Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Мультивселенная и идеи Эверетта

Те, кто интересуются квантовой физикой, меня поймут: особенно те, кто знает имя Хью Эверетта.
Так вот, некая гипотеза утверждает, что кроме нашей вселенной существует бесчисленное количество других вселенных. Это означает, что в этих вселенных происходят абсолютно все без исключения варианты любых событий. Поскольку они бесчисленны, то и каждый вариант каждого события происходит бесчисленное множество раз. А это в свою очередь значит, что в какой ни будь вселенной живет реальная Сара Коннор, за которой в прошлое отправился реальный Терминатор (с лицом Шварценеггера из нашей вселенной): и там это происходит не потому что Кэмерон все это придумал, а потому что это тоже вариант определенных событий.

Для наглядности можем вспомнить Теорему о бесконечных обезьянах.

Преобразование энергии в материю, Возможно ли?

То, что материя преобразуется в энергию, общепризнанный факт. Обратные случи экспериментально не наблюдались, но это не значит, что они принципиально невозможны. Давайте обратимся к физике элементарных частиц и посмотрим на свойства таких удивительных "зверушек", как Кварки. Известно, что одиночный кварк не может удалиться на какое-либо существенное расстояние от других кварков, потому что чем дальше его отдалить, тем сильнее будет взаимное притяжение. Если гипотетически пытаться разорвать два кварка (пусть будет двухкварковая частица), то энергия связи между ними будет нарастать, и в какой-то момент она будет настолько велика, что этого будет достаточно для появления двух новых кварков, которые свяжутся с исходными.
Это все чисто гипотетически.

Почему E равно mc2 (часть 1-я)

Сочинение это - для тех, кто:
* знает правило сложения скоростей в теории относительности,
* знает производные и интегралы,
* и при этом никуда не торопится!
Потому что дальше будет длинная история в трёх частях, которая ведёт к тому, что и так все знают, - к формуле E=mc2.

А дело в том, что человек, желающий разобраться в (специальной) теории относительности, примерно на середине пути натыкается на некий барьер - как раз на границе между кинематикой и механикой. И я попытаюсь сейчас этот барьер сгладить.

Как устроено стандартное изложение теории относительности в учебниках? Берут два простых и понятных ингредиента - принцип относительности и постоянство скорости света - соединяют их вместе и начинают плавно помешивать:-) В результате по очереди выплывают разные следствия: одновременность событий оказывается зависящей от наблюдателя, ход движущихся часов замедляется, размеры движущихся предметов сокращаются. Потом появляются преобразования Лоренца, закон сложения скоростей, эффект Доплера, невозможность разогнаться быстрее света и так далее. Всё это хорошо и более-менее понятно, и называется релятивистской кинематикой.

А потом плавный ход мысли вдруг подпрыгивает на кочке! Оказывается, что для дальнейшего продвижения недостаточно упомянутых ингредиентов. И тут в ход идут разные "эзотерические" знания. Например, сам Эйнштейн использовал правила преобразования электрического и магнитного полей. Ландау с Лифшицем опираются на принцип наименьшего действия.

А нельзя ли всё же двинуться дальше, не привлекая каких-то посторонних знаний? и понять, например, происхождение (и смысл!) формулы E=mc2, опираясь только на два основополагающих принципа (принцип относительности и постоянство скорости света)?

Ну понятно, что совсем без ничего нового не обойтись. Ведь E=mc2 - это про энергию, значит нужно что-то про энергию знать. Нам понадобится закон сохранения энергии и то, что в обычной механике (т.е. при малых скоростях) кинетическая энергия равна mv2/2. А заодно и аналогичные знания про импульс: закон его сохранения и то, что при малых скоростях импульс равен mv. (Зарезать импульс бритвой Оккама не получится - ведь энергия и импульс всегда ходят парой:-)

План действий будет такой:
1. Получим формулу для импульса p=gamma m v.
2. Получим формулу для кинетической энергии 01_p_gmv.
3. И наконец, используя п. 1 и 2, найдём, что энергия покоя равна 03_mc2.

(Буква 04_gamma здесь обозначает 05_gamma_def, как это принято в теории относительности. Жирным шрифтом помечены векторные величины.)

Сегодня мы разберёмся с импульсом. Collapse )

(Продолжение следует...)
поумнеть

(no subject)

самый простой ускоритель частиц называется циклотрон.
циклотрон - это, грубо говоря, плоская банка с вакуумом, которую распилили пополам и поместили между двумя магнитами. к двум полубанкам прикладывается переменное напряжение, в центре банки выпускаются заряженные частицы, частицы летят по спирали ускоряясь, а дальше можно чуть накосячить конструкцию чтоб разогнанные частицы оставались на внешнем круге.
из энергии надо только вакуумировать, ионизировать атомы и разгонять.

А теперь берем почти два циклотрона и соединяем их как цифру "8", при этом так, чтоб разрез между электродами шел вертикально, примерно так Е3.

Получаем коллайдер на встречных пучках. охлаждаем водой, вода кипит, крутит турбину, итп.

навскидку, брать можно дейтерий плюс литий, а на выходе иметь гелий. Или протоны плюс бор. обе реакции идут без выделения нейтронов, а значит, не дают наведенной радиоактивности.

Интересно, кто-нибудь прикидывал как добиться от такой конструкции положительного выхода энергии?

Дефект масс

Дефект масс объясняется в физике: масса изменяется из-за увеличения сил взаимодействия, что явно противоречит формуле кинетической энергии.
Дефект масс исходя из спиральных записей ядра и атома можно объяснить минимальной энергией электрона (1-условная единица) в дейтроне единичной энергии и удвоенном минимуме в дейтроне двоичной энергии. В атмосфере при н.у (20 градусов) энергия электронов больше восьми условных единиц. Получается холодное- холодное ядро в оболочке электронов, активно меняющих свою энергию.
Энергия одна единица - вращение вокруг собственной оси, две единицы - плюс колебательное, энергия три и больше - собственное вращение плюс орбитальное вращение.
Максимальный дефект масс при колебательном движении (альфа-частица), минимальный при собственном движении (дейтрон), при орбитальном движении дефекта масс нет. Масса изменяется в результате изменения качества (способа) движения.
OBO
  • nil_0

Межпредметный семинар 22.02.2012

В среду 22 февраля 2012 г. в 18:35 в аудитории 202НК МФТИ состоится межпредметный семинар по теме:
"Практические задачи анализа нестационарных временных рядов"

Докладчик:
д.ф.-м.н. Орлов Юрий Николаевич (ИПМ РАН; кафедра высшей математики МФТИ)

объявление-pdf

В докладе будет дан обзор проблем, возникающих при применении теории вероятностей к практическим задачам, связанным, в частности, с анализом фондового рынка и с обоснованием тех или иных прогнозных алгоритмов. Будут рассмотрены задачи определения оптимального объема выборки для построения прогнозных моделей и описаны варианты таких моделей.

Во многих случаях нестационарность ряда наблюдаемых величин обусловлена нерегулярной сменой режимов функционирования той «физической системы», которой порождены эти величины. Тем самым возникает задача о построении индикаторов смены режима, т.е. индикаторов разладки. В докладе будут даны некоторые примеры таких индикаторов, которые в определенных условиях могут трактоваться и как предикторы.

Тематика, связанная с нестационарными временными рядами, начиная с весеннего семестра 2012 г., будет развиваться на кафедре физико-технической информатики ФИВТ в содружестве с компанией «ИГ Норд-Капитал».

Литература
Орлов Ю.Н., Осминин К.П. Нестационарные временные ряды: методы прогнозирования с примерами анализа финансовых и сырьевых рынков. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. – 384 с.

Прямые интернет-трансляции семинара ведутся по адресу http://www.tv.futurerussia.ru/ (синоним http://yatv.ru/futurerussia). По этому же адресу появляются видеозаписи недавно прошедших семинаров.

Ближайшие заседания:
29.02.2012. Семинар N200. "Функциональная механика и проблема необратимости" И.В. Волович (МИАН) (предварительно)
07.03.2012. "Лекция-концерт красота в науке и искусстве" М.А. Капустин (кафедра общей физики МФТИ) (предварительно)
14.03.2012. "Финслерова геометрия" В.Г.Жотиков (кафедра общей физики МФТИ) (предварительно)
21.03.2012. "Углерод - элемент `более равный', чем другие" В.В. Бражкин (ИФВД РАН) (предварительно)
28.03.2012. "Измерение цвета" В.С.Булыгин (кафедра общей физики МФТИ)

Все заседания 2011-12 учебного года.
Основной
  • eslitak

Измеряем точно

Рассмотрим простейший квантовый опыт. 
Электронная пушка, перед ней экран со щелью, и дальше на некотором расстоянии регистрирующий экран (регистратор).



Выпускаем одиночный электрон и получаем значение "y" - отклонение точки попадания электрона от оси установки (ось на рисунке показана пунктиром). Таким образом, мы получаем точное значение координаты "y". Импульс как бы неопределённый, да? Но ведь никто нам не мешает замерить время между "выстрелом" и попаданием электрона в регистратор. Зная это время, мы можем точно  вычислить вертикальную (относительно рисунка) составляющую скорости электрона Vy, а значит и импульс Py. 

Конечно, вычислить - не значит измерить, так что принцип неопределённости вроде как не нарушается. Но тем не менее, выходит, мы точно измеряем координату и точно вычисляем импульс, который электрон имел в момент попадания в регистратор.

Нет, понятно, что во время между выстрелом и попаданием электрон движется по бесконечному количеству траекторий и с бесконечным разнообразием импульсов. Но в момент попадания, согласно принципу отложенного выбора, остаётся только одна из возможных траекторий (на рисунке показана красной линией), и параметры этой траектории мы можем постфактум знать сколь угодно точно.    

Возражения есть?
Натюржив
  • eslitak

Фотоны часов не наблюдают

Согласно теории относительности объект, движущийся со скоростью света, проходит любое конечное расстояние за нулевое (по собственным "часам" объекта) время. Например, фотон, который и есть свет, с его собственной "точки зрения" не  существует, поскольку ему просто некогда существовать: промежуток времени между рождением (излучением) и смертью (поглощением) фотона строго равен нулю. А раз фотон живёт нулевое время, то с ним в принципе ничего не может произойти: в каком состоянии  родился, в таком и умер. Однако, с точки зрения внешнего наблюдателя время жизни фотона не нулевое, и за это время его состояние меняется. Например, при прохождении через поляризатор меняется вектор поляризации фотона. Здесь, по-моему, существует некоторый парадокс, вам не кажется? С одной стороны (с точки зрения фотона) - каким "родился", таким и "помер". С другой стороны (с точки зрения наблюдателя) - "родился" в оном состоянии поляризации, а "помер" в другом. То есть, с фотоном что-то произошло. Иными словами, в системе отсчёта фотона никаких событий между излучением и поглощением не происходит (просто нет времени для событий). А в системе наблюдателя события с фотоном таки случаются. Кто-нибудь тут может разъяснить сей казус? 

опыты по обнаружению нейтронов

 В 1932 году, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри показали фотографии следов протонов в камере Вильсона, выбиваемых из парафина бериллиевым излучением.

Далее исследованиями по теоритическому обоснованию механизмов возникновения нейтронов занялся Чедвиг. Он помещал бериллиевый источник перед ионизационной камерой, в которую попадали протоны, выбитые из парафиновой пластинки.

   

Упрощенная схема опытов по обнаружению нейтронов достаточно проста, НО! 

Я нигде не могу найти точное описание описаных выше экспериментов!

Главное, что интересует: размеры, масштабы парафиновых пластин, применяемых Кюри и Чедвигом.

Был бы крайне признателен, если просветите меня в данном вопросе.


(вопрос продублирован на madaim_il )