Jump to content

-trygve

Medlemmer
  • Content Count

    2278
  • Joined

Everything posted by -trygve

  1. Du fikk med deg at det hastet, ikke sant? Vel det har tross alt ikke gått tretten år siden han stilte spørsmålet helt ennå, så det kan jo hende svaret ditt kom i tide... Ellers burde du kanskje lese litt av de tidligere svarene i tråden, det finnes svar der som er langt bedre enn det du kom med.
  2. Du tar litt feil og litt rett. Å finne Higgs-bosonet var hovedmålet med LHC, så sånn sett er eksperimentet meget vellykket. Men LHC-eksperimentene er designet for å kunne gjøre mye mer enn å bare lete etter Higgs, og mørk materie er et av de viktige punktene som gjenstår. Ideen om mørk materie er gammel, og søk etter det har vært én av de viktige driverne bak LHC. Å forstå materie-antimaterie-asymmetrien er en annen. Selv om LHC offisielt sette er en stor suksess nå som den har funnet Higgs-bosonet synes jeg det er lov å være litt skuffet over at det ikke er funnet noe mer. Men slik er det med sånne eksperimenter, man må bare lete der man kan og håpe at det er noe interessant å finne der. Enten er man heldig eller så er man det ikke. Jeg kjenner ikke til noen tegn på at data-settet fra LHC-eksperimentene er dårlig utnyttet eller at akselerator og detektorer er dårligere enn de burde vært, så jeg synes det er rimelig å tilskrive mangelen på flere funn med "uflaks" - altså at den nye fysikken så langt har vist seg å være utenfor rekkevidde. Men LHC-programmet er langt fra ferdig, og selv om energien ikke lar seg øke videre vil økte datamengde kunne gi oss funn som per i dag er utenfor rekkevidde. Det er flere idéer om arvtager til LHC og teknologiutvikling er godt i gang både på akseleratorsiden og detektorsiden. Denne teknologiutviklingen er generisk, og det er ikke bestemt hva slags akselerator som skal bygges neste gang eller hvor den skal bygges. De mest aktuelle alternativene er en lineær maskin som kolliderer elektroner og positroner med lavere energi enn LHC, men likevel vesentlig høyere energi enn forrige elektron-positron-maskin, eller en større sirkulær maskin som kolliderer protoner mot protoner med høyere energi enn LHC
  3. Hvis du kun ser på forklaringen av hvordan higgsmekanismen gir masse til partikler vil introduksjonen av ekstra higgsfelt kun gi noen veldig subtile endringer. På et populærvitenskaplig nivå vil forklaringen være den samme som før. Oppdagelsen av ekstra higgsfelt ville imidlertid være en revolusjon i partikkelfysikken. Alt LHC har observert så langt har stemt skuffende bra med standardmodellen. Vi vet det må finnes noe fysikk som ikke forklares av standardmodellen - blant annet fra observasjonen av mørk materie og mørk energi - men LHC-eksperimentene har ikke gitt noen gode pekepinner på hva dette "noe mer" er. Ekstra higgsfelt er noe utover standardmodellen og slik sett kjempestort i seg selv, men det forklarer ikke alt som mangler. Men det vil peke ut en retning for hva slags ny fysikk det er mest naturlig å lete videre etter. Akkurat nå famler vi egentlig mest i blinde i håp om å finne noe nytt.
  4. Høylandet i øst-Afrika hadde nok vært veldig bra om man ser på oppskytningen isolert, men det er ganske mye infrastruktur rundt det å lage og klargjøre rakettene så det er nok stor sjanse for at det ikke ville lønnet seg selv om man får litt mer nyttelast per drivstoffmengde. Og så er jo USAianere ofte ganske patriotiske da, så det ville nok vært politisk vanskelig å få gjennomslag for oppskytninger i et annet land også.
  5. Hvis du vil ha (statisk) tyngdekraft må du samle energi - helst i form av masse, siden det er den enkleste måten å få stor energitetthet. Gravitasjonsbølger er forsåvidt også på sett og vis tyngdekraft, og de trenger ikke masse for å utbre seg kun for å genereres. Sånn sett kan du med en maskin i teorien lage tyngdekraft i et tomt område av verdensrommet, men gravitasjonsbølger beveger seg nødvendigvis med lyshastigheten så dette blir bare midlertidig tyngdekraft.
  6. Du kan sammenligne det med statisk elektrisitet og elektromagnetiske bølger. Om du har en elektrisk ladning som er i ro (eller beveger seg med konstant fart) vil den ha et elektrisk felt rundt seg. Dette elektriske feltet gjør at andre elektriske ladninger vil bli tiltrukket eller frastøtt (avhengig av fortegnet på ladningen). Så lenge ladningen er i ro skjer det ikke noe mer enn dette. Dersom du akselererer den elektriske ladningen vil den i tillegg sende ut elektromagnetiske bølger. Tilsvarende vil en masse som er i ro (eller beveges seg med konstant fart) ha et gravitasjonsfelt rundt seg som gjør at andre masser blir tiltrukket. Hvis du akselererer massen er ting litt mer komplisert enn med elektromagnetiske bølger, men det ligner. Det er ikke enhver form for akselerasjon som vil sende ut gravitasjonsbølger, men det er akselerasjon av massen som skal til for å sende ut gravitasjonsbølger. For eksempel vil et roterende objekt kun sende ut gravitasjonsbølger dersom det har en asymmetri - er det en perfekt sfære som roterer blir det ikke sendt ut noen gravitasjonsbølger. (For de som vet litt mer om bølgefenomener: Gravitasjonsbølger kan ikke sendes ut som en dipol, men krever minimum kvadrupol. Elektromagnetiske bølger kan derimot være av dipol-type).
  7. Relatert fun fact: Mye av det som er blått i naturen får ikke fargen sin fra et pigment, men fra den mikroskopiske strukturen til materialet - såkalt strukturfarge. Det er mulig at en samling koronavirus også ville gi en slik strukturfarge, men for at det skal fungere må nok virusene plasseres i et regulært mønster. Hvis de bare er i en tilfeldig samling ville de nok bare gitt en diffus refleksjon av lyset.
  8. Jeg er ikke uenig i konklusjonen din, men ting er langt mer komplisert enn du fremstiller det. Elektromagnetisk stråling vekselvirker med materie på langt flere måter enn bare ionisasjon. For radiobølger er såkalt dielektrisk tap det viktigste. Dette er den effekten som utnyttes i mikrobølgeovner. Med såpass lang bølgelengde som radiobølger har får vannmolekyler (og andre polare molekyler) tid til å snu seg frem og tilbake for hver bølge som passerer. Molekylene som nå er satt i bevegelse vil nødvendigvis kollidere med hverandre og dermed lage oppvarming. Resultatet er at radiobølgen varmer opp materialet. Hvor sterk dette dielektriske tapet er avhenger av bølgelengden. Bærebølgen til mobiltelefoner er i et område som gir ganske stort dielektrisk tap. Det vil si at strålingen fra mobiltelefoner og mobilmaster absorberes effektivt i kroppen. Selv om strålingen ikke gir akutt skade slik som ioniserende stråling gjør kan man derfor ikke utelukke skade knyttet til lokal oppvarming. Når det er sagt er strålingsintensiteten typisk så lav at det er liten grunn til å mistenke slik skade.
  9. Overraskende, ja, men viser det virkelig en omvendt kausalitet slik han viser? Eksperimentet (i hvert fall den forenklede versjonen som er beskrevet i videoen) inneholder ikke noe ytre valg, det er "fotonene selv som velger". Kan det ikke da like gjerne være noe i interaksjonen med detektor 1 som avgjør hva som kommer til å skje i beam-splitteren enn motsatt?
  10. Det som er klart er at man ikke kan ha all informasjon, og at det er mer enn et praktisk problem som hindrer oss i det. Jeg er litt usikker på hva det skal bety at all informasjon finnes, men det er umulig for oss å få tak i den. Hva betyr i dette tilfellet "finnes"? I forbindelse med kvantemekanikk dukker i noen tilfeller diskusjon om såkalte skjulte variabler opp. Det er et eksempel på informasjon som visstnok skal kunne finnes, men likevel være utilgjengelig. Bells teorem og tilhørende eksperimenter har vist at i hvert fall de enkleste versjonene av kvantemekanikk med skjulte variabler ikke er konsistent med virkeligheten.
  11. Det som kan hjelpe deg litt - eller forvirre deg enda mer - er at vi har lært fra kvantemekanikken at vi uansett ikke kan ha all informasjon om et fysisk system. Det er prinsipielt umulig. Kvantemekanikken har likevel en slags determinisme i seg så det er ikke opplagt at den gir noe mer plass til fri vilje enn den vanlige klassiske mekanikken, men det er kanskje litt lettere å tro at det finnes noen smutthull vi har oversett?
  12. Uten mer detaljer er det umulig å si sikkert, men som regel er det Venus når noen lurer på hva det er som lyser så sterkt på himmelen. I Bergen kan også solen skape slik forvirring ?
  13. Nå fikk jeg anledning til å skrive på et skikkelig tastatur. Da blir (nesten) alt mye greiere. Jeg savner riktignok fremdeles muligheten for å skrive LaTeX etter forumoppgraderingen, men det får vel gå greit uten. Som vanlig når akselerasjonen ikke er konstant er det enklere å finne farten ved hjelp av energibevaring enn ved å se på Newtons lover. Det første vi trenger da er et uttrykk for hvordan den potensielle energien endrer seg når vi beveger oss innover i jordkloden. Ved hjelp av Gauss' lov finner man ganske greit frem til at den potensielle energien til at tyngdeakselerasjonen som funksjon av avstand fra sentrum er g(r) = - GMr/R3 der G er gravitasjonskontanten, M er jordens masse og R er jordens radius. Jeg har selvfølgelig gjort tilnærmingene å anta at jorden er en perfekt kule og at massetettheten er lik overalt. Ved å integrere opp dette uttrykket finner vi at den potensielle energien til en masse m er U(r) = GMmr2/R3 Nå er det bare å sette U(R) - U(0) = 1/2*mv^2 og løse med hensyn på v. Og valget av enheter trodde jeg ga seg selv ?
  14. Beklager så mye, jeg bommet med en tierpotens (jeg er litt for vant med å ha et tall mellom 0 og 10 foran tierfaktorene). Nå har jeg korrigert svaret slik at det skal stemme. Jeg kan legge til litt om utregningen senere i dag.
  15. Vi har en del meteorsvermer som kommer igjen på samme dato år etter år. Meteorsvermer skyldes at jorden passerer gjennom en sky av partikler, vanligvis rester fra en komet, på sin vei rundt solen. Siden vi passerer gjennom samme skyen på samme dato hvert år er det fristende å tenke at denne skyen ligger i ro på et bestemt sted i jordbanen og venter på oss. Men slik kan det ikke være - for det første ville partiklene falt inn mot solen om de i utgangspunktet lå i ro. For det andre beveger jo solen seg gjennom galaksen så partikkelskyen må følge med i denne bevegelsen. Altså må partikkelskyen gå i en form for bane rundt solen - men hvordan er den banen?
  16. Sannsynligvis ville det fungert svært dårlig - i hvert fall i en beam-beam kollisjonsmaskin. For det første er det vanskelig å lage stråler med tilstrekkelig stor intensitet fordi de positive protonene frastøter hverandre. Det neste problemet kommer i forbindelse med kollisjonen. Dersom to svært intense stråler kolliderer vil riktignok en del protoner treffe hverandre godt nok til å fusjonere, men sannsynligheten for at protonene kun vil få en avbøyning av retningen sin er mye større. Derfor vil det for hvert protonpar som fusjonerer være mange flere som flyr bort fra kollisjonsområdet med en vesentlig retningsendring. Dette gjør det i praksis umulig å resirkulere de protonene slik man gjør med de ikke-kolliderende protonene i en sirkulær kollisjonsmaskin som f.eks. LHC. Et antakelig bedre forslag ville være et fixed-target oppsett - altså at en protonstråle skytes mot en beholder med et passende materiale. Det mest passende materialet ville antakelig være tungtvann. Da er det bare én stråle som må lages, og på grunn av at tettheten i vann er mye større enn det man kan oppnå i en stråle blir kollisjonssannsynligheten mye større. Jeg har ikke tall på dette, men jeg tror nok dessverre det også i dette tilfellet vil vært langt flere protoner som avgir energien sin på andre måter enn de som fusjonerer.
  17. Det stemmer veldig bra, dette: det er oppvarmingen som er skyld i lyden, og sammenligningen med lynnedslag er god. I begge tilfellene gir den elektriske utladningen en rask oppvarming av luften rundt, og det setter luften i bevegelse som vi oppfatter som lydbølger. Siden lynet er så mye større og sterkere blir det kraftigere torden der, men prinsippet er det samme.
  18. På et matematisk nivå har vi en forklaring som fungerer helt utmerket. Det at elektriske krefter kan være enten tiltrekkende eller frastøtende, mens gravitasjon alltid er tiltrekkende henger sammen med at elektriske krefter formidles av en partikkel med spinn 1 (fotonet) mens gravitasjonskraften av en partikkel med spinn 2 (gravitonet). Dessverre klarer jeg ikke å komme opp med en analogi som lar meg forklare tiltrekkingen på en ikke-matematisk måte. Frastøting er litt enklere å lage en analogi for siden man da kan se for seg at man kaster en ball. Da blir både den som kaster ballen og den som tar i mot ballen dyttet bakover. Virtuelle partikler lever på "lånt tid". Ut fra klassisk fysikk burde de ikke kunne eksistert, men på grunn av usikkerhetsrelasjonen i kvantemekanikken kan de likevel finnes. Jo mer "ulovlig" de er, jo kortere vil de leve. Den svake kjernekraften er kort rekkevidde fordi den formidles av tunge partikler som må "låne" mye energi og derfor kun kan gjøre det veldig kort tid. Elektromagnetiske krefter formildes av masseløse fotoner som dermed ikke trenger å "låne" like mye energi og de kan da leve lenger og gi kraften større rekkevidde. Nøyaktig det samme gjelder for gravitoner siden de også er masseløse. Både reelle fotoner og gravitoner må ha energi større enn 0. Siden vi ikke er i stand til å observere individuelle gravitoner er som regel ikke reelle gravitoner av særlig interesse, men i prinsippet er gravitasjonsbølgene som LIGO og VIRGO observerer laget av en masse reelle gravitoner (men vi kan kun se den kollektive effekten som ikke bærer preg av noen partikkelnatur).
  19. Alle* partikler vil enten være fermioner eller bosoner så forutsatt at mørk materie faktisk er av partikkelnatur slik man tror må den tilhøre en av de to kategoriene. I de fleste foreslåtte modeller for mørk materie er de nye partiklene fermioner. *Det er faktisk bare så lenge rommet har minst tre dimensjoner at det ikke finnes flere kategorier. I 1977 viste Jon Magne Leinaas og Jan Myrheim at i to dimensjoner finnes det et tredje alternativ: anyon. Selv om rommet vi lever i er tredimensjonalt er ikke anyoner bare en teoretisk konstruksjon. Det er mulig å fabrikkere materialer der elektroner i praksis bare kan bevege seg i to dimensjoner og da kan man observere anyoner i praksis.
  20. Nei, bosoner er ikke nødvendigvis masseløse - og det står det heller ikke i artikkelen at de er. Jeg regner med at det er disse setningene du har lest At fermioner er materiepartikler refererer ikke direkte til om de har masse eller ikke, men at de er byggeklossene som bygger opp materie. Bosoner er kraftformidlerne som holder fermionene sammen (eller dytter de fra hverandre). Bosoner kan være enten masseløse eller massive. Blant de kjente elementærpartiklene er fotonet og gluonet masseløse bosoner, mens W, Z og higgs er massive bosoner. Alle kjente fermioner er massive, men jeg kjenner ikke til noen teoretiske argumenter som skulle tilsi at masseløse fermioner ikke kan eksistere.
  21. Nei, generell relativitet er en klassisk teori og der er det ikke behov for noen gravitoner. Men nå ser det ut til at virkeligheten er kvantemekanisk og ikke klassisk, og da må teorien kvantiseres - og der kommer gravitonene inn i bildet. Dessverre er den generelle relativitetsteorien ganske ugrei å kvantisere. Det er faktisk bare i grensen av svak gravitasjon at man har klart det, og det er fundamentale argumenter for at det ikke vil fungere for sterk gravitasjon. Derfor er man på jakt etter utvidelser av den generelle relativitetsteorien som lar seg kvantisere, og det er her superstrenger og loop quantum gravity kommer inn i bildet. En litt artig sak med gravitoner som jeg tror ikke så mange kjenner til er det Feynman gjorde i sin gravitasjonsforelesningsserie. Der startet han med en kvantefelt-teori bygget opp fra masseløse spinn 2-partikler (som er det man forventer at gravitoner skal være) og utledet fra det feltligningene til Einstein i grensen for svak gravitasjon.
  22. Mørk materie kan godt bestå av flere komponenter, men fotoner kan ikke utgjøre det største bidraget - og antakelig ikke noe stort bidrag i det hele tatt. Mørk materie danner gravitasjonelt bundne strukturer, og det gjør ikke fotoner selv om de riktignok blir påvirket av gravitasjon.
  23. Jeg tror ikke det siste spørsmålet er det samme som de to første.
  24. Beskrivelsen din er grei, men hvordan skal "eldes" tolkes?
×
×
  • Create New...