Санчо против ЦЕРНа

[рrivet]

вытаскиваемого кварка

...А как можно говорить о "вытаскивании" вообще ?

А если кварк-структура НЕ ТРЕХМЕРНАЯ ? 

[Игорь Сотников]

"Как только энергия связи вытаскиваемого кварка превысит некоторый порог (порядка сотни МэВ) - из вакуума родятся кварк-антикварковые пары и система придет в энергетически более выгодное состояние - распадется на несколько адронов." (CASTRO)

Обязательно распадается сразу ВСЯ система? Или может быть, из неё просто освобождаются один или несколько образовавшихся адронов с достаточно большой энергией, и при этом один из кварков - либо исходный, либо один из образовавшихся - остаётся внутри системы?

Тогда другой вопрос: а сколько нужно энергии, чтобы вытащить сразу целый адрон - например, протон - с поверхности кварк-глюонной плазмы? В том числе это касается случая с электрически нейтральной КГП, в которой помимо других частиц имеются свободные электроны.

И вообще, какое состояние вещества является энергетически более выгодным - обычное вещество или КГП?

[CASTRO]

"Обязательно распадается сразу ВСЯ система? Или может быть, из неё просто освобождаются один или несколько образовавшихся адронов с достаточно большой энергией, и при этом один из кварков - либо исходный, либо один из образовавшихся - остаётся внутри системы?"

Нет. Вся система сразу не распадется. Систему с большой вероятностью покинет толико тот кварк, который "тянули",  в составе того или иного адрона. Плюс с очень большой вероятностью этот адрон будут сопровождать адроны из кварков и антикварков, родившихся из вакуума. Причем наиболее вероятен вылет не протонов и нейтронов, а пи-мезонов. Хотя и протоны тоже вылетать должны.

"Тогда другой вопрос: а сколько нужно энергии, чтобы вытащить сразу целый адрон - например, протон - с поверхности кварк-глюонной плазмы? В том числе это касается случая с электрически нейтральной КГП, в которой помимо других частиц имеются свободные электроны."

Как я сказал выше, вытащить целый протон вероятность весьма мала. То есть протон, уносящий в себе валентные кварки из КГП - штука редкая. Но ничто не мешает вылетать протонам, только один кварк которых родом из КГП.

"И вообще, какое состояние вещества является энергетически более выгодным - обычное вещество или КГП?"

обычное вещество.  В состоянии КГП Вселенная находилась в первые мгновения жизни. Потом, по мере ее остывания КГП развалилась на адроны.

[CASTRO]

Вобщем, общий комментарий по поводу стабильных адронных систем: пока известны только 2 варианта сколь-либо долгого существования кварковой материи - это либо барионы - системы из трех кварков или антикварков, либо мезоны - системы из кварка и антикварка. В принципе, пока не видно строгих запретов на стабильность систем из 5 кварков (пентакварки), 2 кварков и 2  антикварков (димезоны),  безкварковых систем из одних глюонов (глюболы). Поиск ведется, есть кандидаты, но надежных данных об устойчивости таких состояний пока нет.

[Игорь Сотников]

"Даже 3х-кварковая модель нуклонов сдана в утиль лет 30 назад. А межнуклонное взаимодействие к межкварковому имеет такое же отношение, как Ван-дер-Ваасльсовы силы к кулоновским. Только межнуклонное пока КХД аналитически не особо считается." (CASTRO)

Забавно получается! И вот с такой теоретической подготовкой наши физики собираются через 3 дня запустить сверхмощный коллайдер. Да ещё утверждают, что всё это будет абсолютно безопасно.

Здесь бы надо сделать паузу лет на 200, осмыслить все уже имеющиеся экспериментальные факты, построить новую, более адекватную теорию - хотя бы одну из возможных теорий - которая не будет столь явным образом расходиться с практикой. И только потом уже идти дальше к бозонам Хиггса и иным подобным вещам! Ан нет! Им неймётся запустить LHC и урвать Нобелевские премии прямо сейчас!

Казалось бы, ещё позавчера вы так обнадёжили, что любые ядерные системы в природе такие маленькие не потому, что они не успевают вырасти, а потому что большие ядерные системы и впрямь такие неустойчивые и их существование энергетически невыгодно, если только эти системы изначально не имели астрономических масштабов.

Теперь же оказывается, что сказанное относится только к системам, в которых кварки упакованы в нуклоны. А что будет при каком-то другом их расположении в этой системе, наука не знает.

[Игорь Сотников]

"...обычное вещество.  В состоянии КГП Вселенная находилась в первые мгновения жизни. Потом, по мере ее остывания КГП развалилась на адроны." (CASTRO)

Вы в этом уверены, что КГП вся развалилась? Как никак, обычное барионное вещество - это не более 5% от массы Вселенной? А что вы можете сказать про остальные 95%?

И из чего, наконец, состоят нейтронные звезды и белые карлики? Что происходит с обычным веществом с того момента, когда оно уже не может больше служить топливом для термоядерных реакций в звёздах?


И почему, наконец, после Большого взрыва вещество Вселенной обязано было перейти в энергетически более выгодное состояние? Может быть, оно перешло в состояние энергетически невыгодное, но энтропийно более выгодное, чем КГП?

[Игорь Сотников]

"В принципе, пока не видно строгих запретов на стабильность систем из 5 кварков (пентакварки), 2 кварков и 2  антикварков (димезоны),  безкварковых систем из одних глюонов (глюболы). Поиск ведется, есть кандидаты, но надежных данных об устойчивости таких состояний пока нет." (CASTRO)

... как и о том, как они распорядятся с нами и с нашей планетой в ближайшие 3 дня.

[Игорь Сотников]

"Как я сказал выше, вытащить целый протон вероятность весьма мала. То есть протон, уносящий в себе валентные кварки из КГП - штука редкая." (CASTRO)

Дело не в вероятности, а в энергии.
Можно ли оценить, какая нужна минимальная энергия, чтобы вытащить протон из КГП?

Насколько больше или меньше эта энергия, чем та энергия, которая требуется, чтобы вытащить протон из ядра железа или никеля?

[CASTRO]

"Забавно получается! И вот с такой теоретической подготовкой наши физики собираются через 3 дня запустить сверхмощный коллайдер. Да ещё утверждают, что всё это будет абсолютно безопасно."

А Вас не смущает, что Вы пользуетесь электричеством, в то время, как наука не знает, чему равен заряд электрона и конечен ли он вообще ? 

"Здесь бы надо сделать паузу лет на 200, осмыслить все уже имеющиеся экспериментальные факты, построить новую, более адекватную теорию - хотя бы одну из возможных теорий - которая не будет столь явным образом расходиться с практикой. И только потом уже идти дальше к бозонам Хиггса и иным подобным вещам! Ан нет! Им неймётся запустить LHC и урвать Нобелевские премии прямо сейчас!"

А где Вы усмотрели, что теория расходится с практикой ?  Не умеем мы точно рассчитывать межнуклонные силы на основе КХД. Ну вот таково свойство сильного взаимодействия. Из-за большой величины константы взаимодействия нельзя выделить одну основную фейнмановскую диаграмму и рассматривать остальные как малые поправки. Ну так при столкновениях на LHC реализуется тот набор явлений, которые КХД считает неплохо. Кстати, попутно заметим, что бозон Хиггса к КХД отношения не имеет.

"Теперь же оказывается, что сказанное относится только к системам, в которых кварки упакованы в нуклоны. А что будет при каком-то другом их расположении в этой системе, наука не знает."

Наука знает, что все поиски как свободных кварков, так и более сложных конструкций, чем привычные адроны, ничего не дали. Наиболее логичное объяснение - что либо такие конструкции просто не реализуются, либо живут ничтожно малое время.

"Вы в этом уверены, что КГП вся развалилась? Как никак, обычное барионное вещество - это не более 5% от массы Вселенной? А что вы можете сказать про остальные 95%?"

Темная материя и темная энергия - это не барионная материя. Иначе она бы проявляла себя не только гравитационно.

"И из чего, наконец, состоят нейтронные звезды и белые карлики? Что происходит с обычным веществом с того момента, когда оно уже не может больше служить топливом для термоядерных реакций в звёздах?"

Загляните в книжку по астрофизике - там написано.

"Может быть, оно перешло в состояние энергетически невыгодное, но энтропийно более выгодное, чем КГП?"

Может я не ту физику учил, но Ваша фраза бессмысленно. Никаких энтропийно более выгодных состояний не бывает. Уже просто потому, что энтропия не убывает в замкнутой системе т е функция S(t) не может иметь экстремумов.

Можно ли оценить, какая нужна минимальная энергия, чтобы вытащить протон из КГП?

"Насколько больше или меньше эта энергия, чем та энергия, которая требуется, чтобы вытащить протон из ядра железа или никеля?"

Можно на пальцах. Чтобы вытащить протон из ядра, нужно потратить энергию порядка 10 МэВ. Для того, чтобы вытащить протон из КГП - порядка 100-1000 МэВ.

[Oktyabrina]

Вот только-что показали репортаж,где товарищи с бегающими глазками что-то вещали про запуск и цели. Так что скажите,когда именно ждать  большой бум,чтоб я дома посидела. Когда там столкновения начнутся?

[CASTRO]

Пролистайте несколько страниц темы назад. Я вывешивал ссылку на официальное письмо директора ЦЕРНа.

[Oktyabrina]

У меня оно не открывается. А на официальном сайте эта информация есть?что-то я не нашла. А вы,кстати,уже десятого там будете?

[CASTRO]

21 октября
Нет, 10го сентября не буду

[Oktyabrina]

Столкновения все-таки начнут 21 октября?или в этот день вы поедете?извините,просто я спросонок слегка торможу :(  А от России пригласили кого на открытие,в смысле руководства,Путина,Медведева,Иванова? Или это  опять слухи.

[Манилов]

Столкновения все-таки начнут 21 октября?или в этот день вы поедете?извините,просто я спросонок слегка торможу :(  А от России пригласили кого на открытие,в смысле руководства,Путина,Медведева,Иванова? Или это  опять слухи.

Да нет. Вроде бы конец света назначен на завтра.

[Игорь Сотников]

"Ну так при столкновениях на LHC реализуется тот набор явлений, которые КХД считает неплохо." (CASTRO)

А вы уверены, что никаких других явлений там не произойдёт, в том числе и таких, которые КХД считает плохо?


"Наука знает, что все поиски как свободных кварков, так и более сложных конструкций, чем привычные адроны, ничего не дали. Наиболее логичное объяснение - что либо такие конструкции просто не реализуются, либо живут ничтожно малое время."

И всё же наука считает, что кварк-глюонная плазма всё-таки может быть получена и что её можно после этого
наблюдать в течение сколь-нибудь длительного времени.

Насчёт свободных кварков - всё вроде бы понятно, что для того, чтобы их вытянуть на достаточно
большое расстояние, потребовалось бы неимоверно большая энергия, а на бесконечно большое расстояние -
и вовсе бесконечно большая энергия.

А насчёт сложных конструкций из кварков - может быть, их не там ищут, а может быть,
они ещё не успели образоваться: в нашей вселенной для этого ещё не создавалось
благоприятных условий.

А насчёт пентакварковых систем - это вообще правда, что наука допускает возможность их существования
в свободном виде? Или что-то путаете? Как-то с трудом верится. И пентакварковая система - это чисто 5 кварков
или это 4 кварка и 1 антикварк? И если это чисто 5 кварков, то как такая система, имеющая ненулевое
значение квантового числа цвет, будет взаимодействовать с обычным веществом?
и во что превратится то или иное атомное ядро, если из него вытащить пентакварковую систему?



"Чтобы вытащить протон из ядра, нужно потратить энергию порядка 10 МэВ. Для того, чтобы
вытащить протон из КГП - порядка 100-1000 МэВ."

То-то и оно!!! Если вытащить протон из ядра и поместить его в КГП, то в общей сложности
в течение этого процесса выделится от 90 до 990 МэВ энергии - то есть весьма
существенная доля от энергии покоя протона E = m * c ^ 2.

Как никак, закон сохранения энергии пока ещё никто не отменял.

Так какое же тогда состояние вещества НА САМОМ ДЕЛЕ энергетически выгодно?!

Более того, если вообще ничего ниоткуда не "вытаскивать", а просто поместить
атомное ядро какого-нибудь химического элемента, вроде железа или никеля,
в эту КГП, тогда выделится на каждый нуклон по 90, а то и по 990 МэВ энергии.

Так не этот ли процесс происходит при взрыве сверхновой звезды - при
коллапсе массивной звезды, выработавшей своё термоядерное топливо,
в нейтронную звезду?!

И может ли теория допустить, что этот процесс может происходить самопроизвольно
и в земных условиях, как только на LHC получат хоть немного кварк-глюонной плазмы
и как только она выйдет из-под контроля? Если на Земле - не может, то что произойдёт,
если эта КГП случайно попадёт на Солнце?

Может ли КГП поглощать обычное вещество, особенно в том случае, если эта КГП
в целом электрически нейтральна и содержит равномерно распределённые по всему её
объёму положительные и отрицательные заряды, в том числе и в виде электонов,
вдавленных в эту плазму?

[CASTRO]

Октябрине

Нет. Раньше поеду. Насчет приглашения наших медведей - не знаю.

Манилову

Завтра столкновений не будет. Просто циркуляция пучка без ускорения.

[Игорь Сотников]

"Может я не ту физику учил, но Ваша фраза бессмысленно. Никаких энтропийно
более выгодных состояний не бывает. Уже просто потому, что энтропия не убывает
в замкнутой системе т е функция S(t) не может иметь экстремумов." (CASTRO)

Во-первых, ни о каких экстремумах здесь речь не идёт.

Но есть такое понятие, как энтропия образования того или иного вещества.
Под энтропией образования конкретного вещества понимают минимально возможное
увеличение энтропии при осуществлении процесса по превращению вещества
из некого исходного состояния в состояние данного конкретного вещества.

Исходное состояние должно быть каким-то стандартным, общепринятым,
одинаковым для всех рассматриваемых случаев со всеми рассматриваемыми
веществами. Но что конкретно выбрано в качестве исходного состояния,
с точки зрения физики не принципиально, поскольку нас интересует именно
изменение энтропии.

Например, под исходным состоянием можно было бы понимать идеально
правильно построенные красталлы из твёрдого водорода при температуре
абсолютного нуля.

И далее можно гипотетически рассмотреть с одной стороны, процесс
превращения этого твёрдого водорода в обычное железо или никель,
а с другой стороны, процесс превращения этого твёрдого водорода
в КГП - и сравнить, какое будет минимально возможное изменение
энтропии в том и другом случае.

Как известно, энтропия - это термодинамическая функция, пропорциональная
количеству возможных микросостояний, которые могут реализовывать данное
конкретное макросостояние системы, которое мы можем наблюдать.
В связи с этим у менее плотных форм существования материи, в которых
вещество способно занять больший объём, в котором частицы могут более
свободно перемещаться и в меньшей степени связаны
всевозможными взаимодействиями и квантовыми эффектами, энтропия
как правило, должна быть больше.

Так что можно говорить о том, что энтропия образования обычного
вещества больше, чем энтропия образования КГП, или о том, что
переход вещества из КГП в обычное вещество сопровождается ростом
энтропии данного конкретного вещества - именно данного конкретного
вещества, но не всей системы - а обратный процесс превращения
из обычного вещества в КГП - уменьшением энтропии этого вещества
(обо всей замкнутой системе мы здесь пока не говорим).

Только в этом смысле можно говорить о том, что одно состояние
вещества энтропийно более выгодно, чем другое.


Во-вторых, о том, что энтропия в замкнутой системе не убывает, -
это, может быть, и так, но этим правилом сложно воспользоваться.
Как вы очертите границы этой замкнутой системы? Ведь эта
система должна включать в себя и превращаемое вещество, и
излучение, и другие вещества, нагретые в ходе этого процесса
или претерпевшие какие-то другие изменения и т. д..

Чаще для оценки термодинамической возможности осуществления
того или иного процесса используется такой критерий, как
свободная энергия Гиббса:

d G = d H - T d S,

где d G - изменение свободной энергии Гиббса,
d H - изменение энтальпии - то есть тепловой
 энергии, поглощаемой этой системой при условии
 осуществления этого процесса при постоянном давлении
 (а если эта энергия, наоборот, выделяется, а не поглощается,
 тогда d H < 0),
T - абсолютная температура,
d S - изменение энтропии.

Если при этом окажется, что d G <= 0, тогда процесс возможен,
если d G > 0 - процесс практически невозможен и будет идти в основном в
обратную сторону.

При этом энтропия dS может и возрастать, и уменьшаться.

Изменение свободной энергии Гиббса d G, взятое с противоположным
знаком, можно характеризовать также, как меру полезной работы,
которую способна совершить данная система в ходе этого процесса.


Таким образом, при превращении обычного вещества в кварк-глюонную
плазму мы имеем d H в пределах, как мы выяснили, от минус 90 до минус 990 МэВ на
нуклон, то есть процесс энергетически выгоден, но при этом
изменение энтропии d S тоже отрицательно, то есть процесс энтропийно
невыгоден.

Так что в каждой конеретной ситуации надо смотреть, какой знак имеет d G.

Это означает, что при сравнительно низких температурах земного
вещества кварк-глюонная плазма будет в основном поглощать
вещество, а в первые секунды после Большого взрыва всё было
наоборот: значительная часть КГП успела превратиться в обычное
вещество и начать своё расширение в пространстве. Если бы
КГП остывала после Большого взрыва чуть-чуть быстрее, тогда
обычного вещества во Вселенной могло бы не получиться или было
бы гораздо меньше.

[CASTRO]

"А вы уверены, что никаких других явлений там не произойдёт, в том числе и таких, которые КХД считает плохо?"

Чем жестче соударения - тем лучше их считает КХД.

"И всё же наука считает, что кварк-глюонная плазма всё-таки может быть получена и что её можно после этого
наблюдать в течение сколь-нибудь длительного времени."

Так КГП - конструкция более простая, чем адрон. Ничего удивительного.

"А насчёт сложных конструкций из кварков - может быть, их не там ищут, а может быть,
они ещё не успели образоваться: в нашей вселенной для этого ещё не создавалось
благоприятных условий."

Наоборот. Если они не образовываются при взаимодействии встречных пучков или космических лучей, то откуда им еще рождаться в практически замерзшей Вселенной.

"А насчёт пентакварковых систем - это вообще правда, что наука допускает возможность их существования"

допускает.

"И пентакварковая система - это чисто 5 кварков
или это 4 кварка и 1 антикварк? И если это чисто 5 кварков, то как такая система, имеющая ненулевое
значение квантового числа цвет"

4 кварка + антикварк или наоборот. Так что все нормально.

"То-то и оно!!!"

А не надо ехидничать. Я еще перед тем как ответить на Ваш вопрос, сказал, что он бессмысленный. А теперь Вы из ответа на бессмысленный вопрос делаете далеко идущие выводы.

"Если вытащить протон из ядра и поместить его в КГП"

Теперь пофантазируйте на тему механизма вытаскивания протона из ядра ) Самой КТП это не под силу. Вы попробуйте вытащить из атома водорода протон и всунуть в ядро железа. С Вашей точки зрения кучу энергии можно поиметь. Да вот только он, сукин кот, туда лезть не желает )

"Так какое же тогда состояние вещества НА САМОМ ДЕЛЕ энергетически выгодно?!"

обычные адроны.

"Более того, если вообще ничего ниоткуда не "вытаскивать", а просто поместить
атомное ядро какого-нибудь химического элемента, вроде железа или никеля,
в эту КГП, тогда выделится на каждый нуклон по 90, а то и по 990 МэВ энергии."

А вот тут-то как раз закон сохранения энергии и нелишне вспомнить. А почему само ядро железа не ведет себя как КТП ? Потому, что температура мала. То чтобы КТП включила в себя кварки ядра ей же самой ядро и греть. А если учесть, что температура самой КТП не сильно выше температуры фазового перехода, то затраты на обогревание чего-то разрушают ее саму.

"Так не этот ли процесс происходит при взрыве сверхновой звезды - при
коллапсе массивной звезды, выработавшей своё термоядерное топливо,
в нейтронную звезду?!"

Не тот. Почитайте книжку по астрофизике.

"И может ли теория допустить, что этот процесс может происходить самопроизвольно
и в земных условиях, как только на LHC получат хоть немного кварк-глюонной плазмы
и как только она выйдет из-под контроля? "

На Земле давно работает ионный коллайдер, который заточен специально под получение кварк-глюонной плазмы. И ничего, живы )

"Если на Земле - не может, то что произойдёт,если эта КГП случайно попадёт на Солнце?"

да пофиг.

"Может ли КГП поглощать обычное вещество, особенно в том случае, если эта КГП
в целом электрически нейтральна и содержит равномерно распределённые по всему её
объёму пооложительные и отрицательные заряды, в том числе и в виде электонов,
вдавленных в эту плазму?"

Не может. Не говоря уже, что нельзя вдавить электроны в плазму. Хоть Вы на эту тему и фантазируете упорно.

"Но естй напоь такое понятие, как энтропия образования того или иного вещества."

Вот термодинамику отставить. Вы сейчас, путаясь в ней наполучаете и вовсе безумных результатов.

"Во-вторых, о том, что энтропия в замкнутой системе не убывает, -
это, может быть, и так, но этим правилом сложно воспользоваться.
Как вы очертите границы этой замкнутой системы? Ведь эта
система должна включать в себя и превращаемое вещество, и
излучение, и другие вещества, нагретые в ходе этого процесса
или претерпевшие какие-то другие изменения и т. д.."

Замкнутая система - Вселенная на тот момент. Вся.

[CASTRO]

А вообще, я уже говорил Вам, почитайте книжку какую умную по теме, а потом критически прошерстите свои вопросы на предмет их фантастичности. Мне же, честно говоря, не хочется тратить время на комментарий каждого Вашего утверждения. Кстати, на ЦЕРОНовской страничке лежат свежие выводы LSAG по безопасности  LHC - почитайте их.