryonit ja mesonit koostuvat kvarkeista. Tällä hetkellä konsensus on, että kvarkit (ja niiden antikvarkit) sekä leptonit ovat aineen pienimpiä osia. Ne siis ovat "jähmeitä" otuksia - tai pikemminkin energiaa tiivistyneinä valtavan pieneen tilaan. Leptonit, kuten elektronit, ovat täysin pistemäisiä - eikä ole väärin verrata elektronia kuin mikrokokoiseksi mustaksi aukoksi.
Standardimallin mukaan alkeishiukkaset jaetaan kahteen tyyppiin: fermionit (jotka noudattavat Enrico Fermin ja Paul Diracin statistiikkaa ja Paulin kieltosääntöä) eli kvarkit, hadronit ja leptonit) sekä bosonit (jotka noudattavat Albert Einsteinin ja Sathanya Bosen statistiikkaa.
Onko joku vielä kärryillä?
Hyvä. Kvarkit muodostavat hadroneita eli baryoneja (kuten protoni ja neutroni) sekä mesoneita (kuten pioni ja kaoni). Sitten on erikseen leptonit, kuten elektroni, myoni, tau ja neutriinot. Näitä kaikkia kutsutaan siis yhteisnimellä fermionit. Mitä ne bosonit sitten oikein ovat?
Bosonit ovat joko välittäjähiukkasia - ne välittävät vuorovaikutusvoimia - tai yhdistelmäbosoneja. Ja standardimallin mukaan kaikki aine koostuu kuudesta kvarkista, kuudesta antikvarkista, kuudesta leptonista sekä kuudesta bosonista. Nuo bosonit ovat fotoni (välittää sähkömagneettista vuorovaikutusta), W- ja Z-bosonit (välittävät heikkoa vuorovaikutusta), gluoni (välittää vahvaa vuorovaikutusta), vastikään löydetty Higgsin bosoni (antaa hiukkasille massan) sekä teoreettinen gravitaatiovuorovaikutuksen välittäjähiukkanen, gravitoni. Yhteensä siis 24 hiukkasta, jotka jakautuvat neljään "perheeseen". Näiden perushiukkasten ohella on koko legio sekä muutama vexillatio erilaisia muita hiukkasia - sekä teoreettisia että jo havaittuja.
Mutta mitä aine on? Filosofiassa puhutaan materialistisesta monismista, mutta ongelma on ettei materia ole mitään jähmeää eikä kiinteää - vaan tiivistynyttä energiaa, Einsteinin kuuluisan kaavan E = mc2 mukaisesti. Hiukkasfysiikan standardimalli ei ole kyennyt yhdistämään gravitaatiota vielä mukaan Kaiken Yleisteoriaksi (Stephen Hawkingin termi).
Mutta samalla materialismilta putoaa filosofinen pohja. Jos aine on illuusio - siis pelkkää tyhjää höttöä ja energiakeskittymiä - niin miten kaikki olevainen silloin ylipäänsä voi olla ainetta? Eikö ole mielekkäämpää tällöin olettaa, että kaikki olevainen onkin energiaa eikä materiaa? Rauno Räsänen tuo omassa blogissaan esiin hyvän kysymyksen:miksi ylipäänsä yhtään mitään on olemassa, sen sijaan, ettei olisi olemassa yhtään mitään? Pohjimmiltaanhan aine ei ole mitään kouriintuntuvaa, vaan pelkkiä energiatihentymiä sekä sidosenergiaa. Ja tiedämme, että ex nihilo nihil eli tyhjästä on paha nyhjäistä. Ilmaisu “yhtään mitään” tarkoittaa kirjaimellisesti “ei mitään”, eli kaiken olevaisen puuttumista. Tiedämme, että alkuräjähdys on olemassa - mutta miksi ja miten? Räsänen pohtii asiaa ja kirjoittaa: Vastauksessa "universumi on olemassa, koska se popsahti olemaan ei mistään fysiikan lakien mukaisesti" termi “ei mitään” puolestaan tarkoittaakin jotain olevaa, eli tarkemmin kvanttityhjiötä. [Krauss] käyttää termiä “ei mitään” kysymyksessään ja vastauksessaan eri tavoilla ja syyllistyy siksi pahaan ekvivokaatio-virhepäätelmään. Vastaus “universumi ilmestyi kvanttityhjiöstä fysiikan lakien mukaisesti” ei luonnollisestikaan vastaa kysymykseen “miksi ylipäänsä yhtään mitään on olemassa?”, sillä tämä vastaus olettaa, että jotain on jo olemassa, eikä siksi selitä sitä. Ja mistä tuo "jokin" putkahti "ei mihinkään"? Ohessa hyvää pohdintaa aiheesta. Mistä päästään universaalien ongelmaan.
Higgsin bosonin löytymisen myötä tunnemme nyt maailmankaikkeuden historian aika hyvin aina sen alkuräjähdyksen jälkeiseen 10-43 sekuntiin asti. Sitä ennen vallinneeseen ajanjaksoon, nollahetkestä tuohon mitättömän pieneen ajanhetkeen - Planckin epookkiin - emme voi empiirisesti päästä, sillä silloin maailmankaikkeus oli kertakaikkiaan singulariteetissa. Mutta kysymykseen miksi me ylipäänsä olemme täällä ei Higgsin bosoninkaan löytyminen anna vastausta.
Jos gravitoni joskus löydetään, me pääsemme vielä askelta lähemmäs kaiken alkua. Silloin vastauksia ns. perimmäisiin kysymyksiin voidaan todennäköisesti saada.
Thursday, July 5, 2012
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
Posts
39 comments:
"biologian keinoin ei atomitasolta päästä alaspäin"
Tuo oli aika jännä väite. Siis subatomisilla ilmiöillä ei ole mitään vaikutusta biologisiin prosesseihin ja eliöihin?
Itse kyllä väittäisin että subatomisilla ilmiöillä on melko iso vaikutus ollut esim. evoluutiossa mutatoitumista aiheuttavana tekijänä. Mielenkiintoinen kysymys on myös se, että millä tavalla kvanttitason ilmiöt vaikuttavat eliöiden toimintaan.
Muutamia kommentteja. Leptoniperheestä puuttuu myoni ja neutriinot. Neutroni hajoaa protoniksi, elektroniksi JA elektronin antinetriinoksi.
Fermioneilla on puolilukuinen spin, bosoneilla kokonaislukuinen. Mesonit muodostuvat kvarkista ja antikvarkista ja ovat bosoneita.
Gravitaation yhdistäminen muihin vuorovaikutuksiin on kaukainen unelma.
Vahva vuorovaikutuskin on nykyään irrallinen, ja sitä yritetään yhdistää sähköheikkoon vuorovaikutukseen. Tätä hypoteettista yhteinäisteoriaa sanotaan GUT:ksi (Grand Unified Theory).
Jos gravitaatio voitaisiin yhdistää siihen, sitä kutsuttaisiin kaiken teoriaksi (TOE, Theory of Everything).
RM:"Higgsin bosonin löytymisen myötä tunnemme nyt maailmankaikkeuden historian aina sen alkuräjähdyksen jälkeiseen 10^-43 sekuntiin asti."
Emmekä tunne. Olemme kaukana tuosta Planckin ajaksi kutsutusta skaalasta
Planckin ajan tuolle puolelle emme voi edes teoriassa päästä. Sen estää epätarkkuusperiaate.
Itse olen sitä mieltä, että näistä ei kannattaisi paljon edes puhua.
Emme me oikeasti edes tiedä vielä sitä onko maailmankaikkeus syntynyt kertapaukulla ja onko niitä vain yksi. Me emme edes ole nähneet kuin hyvin pienen aavistuksen siitä mitä maailmankaikkeus on. Mittaamisessakin on vielä todella paljon sitä, että mitataan mitä halutaan mitata.
Vältetään kaikki joukolla hybristä ;)
Katso nyt hyvä ihminen tarkemmin, mitä siinä päreessä oikein lukee.
Ennen tekstiä olen kirjoittanut: 'Päre on sitaatti uskonnonfilosofian blogista Usko, järki ja filosofia.'
Linkki tekstiin löytyy tietysti sitaatin alapuolelta.
Mutta jos ammattifilosofin ja minun anarkismini voi sekoittaa noin helposti keskenään, niin kiitos vain. Otan sen kohteliaisuutena.
Kirjoitat, että eikä ole väärin verrata elektronia kuin mikrokokoiseksi mustaksi aukoksi.
Tämä on kyllä minusta "väärin". Planckin etäisyyttä voi pitää jollakin tapaa avaruuden "resoluutiona", sitä pienemmillä etäisyyksillä ei ole mielekästä fysikaalista tulkintaa.
Pienin "musta aukko" missään merkittävässä fysikaalisessa mielessä, olisi planckin etäisyyden säteeltään. Tällaisen mustan aukon massa olisi makroskooppinen, siis se olisi noin 21 mikrogrammaa, painaisi siis saman verran kuin kirpun muna.
Se on kuitenkin noin 2.4*10^22 kertaa enemmän kuin elektronin massa. "Mustasta aukosta" puhuminen on siis erittäin harhaanjohtavaa.
Tomi : "Emmekä tunne. Olemme kaukana tuosta Planckin ajaksi kutsutusta skaalasta
Planckin ajan tuolle puolelle emme voi edes teoriassa päästä. Sen estää epätarkkuusperiaate."
Näin on. Jos pystyttäisiin rakentamaan hiukkaskiihdytin, joka kykenisi tutkimaan Planckin skaalaa (mitä ei tule koskaan tapahtumaan), Planckin aikaa varhaisempaa vaihetta kartoittamaan pyrkivät kokeet tuottaisivat vain minikokoisia mustia aukkoja, eivätkä kertoisi Planckin aikaa varhaisemmasta ajasta mitään.
Tuo Planckin etäisyys ja aika jne, tuottavat aika helposti paranoidin olon maailmankaikkeudesta.
http://www.smbc-comics.com/index.php?db=comics&id=2535
Osaatko RM fysiikkaa vähän enemmän?
Joskus tein yhden tutkimuksen (oli yhden kurssin harjoitustyö), josta en itse tajunnut paljoakaan, eli siinä piti QCD:n avulla laskea jotakin mesonien energiaspektriä. Eli skalaaripotentiaalia, vektoripotentiaalia oli, sekä spinorit, ja Diracin matriisit. Aluksi ratkaistiin Schrödingerin yhtälö kvarkkiparille (mesoni), mutta sitten piti siihen päälle liimata jokin hienorakenne, joka saatiin aaltofunktioista ja QCD:n avulla. Laskut menivät kyllä pieleen, kun proffa ei aluksi oikein osannut itsekään laskea niitä oikein. Meni jotakin approksimaatioita pieleen, eli liikemäärän suhteen katkaistiin sarjakehitelmä liian aikaisin ja sen sellaista.
Pitäisi varmaan käydä kurssi "johdatus hiukkasfysiikkaan" nyt, kun standarditeoria on varmasti oikein.
Alkuaineita pidettiin aikanaan jakamattomina, mutta oppimaton kalastaja kirjoitti Palestiinan mailla 2000 v. sitten:
alkuaineet kuumuudesta hajoavat, ("stoikheia de kausumena lythesontai") eli
"Mutta Herran päivä on tuleva niinkuin varas, ja silloin taivaat
katoavat pauhinalla, ja alkuaineet kuumuudesta hajoavat, ja maa ja
kaikki, mitä siihen on tehty, palavat.
2.Piet.3:10
tähän loppuun vois sanoa tärkeimmän asian, ulkona paistaa aurinko lämpimästi ja linnut laulaa :) nauttikaamme kesästä ..
Minusta on aivan sama onko maailmankaikkeuden perussubstanssi energia tai materia. Joskus kuumotan kvanttiromantikkoja väittämällä että energia on vain materian toinen muoto :D
Tässä jää nyt tärkein asia huomioimatta: mistä tuo otsikko on, kun kaikuu hämärästi tuttuna? Lemin Kyberiaksesta? :)
Nyt kun on loikattu yksi harppaus maailmankaikkeuden datapolulla, lähenee se hetki jolloin maailmankaikkeuden synty saadaan koodattua Higgsin bosoneineen tietokoneohjelmaan ja voimme mallintaa maailmankaikkeuden tieteellisen kokeellisesti.
Ohjelma posauttaa liikkeelle bigbangin. Informaatiosta, eli ykkösten ja nollien ryhmistä koodatut alkeishiukkaset muotoutuvat tuottaen lopulta emäspareja. Siellä jossakin prosessorin sisällä.
Evoluutio tuolla prosessorin sisällä lähtee käyntiin.
No jostakin ykkösistä ja nollista koostuvien emäsparien evoluutiossa syntyy lopulta joku einstein joka huomaa että ohhoh, tää maailmankaikkeuden habbohotelli koostuu lopultakin vain informaatiosta, ykkösistä ja nollista. Tadaa, ihan vaan dataa!
Ne pikku-ukkelit siellä prosessorin sisällä ryhtyvät filosofoimaan ja pohtimaan mitä tuo informaatio oikeastaan on?
Mielenkiinnolla odotan sitä hetkeä, jolloin tuo informaatiosta koostuva pikku-ukkeli päätyy ottamaan kantaa onko prosessorin takana kenties tuuletin, tökkäämään lopulta informaatiosta koostuvan sormensa näytön läpi ja sanomaan, että ohhoh, teoriassa kaikki on mahdollista paitsi informaatiosta koostuvan sormen tökkääminen näytön toiselle puolelle. Informaatiosta ei saa koodattua edes muistitikkua joka kävisi hauskaan datamatkailuun.
ps. tällä kommentilla en ota kantaa minkään älykkään suunnittelun puolesta, eikä tarkoitus ole ottaa kantaa edes jumaluuteen. Kommennti on filosofinen kommentti siitä kun nyt yksi maaimankaikkeuden legopalikka on nyt todennäköisesti löydetty, todella lähestymme tieteen teoriasta tieteelliseen faktaan, joka mahdollistaa seuraavien askeleitten ottamisen. Filosofista ajatusleikkiä mihin tuo polku lopulta johtaa.
Aika monimutkaiselta vaikuttaa teoria hiukkasista ja "kaikesta". Olisikohan jossain nykyajattelun ulkopuolella elegantimpi ratkaisu.
acc
Jebu, Stanislaw Lemin Kyberiaksesta, siitäpä hyvinkin ;-)
Ano, ei. Materia on energian erikoistapaus.
TM: "Planckin etäisyyttä voi pitää jollakin tapaa avaruuden "resoluutiona", sitä pienemmillä etäisyyksillä ei ole mielekästä fysikaalista tulkintaa.
"
Olen samaa mieltä. Samoin Planckin aikaa varhaisemmasta ajasta on melkoisen vaikea sanoa, missä määrin on järkevää edes ajatella sen olleen olemassa.
Jos siihen löytyy joskus vastaus, niin itse (ei-fyysikkona) arvelen siihen tarvittavan nykyistä perusteellisemman ja kattavamman fysikaalisen selityksen sille, mitä aika oikeastaan on.
Ano 1, komppaus. Elektroninsiirtoketjut ovat oleellinen osa elämää ylläpitäviä reaktioita, fotosynteesi ja soluhengitys ny ihan vaan esimerkkinä. Biologian mittaustuloksia saadaan semmoisilla vimpaimilla kuin pyyhkäisyelektronikuvauksella ja positroniemissiotomografialla.
Ano 3 Pietarin oppimattomuus oli suhteellista. Kreikkalais-roomalaista sivistystä hänellä ei ehkä ollut, mutta hän olisi luultavasti pystynyt pwnaamaan minut haLachassa jo pikkupoikana ja ymmärsi teologian päälle varmasti enemmän kuin nämä nykyajan queertutkimuksella aikaa tappaneet ja heprean sääliykkösellä tenttineet alan osaajat.
Sivumennen sanoen, Lem:n Kyberias on suositeltavaa luettavaa kaikille... Se on kieli poskessa kirjoitettu novellikokoelma, joka räjäyttää tajunnan.-)
http://vimeo.com/41038445
Mielenkiintoinen video aiheesta ja
pieni muistutus miten vähän me itse asiassa tiedetään
Jos maailmankaikkeudesta jotain 5% on tunnettua ainetta, 20% pimeää ainetta ja loput 75% kellään ole minkäänlaista hajua niin eihän me tiedetä juuri mitään. Ja sitten jostain syystä universumi laajenee kiihtyvästi koko ajan ja materian määrä suhteessa siihen pienenee.
IDA:n kommentti on järkevä.
Maailmankaikkeiden rakenteen ymmärtämisessä olemme edelleen alkeistasolla.
Kukaan ei tiedä edes sitä miksi fotoni liikkuu. Tai mikä on sen rakenne.
Jaassu, tasta on vaannetty ennenkin. Fotonilla ei ole rakennetta. Fotoni liikkuu valonnopeudella, kun ei muuta voi.
Paikoillaan oleva fotoni on tuhoutunut fotoni.
Maailmankaikeuden energiajakauma, jossa baryonista ainetta on 5%, pimeaa ainetta on 20% ja pimeaa energiaa 75%. Pereustuu olettamukseen homogeenisesta ja isotrooppisesta maailmankaikkeudesta.
On malleja, joissa ei ole pimeaa energiaa (=tyhjion energia).
Tomi, jos et keksi järkevää sanottavaa niin parempi olla sanomatta.
Fotonilla on jonkinlainen rakenne, jos sillä ei sitä olisi se ei olisi olemassa. Rakenne määrää sen energian ja on ainakin osasyy siihen miksi se ei pysy paikallaan.
Itse luulen että materia muodostuu samoista osasista kuin fotonitkin koska massallisia hiukkasia pystytään hajoittamaan fotoneiksi. Kysymys herääkin että miten fotonit(tai niiden perusrakenteet) ovat sitoutuneet toisiinsa siten että ne muodostavat massallisen hiukkasen.
Jospa massa muodostuukin siitä että on ryhmä fotoneita jotka sitoutuneita toisiinsa niin että niiden suuntavektorit kumoavat toisensa. Miten tällainen hiukkanen mahtaisi käyttäytyä ?
Ehkä kuten massallinen hiukkanen.
Jaassu, nyt olet täysin pihalla.
Vaikka kuinka väität, että fotoneilla olisi rakenne, niin niillä ei kuitenkaan ole.
Mitään teoreettista syytä fotonien rakenteelle ei ole. Eikä sellaista ole myöskään havaittu.
Kvanttielektrodynamiikka teoriana toimii loistavasti ilman fotonien sisäistä rakennetta. Kaikki ennusteet, jotka on laskettu kvanttielektrodynamiikasta ovat loistavasti yhteneviä kokeiden kanssa.
Vaikka kuinka maallikko haluaisi kaikilla olevan sisäisen rakenteen sellaista ei välttämättä ole olemassa.
Kukaan fyysikko ei esitä, että fotonilla olisi rakenne. Rakennetta ei tarvita yhtään mihinkään.
Tomi, jos et ymmärrä niin et ymmärrä.
Et ymmärrä sitä teoriat eivät selitä, ja mitä ilmeisemmin myöskään sitä mitä ne selittävät.
Jaassu, lisätään vielä.
Teoriaa muutetaan vain silloin, jos kokeet ta havainnot löytävät jotain, jota teoria ei pysty selittämään.
Toisaalta teoriaan ei lisätä mitään ylimääräistä, jos sille ei kokeellisten tulosten mukaan ole tarvetta. Fotonin rakenne oli tällaista ylimääräistä tauhkaan, jota tarvita mihinkään. Joten Occamin partaveitsellä se heitetään pois.
Tomi:
"Vaikka kuinka maallikko haluaisi kaikilla olevan sisäisen rakenteen sellaista ei välttämättä ole olemassa. :)
I rest my case. Toisaalta tiede tarvitsee papistonsa, koska vaikuttaahan se nyt itsestään selvältä, että sillä on rakenne ( sisäisestä rakenteesta ei ole puhuttu ), onhan valokiilallakin selkeä, sumearajainen rakenne.
Jaassu, selitäppä ihan joutessasi mitä kvanttielektrodynammikka selittää? Ja kerroppa ne sähkömagneettiset ilmiöt joita se ei selitä.
Fotonia ei voida tarkastella tuhoamatta sitä. Fotonin mittaus tuhoaa sen.
IDA, hiukkanen on rakeenteeton tai sisäinen rakenne. Rakenteesta puhuminen tarkoittaa aina sisäistä rakennetta.
Fotonia ei edes pidä mieltää hiukkasena. On parempi, että sitä ei miellä yhtään minään.
Fotonilla on tietyt fuýsikaaliset ominaisuudet, jotka voidaan mitata. Mikään näistä ominaisuuksista ei viittaa rakenteeseen. Fotonista ei voida tietää yhtään enempää kuin se, mitä mittauksilla siitä selville saadaan.
Kvanttielektrodynamiikka ennustaa teoreettisesti fotonin ominaisuudet ja mittauksilla kaikki nämä ominaisuudet on löydetty.
IDA, valokiilalla onkin rakenne se koostuu lukemattomista fotoneista, tai jos tulkitsee toisin, oskilloivista sähkö- ja magneettikentistä.
No jos fotonilla on omat, yhtenäiset ja toistuvat ominaisuutensa, niin siinä on jo rakenne.
IDA, rakenne tarkoittaisi sitä, että fotoni koostuisi muista hiukkasista.
Jaassu mitään hiukkasia ei voida varsinaisesti hajottaa fotoneiks8 (jotkut mesonit hajoavat pelkiksi fotoneiksi, koska koostuvat kvarkki ja antikvarkki parista).
Annihilaatio, jossa syntyy kaksi fotonia tapahtuu hiukkasen ja antihiukkasen välillä.
Päinvastaistaista, jossa fotonista muodostoo hiukanen-antihiukkanen-pari kutsutaan parinmuodostumiseksi.
No jos fotonilla on omat, yhtenäiset ja toistuvat ominaisuutensa, niin siinä on jo rakenne.
Jep, tosin tuo rakenne lienee aika erikoinen jos se ikipäivänä kyetään selittämään. Fotoni muodostuu jostakin koska se on olemassa.
Sen ymmärtäminen saattaa viedä joskus fysiikkaa roiman askeleen eteenpäin.
Ehkä tyhjä tilakin on jonkinlainen rakenne. Ja tilan rakenne ja fotonit ovat jollakin tapaa sidoksissa keskenään.
Tomi:
"IDA, rakenne tarkoittaisi sitä, että fotoni koostuisi muista hiukkasista."
No ei suinkaan tarkoita. Jos sillä on vaikuttavat ominaisuudet sillä on myös rakenne. Emmehän me voi ajatella, että olisi aina samalla tavalla vaikuttavia hiukkasia, joita ei kuitenkaan itse asiassa rakenteellisesti ole hiukkasina. Ja ellei sillä ole vaikuttavia ominaisuuksia sitä ei ole, eikä sillä silloin ole rakennettakaan.
Jos fotonilla ei ole muita kuin matemaattisesti teoriaan vaikuttavia ominaisuuksia, niin silloin sen voi tosiaan ainakin toistaiseksi unohtaa. Se ei välttämättä ole fotoni, vaan jotain ihan muuta, jonka vaikutuksista valo olisi riippumatonta.
Tämä keskustelu on aivan kummallinen. Lähinnä koska siinä kiistellään vain siitä mitä "rakenne" tarkoittaa. Tomi on tässä enemmän oikeassa, koska rakenne tarkoittaa yleensä sitä että jokin rakentuu jostain muusta. Fotoni tietenkin voisi koostua jostain, mutta tällaisesta ei ole yhtään mitään evidenssiä.
Ominaisuus taas tarkoittaa sitä mitä jokin "on" ei sitä mistä se on tehty. Yllä olevilla rakenteen puolesta esitetyillä argumenteilla on selvästi sellainen oletus, että jos jotain voidaan havaita, sillä on oltava rakenne. Mutta tästä kyllä seuraa että joko rakennehierarkia on ääretön, tai että on olemassa taso, jonka alapuolella olevaa rakennetta ei voida havaita.
On sitten jonkinlainen makuasia, miten tämä jälkimmäinen oikeastaan eroaa siitä, ettei ole rakennetta.
Arkikielen käsitteiden sovittaminen hiukkasfysiikkaan on muutenkin turhaa, koska mielikuvamme pienistä pallukoista törmäilemässä ovat erittäin harhaanjohtavia.
"Ominaisuus taas tarkoittaa sitä mitä jokin "on" ei sitä mistä se on tehty. Yllä olevilla rakenteen puolesta esitetyillä argumenteilla on selvästi sellainen oletus, että jos jotain voidaan havaita, sillä on oltava rakenne."
Siis, jos se voidaan toistuvasti havaita samanlaisena. Toki on turhaa puhua asiasta luonnollisella kielellä, enkä koe tätä kiistelyksi, mutta korrrrostan sitä, että en nyt ajattele mitään massaa ollenkaan rakenteen yhteydessä.
Fotoni siis muodostaa samanlaisen rakenteen suhteessa havainnointiin aina kun sitä havainnoidaan. On toki makuasia kutsutaanko tätä fotonin rakenteeksi, mutta varmaa kuitenkin on, että fotoni muodostaa rakenteita.
Nipotan. Fotoni saa aikaan asioita. Toki voidaan sanoa että (gravitaatiota lukuunottamatta) kaikki arkikokemuksen piirissä olevat asiat ovat fotonien aikaansaamia. Myös rakenteet. Tämä nyt ihan siksi että fotoni välittää sähkömagneettiset vuorovaikutukset, ja siksi arkinen aineen rakenne (pl inertia ja gravitaatio) on fotonien muodostamaa, tai oikeammin välittämää.
Post a Comment