Plot: dlaczego neutrony się rozpadają?

dlaczego neutrony się rozpadają?

This plot has expired
Sections of Forum » Nauka

Date of adding	Author	Title
28-04-2014 18:05	atto (627 points) (banned)	dlaczego neutrony się rozpadają?
Może ma zerową energię wiązania i stąd ta nietrwałość? Wyliczenie z prostego modelu chyba to potwierdza. Przyjmujemy że neutron jest po prostu parą e + p, czyli coś jak atomu wodoru, ale elektron ma tam zbyt dużą prędkość, co zeruje energię wiązania. dla małych prędkości mamy warunek: mv^2/r = eE = k/r^2 stąd: mv^2 = k/r, co znaczy że: Ek = -0.5Ep; czyli energia kinetyczna jest dwa razy mniejsza od -Ep - stąd energia wiązania, i trwałość układu. Ale wedle wzorów z STw energia kinetyczna rośnie szybciej z prędkością niż v^2, czyli istnieje moment w którym otrzymamy: Ek = -Ep, i dokładnie zero energii wiązania. Przyjmując że tak jest w przypadku neutronu, można wyznaczyć promień neutronu, i jeśli wyjdzie poprawny wtedy już w zasadzie można sobie chyba darować te współczesne modele jąder - siły jądrowe i inne takie at hot zgadywanki. m.gamma * v^2 = k/r => r = ... i znamy masę neutronu: jest większa od protonu o około 1.3 MeV, czyli o 2.6 elektronów; odejmujemy z tego 1, i pozostaje 1.6, mnożymy teraz to przez 2, z uwagi na Ek = -Ep; zatem współczynnik gamma musi być równy 3.2, co daje prędkość: v = 0.95 c I sprawdzamy: m 3.2 * (0.95c)^2 = 1.44 MeV zatem promień neutronu powinien być równy około: r = 1 fm, chyba poprawny... Dla pewności dodatkowo sprawdzimy moment magnetyczny neutronu: un = -1.9 magnetonów jądrowych, czyli magneton Bohra/1836. Skoro neutron to proton plus orbitujący elektron, to wypadkowy moment jest sumą: un = up + ue, moment protonu: up = 2.8, zatem pozostaje -4.7 - z orbity elektronu! u = e/2 r v, zatem wystarczy podstawić... wychodzi 4.74. Deuter ma dwa protony, więc tam potencjał się podwaja, więc energia elektronu już tego nie przekracza, i stąd trwałość - wiązanie około 2Mev. Jak widać modele sił jądrowych są zbytecznym... kwiateczkiem do kożucha; Synteza p-p - samych protonów? 70 lat próbują - prześwietny pomysł fizyków jądrowych. I dalej: można sobie sprawdzić że dla cięższych jąder średnia energia na w przeliczeniu na neutron, tj. elektron, biega w pobliżu 12 MeV - dlaczego 12? No, bo 12^2 = 144, co jest blisko 137. Tam jest znowu trzymany warunek Sommerfelda-Bohra: l = nh/p ! ale dla dużych prędkości p = gamma mv, i warunek nie może już być spełniony... o ile potencjał nie wzrośnie właśnie aż 137 razy! Minimum jest n = 1, i wodorze mamy to spełnione dla v = c/137, zatem dla v ~ c, musi być 11-12 razy zmultiplikowany potencjał na elektron, bo tylko wówczas to się nam skasuje: 137 / Z^2 =~ 1, i dopiero teraz odzyskujemy poprawną długość fali de Broglie'a! Simple Kissing problem.

Author can remove replies violating regulations or out of topic.

28-04-2014 19:17

Katsura (83 points)
Jestem kompletnym laikiem jeśli chodzi o jakiekolwiek obliczenia matematyczne niż inne od tych w prostym kalkulatorze, więc głębszej wiedzy fizycznej nie liznę, ale ponoć są także hipotezy, że protony też mogą się rozpaść po DŁUGIIIM czasie. Czy panowie i panie bardziej w obyci w tych sprawach mogą mi powiedzieć czy do czegoś w tym temacie się doszło?

28-04-2014 20:25

Jacholek (5699 points)

>hipotezy, że protony też mogą się rozpaść po DŁUGIIIM czasie. Czy panowie i panie bardziej w obyci w tych sprawach mogą mi powiedzieć czy do czegoś w tym temacie się doszło?
Jakieś 20 lat temu prowadzone były eksperymenty sprawdzające teoretyczną możliwość rozpadu protonu, ale wyniki były negatywne wskazując na to iż czas życia protonów , o ile się w ogóle rozpadają, przekracza wielkość rzędu 10^34 lat. Wiele z tych eksperymentów przestawiły się wówczas na poszukiwanie prawie nieuchwytnych neutrin pochodzenia kosmicznego.
A tak przy okazji ( to adresowane do autora tego wątku) to proton ma dobrze zbadaną strukturę kwarkową, więc zabawy numeryczne w obrazku systemu proton-elektron pachną myszką. Polecam zapoznanie się z elementami chromodynamiki kwantowej wyjaśniającej z dużą dokładnością to wszystko co dzieje się na poziomie struktur kwarkowych.

28-04-2014 23:01

atto (627 points)
(banned)

>A tak przy okazji ( to adresowane do autora tego wątku) to proton ma dobrze zbadaną strukturę kwarkową, więc zabawy numeryczne w obrazku systemu proton-elektron pachną myszką. Polecam zapoznanie się z elementami chromodynamiki kwantowej wyjaśniającej z dużą dokładnością to wszystko co dzieje się na poziomie struktur kwarkowych.

Na poziomie kwarkowym fizyka jądrowa nie działa w ogóle.
Nie potrafi przewidzieć rozmiarów, masy, ani momentów mag. protonu, jak i neutronu.

Z czego jest proton mnie tu nie interesuje, ale neutron na pewno jest układem p + e, z zerową energią wiązania, albo prawie.

Mamy deuter i tam elektron może osiągać prędkości prawie c, i układ pozostanie trwały, bo potencjalna jest duża - dwa razy większa niż +1e.

Po rozerwaniu deuteronu mamy p i n osobno, i sam n musi się rozpaść, bo jeden proton ma za cienki potencjał że utrzymać tak szybki elektron: Ek + Ep >= 0.

Fizyka jądrowa jeszcze nie istnieje (przynajmniej w jawnych - cywilnych instytucjach), stąd też te skecze z zimną fuzją, w których ewidentnie dawno obalono model sił jądrowych... kolorowych czy też tylko mono-zielonych.

29-04-2014 09:14

Jacholek (5699 points)

Chromodynamika kwantowa funkcjonuje doskonale w zakresie perturbacyjnym (wysokie energie) i robi postępy w obszarze nie perturbacyjnym (niskie energie) dzięki rozwojowi technik obliczeniowych (Lattice calculations). Właśnie w Warszawie trwa międzynarodowa konferencja DIS2014 poświęcona badaniom struktury wewnętrznej hadronów (funkcje struktury). Polecam skontaktowanie się z ekspertami w tej dziedzinie lub zapoznanie się z bogata literaturą naukową w tej specjalności fizyki cząstek.

www.usqcd.org/

29-04-2014 15:36

atto (627 points)
(banned)

Można wymyślać przeróżne modele oparte o nowe, abstrakcyjne, matematyczne pojęcia, ale to nie jest fizyka, lecz opisywanie i prognozowanie.
Podobnie jak model Ptolemeusza, który przewidywał perfekcyjne pozycje planet na całe wieki.

Albo weź te dzisiejsze metody z modelowaniem komputerowym nutacji i precesji osi Ziemi.
Na czym to polega?
Masz tam ze 100-200 harmonicznych, więc wyznaczasz tylko współczynniki szeregu tryg., zwykle Czebyszewa, no i masz perfekcyjną zgodność - pewnie do 15 cyfr, bo tyle komputery obsługują z marszu - typ double.

Fizyka, czy w ogóle nauka, zajmuje się dochodzeniem przyczyn, zasad funkcjonowania, bada mechanizmy zjawisk, czyli wyjaśnia sprawy a nie tylko opisuje to co widać, za pomocą przypadkowych pojęć, których sensu i znaczenia nikt nigdy nie pozna, bo one po prostu nie istnieją: jak spin połówkowy, splątania kwantowe, zakaz Pauliego, zasada nieoznaczoności, siły jądrowe, kolorowe, gluony, spinony, chargony, partony, ect.

O! Jaka jest energia wiązania protonu w modelu kwarkowym?
Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a nie gigantyczną superatę!

Ten model nie przewiduje trwałych nukleonów.

Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.

Moment magnetyczny również się zgadza: 2 x up - dwa protony są tu sparowane,
i plus z cyrkulacji elektronu, około -4.7, suma: 5.6 - 4.7 = +0.9

Cudowna seria koincydencji?

29-04-2014 17:18

Jacholek (5699 points)

>Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a >nie gigantyczną superatę!
Nukleon to nie tylko kwarki ale i gluony, ktorych samooddzialywanie kreuje obserwowana mase.

>Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.
Niestety energia wiazania deuteronu to 2.2 MeV
>Moment magnetyczny również się zgadza: 2 x up - dwa protony są tu sparowane,
>i plus z cyrkulacji elektronu, około -4.7, suma: 5.6 - 4.7 = +0.9
>Cudowna seria koincydencji?
>
To jest numerologia jak np w przypadku szukania zwiazku pomiedzy promieniami planet w ukladzie slonecznym...

29-04-2014 21:18

atto (627 points)
(banned)

> >Przecież kwarki są setki razy lżejsze od protonu, więc po trwałym związaniu układ powinien mieć deficyt masy, a >nie gigantyczną superatę!
>Nukleon to nie tylko kwarki ale i gluony, ktorych samooddzialywanie kreuje obserwowana mase.

Jasne, ale ja obstawiam że tam są... tłuste bany.

>>Wiązanie deuteronu: 1.44 MeV, czyli dokładnie tyle, ile dojdzie z podwojenia potencjału - drugi proton.
>Niestety energia wiazania deuteronu to 2.2 MeV

2.2 jest liczone z różnicy masy: n+p - deuter.

1.44 Me jest liczone z masy 2H - D, i to jest poprawne bo tyle rejestrują w reakcjach fuzji: H+H po prostu:

www.britan(*)121/The-plasma-state#toc259122

2.22 = 0.78 + 1.44

> To jest numerologia jak np w przypadku szukania zwiazku pomiedzy promieniami planet w ukladzie slonecznym...

Modele sił jądrowych są typową numerologią - stąd też praktycznie zero postępów w technologi od narodzin tego pomysłu!

Tu są konkretne równania, a nie operacje na gołych liczbach, co jest domeną modeli tylko opisowych, bezprzyczynowych, krakingowych: 'licz i nie myśl'.

02-05-2014 19:13

atto (627 points)
(banned)

Ale taki układ nie może mieć zerowej energii wiązania.

Obliczamy tak:
W = Ek - Ep = mc^2(g-1) - k/r

podstawimy sobie z warunku: m.g v^2 = k/r, wtedy będzie to:

W = mc^2(g-1) - m.g v^2 = mc^2[(1 - v^2/c^2)g - 1] = mc^2(1/g - 1)

czyli: mc^2 (sqrt(1-v^2) - 1) co jest zerowe tylko dla v = 0;

a limit mamy dla v -> c i tu wiązanie ma energię: -mc^2, czyli te kwanty 0.511 MeV identyfikowane obecnie jako anihilacja pozyton-elektron!

Zatem prawdopodobnie jest taka reakcja: kolizja elektronu z protonem

p + e = n + 0.511 MeV,
i stąd ta powszechność kwantów po 0.511 MeV, które są obserwowane w przypadku kolizji szybkich cząstek - plazma, itp.

Chyba niechcący rozwiązał się nam stary problem antymaterii.

04-05-2014 06:00

scooby14444 (142 points)
Całkiem sensownie to wygląda.

Back to the list of plots działu Nauka

To write in this plot, you have to sign in

	[ Cooperation ] [ Advertise ] [ Map of the site ] [ F.A.Q. ] [ Store ] [ Sign up ] [ Contact ] The Rationalist © Copyright 2000-2018 (English section of Polish Racjonalista.pl)