Санчо против ЦЕРНа

[CASTRO]

"Опять двадцать пять!"

Сейчас злиться буду. Я же уже писал целый большой лопух про то, как и при каких специфических условиях могут появиться на LHC черные дыры. Там я писал и то, как быстро дыра будет кушать материю. Если выключить излучение Хоукинга. Потому что в противном случае она испарится сразу же. Вернитесь и перечитайте.

Несомненно, черные дыры на LHC искать будут. В TDR эксперимента ATLAS этот вопрос разбирается подробно. Но, к сожалению, вероятность, что гипотеза о компактифицированных измерениях верна, минимальна.

[Вашкевич Виктор]

"Опять двадцать пять!"

Сейчас злиться буду. Я же уже писал целый большой лопух про то, как и при каких специфических условиях могут появиться на LHC черные дыры. Там я писал и то, как быстро дыра будет кушать материю. Если выключить излучение Хоукинга. Потому что в противном случае она испарится сразу же. Вернитесь и перечитайте.

Это все Ваши вымыслы,  - хлестаковщина.

[vitalyn]

"Кстати, пришёл к выводу, что ни на БАКе, ни на каком другом устройстве в Солнечной системе создать "чёрную дыру" невозможно."

Вы говорите о стандартной черной дыре. Ее родить, конечно, невозможно. Но при выполнении некоторых экзотических условий дыра может оказаться гораздо легче и теоретически может быть получена на LHC

Ась? "Чёрная дыра" легче планкеона??? Т.е. размерами меньше планковской длины 10^-35? Это как? Насколько я знаю, ни одна из современных теорий такого не допускает, не говоря уж про Стандартную Модель.

[Игорь Сотников]

"До замыкания эволюционного цикла развития нашей Вселенной «светлой» материи в ней осталось всего лишь 4% против первоначальных 50-и, или даже 100%, как можно предположить/догадаться." (Голота)

А почему против первоначальных 50 или 100%?
Может быть, против первоначальных 0%, если верны некоторые предположения, которые я изложил в предыдущих сообщениях,
и если считать, что вся "светлая" материя образовалась из "тёмной" вскоре после Большого взрыва.

------

"Иначе говоря, во всей нашей Вселенной за год погибает 10 000 цивилизаций, т.е. 10000:(365х24)=1,14 цивилизаций в час." (Голота)

А откуда вы знаете, что во Вселенной столько цивилизаций? Я уже давал ссылку на статью "Солнечная система как причуда астрофизики".
Там этот вопрос разобран исчерпывающе. Повторяться не хочется.

-----


"Я-то своё пожил, вот только внук обещает появиться на свет аккурат к моменту выхода коллайдера на мощность 13,984 ТэВ
Не поймёт, пожалуй, для чего 9 месяцев его в животе вынашивали." (Голота)

А ещё ваш внук имеет все шансы дожить до 61-ого года и потом задохнуться, когда концентрация парниковых
газов в атмосфере превысит ПДК.
И тоже не поймёт, пожалуй, для чего 9 месяцев его в животе вынашивали.

Кстати, откуда такая не круглая энергия - 13,984 ТэВ? Откуда вы её знаете с такой точностью? Почему, например, не 13,983 или 13,987 ТэВ?

[CASTRO]

"Ась? "Чёрная дыра" легче планкеона??? Т.е. размерами меньше планковской длины 10-35? Это как? Насколько я знаю, ни одна из современных теорий такого не допускает, не говоря уж про Стандартную Модель."

Стандартная Модель про черные дыры вообще ничего не говорит. Она гравитацией вообще не занимается. Есть гипотезы о компактифицированных дополнительных пространственных измерниях. То есть на масштабах, меньших масштаба компактификации пространство ведет себя не как трехмерное, а как более высокой размерности. Но тогда и гравитация будет усиливаться не по закону обратных квадратов, а как 1/R^(N-1). И из-за резкого усиления гравитации на малых масштабах возможно существование черной дыры малой массы и достаточно большого размера (порядка масштаба компактификации). Экспериментально известно, что если компактифицированные измерения и существуют, то масштаб компактификации < 1е-18 -  -19 м.

[Игорь Сотников]

И всё-таки достаточно ли обоснований в пользу безопасности
экспериментов на коллайдере было представлено за всё это время?

Если обобщить всё сказанное, то такие доказательства безопасности
можно делить на 2 группы, хотя на самом деле было бы достаточно
одной из них, если бы всё было безупречно:

1. Доказательства того, что все это процессы уже происходили
 достаточно часто в космических лучах и что они ни к каким
 катастрофическим последствиям на Земле не приводят.
 При этом устанавливается, что все условия для таких же
 событий, что и на коллайдере, уже создавались в природе,
 но в чем именно заключаются эти события, какие частицы там
 возникают, подробно не анализируется.

2. Теоретические доказательства, основанные на анализе свойств
 существующих элементарных частиц и предсказаниях новых частиц в рамках
 одной или нескольких существующих теорий, на экстраполяции ранее
 полученных экспериментальных данных на новые условия. При этом
 целесообразно делать наихудшие возможные предположения с точки
 зрения их возможных последствий для нашей планеты среди тех
 предположений, которые допускает теория и которые при этом
 не противоречат экспериментальным данным.

--------------------

[Игорь Сотников]

Что мы имеем по 1-ому пункту?

1.1) если нежелательное событие заключается в рождении какой-то частицы
 и достаточным условием для него является то, чтобы энергия сталкивающихся
 частиц в системе их общего центра масс была достаточно велика, - тогда
 получается, что 1 год работы коллайдера эквивалентен 1000 лет облучения
 всей нашей планеты космическими лучами. При двойных столкновениях за
 1 год работы коллайдера таких событий происходит столько же, что и при
 столкновениях частицы с неподвижной мишенью в космических лучах (у
 которых энергия настолько больше, что здесь достаточно даже
 столкновения с мишенью) по всей поверхности Земли за 1000 лет.

 Здесь оснований для беспокойства вроде бы не должно быть никаких.

1.2) допустим, что нежелательное событие состоит в рождении какой-либо
 экзотической частицы - как в п. 1.1 - и её последующем удержании
 на нашей планете в течение достаточно большого времени - при некоторых
 предположениях.

 Частица должна быть в достаточной мере стабильна, должна крайне слабо
 взаимодействовать с веществом, должна иметь возможность свободно
 пройти сквозь земной шар при её достаточно большой начальной скорости,
 но должна приводить к катастрофическим последствиям, если её
 достаточно долго держать на Земле.

 Чтобы она привела к этим катастрофическим последствиям, её скорость
 при рождении не должна превышать 1-ой космической скорости. Такие
 условия могут возникнуть только при встречных стокновениях, но не
 при столкновениях частицы с неподвижной мишенью.

 Как и в п. 1.1, мы здесь не конкретизируем, что это может быть за частица,
 а только сравниваем, как часто такие условия для её появления могут
 возникнуть на коллайдере и в природе.

 На коллайдере для этого нужно, чтобы два протона летели практически точно
 лоб в лоб навстречу друг другу, несмотря на то, что обычно сталкивающиеся
 пучки направляют под некоторым небольшим углом, при котором эти условия
 уже не выполняются.

 Можно ли допустить вероятность такого события на коллайдере, что тот
 или иной протон чуть-чуть отклонится на очень маленький угол от того
 направления, в котором должны лететь пучки? Видимо, можно. Пока в этом
 нет ничего невозможного, хотя нужно привести соответствующие расчёты.

 А вот в случае с космическими лучами годятся только двойные столкновения
 ускоренных протонов между собой - но не с неподвижной мишенью - причём
 энергия протонов для корректности такого сравнения должна быть хотя бы
 такой, же, что и на коллайдере (а это не такая уж большая энергия как в п. 1.1).

 И вот здесь получается, что во всём объёме Солнечной системы такие события
 происходят раз в 10 млн лет - а значит, за всё время существования Солнечной
 системы в ней образовалось только 600 таких частиц (произошло 600 событий),
 а на Земле или Солнце их вроде бы никогда не было.

 Можно ли с уверенностью, исходя из нынешнего состояния Солнечной системы,
 утверждать, что эти частицы не опасны для планет и что они проходили сквозь
 планеты или Солнце? Вот это - вряд ли, особенно если допустить, что эти
 частицы, хотя и не так быстро, но всё же спокойно распадаются, если они
 не сталкиваютсяни с одной твёрдой планетой и не задерживаются в этой планете.

 Так что сомнения здесь остаются, особенно с учетом того, что мы не знаем,
 что же на самом деле произошло с планетой между Марсом и Юпитером.
 Можно ли допустить, что в природе без нашего участия, такие частицы,
 хотя и очень редко, но разрушают планеты?

 И тогда это означает, что в случае с коллайдером мы можем повысить вероятность
 такого разрушения Земли весьма существенно.

1.3) если нежелательное событие происходит только при тройных столкновениях
 протонов, а при двойных - не может произойти даже при той энергии, которая
 будет на LHC.

 В этом случае в природе в Солнечной системе такие столкновения не происходили
 вовсе - так что сравнивать тут нечего. А вот на коллайдере такие события
 будут происходить примерно раз в 6 млн лет. Здесь возникают 2 вопроса.
 Во-первых, достаточно ли такой вероятности, чтобы здесь чего-то опасаться?
 Во-вторых, чем ещё тройные столкновения принципиально отличаются от двойных,
 кроме того, что здесь энергия, которая может пойти на рождение частиц, будет
 в 1.5 раза больше? Могут ли здесь происходить принципиально иные события,
 которых не может быть при двойных столкновениях? Пока что наука утверждает,
 что не может.

 Ну а насчёт столкновений, в которых разом принимают участие 4 и более частиц,
 на LHC такой вероятностью можно и вовсе пренебречь.
--------------------

[Вашкевич Виктор]

"Ась? "Чёрная дыра" легче планкеона??? Т.е. размерами меньше планковской длины 10-35? Это как? Насколько я знаю, ни одна из современных теорий такого не допускает, не говоря уж про Стандартную Модель."

Стандартная Модель про черные дыры вообще ничего не говорит. Она гравитацией вообще не занимается. Есть гипотезы о компактифицированных дополнительных пространственных измерниях. То есть на масштабах, меньших масштаба компактификации пространство ведет себя не как трехмерное, а как более высокой размерности. Но тогда и гравитация будет усиливаться не по закону обратных квадратов, а как 1/R^(N-1). И из-за резкого усиления гравитации на малых масштабах возможно существование черной дыры малой массы и достаточно большого размера (порядка масштаба компактификации). Экспериментально известно, что если компактифицированные измерения и существуют, то масштаб компактификации < 1е-18 -  -19 м.

Ну, бред! Бред профессионала. Вы что, совсем читателей за идиотов держите?
Я уж не говорю о "дополнительных пространственных измерениях"
Но вот этот пассаж:

Экспериментально известно, что если компактифицированные измерения и существуют, то масштаб компактификации < 1е-18 -  -19 м.

"Экспериментально известно... что если и существуют...
" А если "экспериментально известно", что комп@#$%%^&  измерения не существуют?

Какое из этих двух положений будет "экспериментально известно"?

[CASTRO]

Виктору

Вцелом, правильно мыслите, но в деталях кое-где косячите.

1) Забудьте о тройных столкновениях. Ну, считайте, что у Вас не два протона с энергиеями 7 и 7 ТэВ столкнулись, а протон с энергией 7 ТэВ и ядро дейтерия с энергией 14 ТэВ (при  тех энергиях между протоном и нейтроном разницы нет). В космических лучах такие события происходят гораздо чаще, чем раз в 6 миллионов лет.

2) Давайте прикинем на пальцах, какой угловой разброс могут иметь протоны в пучке и сравним его с углом сведения пучков. Поперечный размер протонного пучка - 3.5 микрона. Длина ускорителя - 27 км. Их отношение и определяет угловой разброс частиц. То есть если частица в пучке имеет угол сильно больший - она просто выпадает из режима ускорения, теряет энергию и теряется. Получаем угловой разброс примерно 1е-10 радиан. На самом деле он чуть побольше - на порядок. Но угол сведения пучков - 2е-4 радиан. То есть величины несравнимые. Поэтому строго лобовые столкновения тоже можете исключить.

3) Я Вас просил оценить минимальную скорость, которую может иметь частица относительно Земли при столкновении пучков под углом A. Давайте сделаю сам. Поперечный импульс системы составит P=2*E*A (скорость света c=1) . Максимальная масса конечной частицы M=2E и она, несомненно, нерелятивистская. Тогда ее скорость v=P/M = A в единицах с.  При А=2е-4 это 60 километров в секунду

[Игорь Сотников]

"Ну, считайте, что у Вас не два протона с энергиеями 7 и 7 ТэВ столкнулись, а протон с энергией 7 ТэВ и ядро дейтерия с энергией 14 ТэВ (при  тех энергиях между протоном и нейтроном разницы нет). В космических лучах такие события происходят гораздо чаще, чем раз в 6 миллионов лет." (CASTRO)

А это откуда следует, что гораздо чаще, чем раз в 6 миллионов лет? Откуда в космических лучах столько ядер дейтерия с такой большой энергией?

Раньше по вашим данным получалось, что во всей солнечной системе происходят встречные двойные протон-протонные столкновения с той же энергией, что и на коллайдере, всего-навсего раз в 10 миллионов лет - а это всего-навсего 600 столкновений за всё время существования Солнечной системы.

Так ведь ядер дейтерия в космических лучах всё-таки должно быть поменьше, чем обычных свободных протонов.

А говорить о том, что происходит в нашей Галактике вне солнечной системы, в данном случае не имеет смысла. Мы не можем утверждать, что те столкновения, которые там происходили, в принципе безопасны для нас. Ведь вне солнечной системы наблюдается много других не объяснимых пока явлений - например, те же, гамма-вспелески, для которых мы пока не можем подтвердить или опровергнуть наличие причинно-следственной связи с теми же столкновениями частиц, которые будут осуществляться в коллайдере.

[Игорь Сотников]

"Экспериментально известно, что если компактифицированные измерения и существуют, то масштаб компактификации < 1е-18 -  -19 м.

"Экспериментально известно... что если и существуют...
" А если "экспериментально известно", что комп@#$%%^&  измерения не существуют?

Какое из этих двух положений будет "экспериментально известно"?" (Вашкевич Виктор)

Всё это следует понимать так, что во-первых, сегодня нет каких-либо прямых или косвенных экспериментальных подтверждений или опровержений существования компактифицированных измерений, во-вторых, если бы такие измерения существовали и если бы масштаб компактификации превышал 1е-18 -  -19 м, то это противоречило бы другим, уже известным экспериментальным данным и приводило бы к таким событиям, явлениям или эффектам, которые мы в действительности не наблюдаем.

А что будет завтра насчёт этого известно - пока говорить рано - это как карта ляжет.

[Игорь Сотников]

"Я Вас просил оценить минимальную скорость, которую может иметь частица относительно Земли при столкновении пучков под углом A... При А=2е-4 это 60 километров в секунду" (CASTRO)

Как вы видите, запас скорости очень мал - он всего лишь в несколько раз превышает 1-ую, 2-ую или 3-ю космическую скорость.

А если образуется не одна, а сразу две или несколько частиц, то вероятность того, что скорость одной из них - причём самой "нехорошей" с точки зрения её опасности для Земли - не будет превышать даже 1-ую космическую скорость, очень даже существенна!

Это вам не тот случай, когда частицы сталкиваются с неподвижной мишенью и когда все скорости релятивистские, а значит, есть запас скорости на несколько порядков.

[Игорь Сотников]

"Несомненно, черные дыры на LHC искать будут. В TDR эксперимента ATLAS этот вопрос разбирается подробно. Но, к сожалению, вероятность, что гипотеза о компактифицированных измерениях верна, минимальна." (CASTRO)

А что будут делать, если найдут и если увидят, что эта чёрная дыра не "испарилась" по Хокингу?

[CASTRO]

"А это откуда следует, что гораздо чаще, чем раз в 6 миллионов лет? Откуда в космических лучах столько ядер дейтерия с такой большой энергией?"

Дейтерия действительно мало. Альфа-частиц гораздо больше. В среднем доля легких ядер в космических лучах - порядка 10%. И не сильно зависит от энергии.

"Раньше по вашим данным получалось, что во всей солнечной системе происходят встречные двойные протон-протонные столкновения с той же энергией, что и на коллайдере, всего-навсего раз в 10 миллионов лет - а это всего-навсего 600 столкновений за всё время существования Солнечной системы."

Путаницу отставить! Мы говорим об эквивалентных по энергии соударениях космических лучей и неподвижных протонов. Там, как Вы помните, счет событий куда интенсивнее. Так вот, я про то, что примерно 10% взаимодействий космических лучей с землей эквивалентны тройным, четверным и т. д. столкновениям.

"А если образуется не одна, а сразу две или несколько частиц, то вероятность того, что скорость одной из них - причём самой "нехорошей" с точки зрения её опасности для Земли - не будет превышать даже 1-ую космическую скорость, очень даже существенна!"

Тааак... Игорь, Вы ж вроде в 9м классе законы сохранения учили :-). Да сколько бы их ни обаразовалось - импульс центра масс никуда не исчезает. То есть если  сумма масс частиц равна 14 ТэВ - скорость центра масс те же 60 км/с. Если меньше - то еще выше.

"А что будут делать, если найдут и если увидят, что эта чёрная дыра не "испарилась" по Хокингу?"

Когда ее найдут, она давным-давно улетит.

[Игорь Сотников]

"Тааак... Игорь, Вы ж вроде в 9м классе законы сохранения учили :-). Да сколько бы их ни обаразовалось - импульс центра масс никуда не исчезает. То есть если  сумма масс частиц равна 14 ТэВ - скорость центра масс те же 60 км/с." (CASTRO)

А нам центр масс этой системы в целом ни о чём не говорит. Нас интересует одна конкретная частица - причём самая "нехорошая". Одни частицы полетят в одну сторону, другие в другую. А разве не может так получиться, что одна из частиц останется на Земле, ещё несколько улетят, центр масс этой системы тоже "улетит", что не помешает той самой "нехорошей" частице уничтожить нашу планету.

[Игорь Сотников]

"Так вот, я про то, что примерно 10% взаимодействий космических лучей с землей эквивалентны тройным, четверным и т. д. столкновениям." (CASTRO)

Так что же выходит? Когда в ускорителе начнут сталкивать не отдельные протоны, а ядра урана с такой же энергией - и тоже на встречных пучках - тогда этот аргумент действовать не будет?

[CASTRO]

"А разве не может так получиться"

Может. Посчитайте. Одна из двух частиц должна компенсировать движение центра масс: т е вылететь строго в определенном направлении с определенной скоростью. Причем второе даже более важно, потому что подходящие скорости будут только если масса микроскопической черной дыры с большой точностью равна ~7 ТэВ (т е можно посчитать точно, но лень)

"Так что же выходит? Когда в ускорителе начнут сталкивать не отдельные протоны, а ядра урана с такой же энергией - и тоже на встречных пучках - тогда этот аргумент действовать не будет?"

Этот не будет. Будут другие. Просто этот проще для понимания. Более сложный - пожалуйста: на самом деле нет никакого протон-протонного столкновения. При тех энергиях сталкиваются не нуклоны как единое целое, а партоны - кварки и глюоны. Которые есть точесные объекты и для которых вопрос о тройных совпадениях не стоит.

[vitalyn]

Так что же выходит? Когда в ускорителе начнут сталкивать не отдельные протоны, а ядра урана с такой же энергией - и тоже на встречных пучках - тогда этот аргумент действовать не будет?

Да ничего особенного не будет. Более того - для разгона в ускорителях наиважнейшим является отношение заряда к массе, поскольку разгоняется за счёт заряда, а вот поворачивать в фокусирующих и поворотных устройствах приходится массу. Следовательно, самыми интересными для разгона являются электроны и позитроны, затем протоны и антипротоны, а ядра, содержащие электрически нейтральные нейтроны - самые сложные. Однако при энергиях частицы 7 ТэВ масса покоя частицы уже мала по сравнению с релятивистской, так что никакой разницы уже нет. Разгон тяжёлых ядер интересен только в плане обнаружения новых химических элементов (всё ищут "островки стабильности"). Ну может и ещё что по мелочи обнаружат.

[vitalyn]

"Ась? "Чёрная дыра" легче планкеона??? Т.е. размерами меньше планковской длины 10-35? Это как? Насколько я знаю, ни одна из современных теорий такого не допускает, не говоря уж про Стандартную Модель."

Стандартная Модель про черные дыры вообще ничего не говорит. Она гравитацией вообще не занимается. Есть гипотезы о компактифицированных дополнительных пространственных измерниях. То есть на масштабах, меньших масштаба компактификации пространство ведет себя не как трехмерное, а как более высокой размерности. Но тогда и гравитация будет усиливаться не по закону обратных квадратов, а как 1/R^(N-1). И из-за резкого усиления гравитации на малых масштабах возможно существование черной дыры малой массы и достаточно большого размера (порядка масштаба компактификации). Экспериментально известно, что если компактифицированные измерения и существуют, то масштаб компактификации < 1е-18 -  -19 м.

Я, конечно, понимаю, что теоретики ядерной физики даже траву не курят  , но как Вы себе представляете "чёрную дыру", чей диаметр горизонта событий меньше, чем дебройлевская длина волны частицы с соответствующей массой?

[CASTRO]

"Следовательно, самыми интересными для разгона являются электроны и позитроны"

На циклических ускорителях - нет. LEP был самой большой и , скорее всего, последней такой машинй. Потому как синхротронное излучение. В электрон при энергиях ~100 ГэВ за оборот вкачивается энергии практически столько же, сколько он излучает в виде синхротронного излучения.

" Однако при энергиях частицы 7 ТэВ масса покоя частицы уже мала по сравнению с релятивистской, так что никакой разницы уже нет"

Так заворачивают именно релятивистскую массу, если кто не в курсе.

"но как Вы себе представляете "чёрную дыру", чей диаметр горизонта событий меньше, чем дебройлевская длина волны частицы с соответствующей массой?"

Вот вы умных словей наговорили, а не в тему. Во-первых, длина волны не дебройлевская (которая тупо разная для разных скоростей), а комптоновская. А во-вторых, я говорю о черных дырах малой массы, у которых радиус Шварцшильда много БОЛЬШЕ комптоновской длины волны при МАЛОЙ МАССЕ частицы.