Ołowiana kula spadająca ku górze
16 czerwiec 2008
Nie od dziś wiadomo, że ośrodek badawczy CERN pod szwajcarską Genewą to tajemna siedziba wcielonego zła pod postacią szalonych naukowców, którzy od wielu już lat kombinują na lewo i prawo, jakby tu doprowadzić sprytnie do zagłady Ziemi. Uruchomienie akceleratora LHC (przy samym skrócie co poniektórzy drżą z przerażenia – vide mój starszy a ciągle aktualny wpis “Obrońcy Ziemi – Na barykady!”) znów się trochę przesunęło, więc można odetchnąć z ulgą, w końcu destrukcja nas jeszcze nie czeka, przynajmniej nie w czerwcu tego roku a w lipcu. Jednak kiedy sprawy się opóźniają pojawia się nowe zagrożenie – naukowcy zniesmaczeni przymusowym bezrobociem mają więcej czasu na snucie innych, równie groźnych planów…
Zostawiając jednak żarty na boku – o antymaterii wspominałem już dość często, poświęciłem jej też dwa wpisy (“CERN i kolejna apokalipsa na horyzoncie” oraz “Dlaczego nie jesteśmy z antymaterii”). W pierwszym z nich pisałem o nowych rozwiązaniach, jakie naukowcy z Genewy opracowali w celu optymalizacji procesu wytwarzania i składowania antymaterii, w drugim natomiast – chronologicznie starszym – o ciągle nierozwiązanej zagadce związanej z brakiem równowagi pomiędzy materią a antymaterią w znanym nam Wszechświecie. Tym razem chciałbym pociągnąć dalej tematykę wpisu drugiego – a ściślej wspomnieć o eksperymencie, który mógłby rzucić nowe światło na to zagadnienie.
Od wielu lat badamy antymaterię, jej zachowanie i właściwości, staramy się wykazać, czy teoretyczne przewidywania zgadzają się z rzeczywistością. W ciągu tych lat okazywało się zawsze, że przewidywania bardzo trafnie ujmują własności antymaterii – eksperymentalnie wykazano, że faktycznie są to cząstki o takich samych cechach i masie, jak cząstki materii “zwykłej”, jednak o przeciwnym ładunku elektrycznym. Brakuje w tych badaniach jednak bardzo ważnego aspektu – jak zachowuje się anytmateria pod wpływem grawitacji? Pytanie może wydawać się dziwne i rzeczywiście większość naukowców uważa, że pomiędzy zachowaniem cząstek materii i antymaterii w polu grawitacyjnym nie istnieją żadne różnice, tym samym kula z “antyołowiu”, wyrzucona, weźmy na to, przez okno mojego mieszkania, nie powinna “spadać”, weźmy na to, w górę, w stronę nieba. Jednak współczesna fizyka jest tak uroczą dziedziną nauki, że rzeczy, wydawałoby się banalne i pozornie oczywiste, wcale takimi jakże często być nie muszą. W podobny sposób myślą też niektórzy naukowcy, między innymi Thomas Phillips z Duke University (Durham, USA), którzy chcieliby sprawdzić eksperymentalnie, jak to naprawdę jest z tą antymaterią i grawitacją.
Phillips jak i fizycy o zbliżonych poglądach wychodzą – co może być w tym kontekście zaskakujące – z założenia, że niemal pewne jest identyczne zachowanie materii i antymaterii pod wpływem grawitacji. “Niemal pewne” to bardzo ładny zwrot – dla fizyka jednak bardzo uwierający i wymuszający chyba chroniczną bezsenność. Phillips bowiem chciałbym mieć całkowitą pewność – aby ją uzyskać, koniecznie chciałby przeprowadzić pewien eksperyment. Zdaniem Phillipsa teorie kwantowej grawitacji (jedne z pretendentek do miana prawdziwej “teorii unifikacji”, łączącej pomyślnie w jednej konstrukcji teoretycznej ogólną teorię względności oraz mechanikę kwantową) dopuszczają, poza grawitacją, istnienie jeszcze dwóch sił, do niej podobnych. O ile w przypadku materii siły te działają przeciwko sobie i kasują się, o tyle w przypadku antymaterii siły te mogłyby być dodawane, wzmacniając jeszcze oddziaływanie grawitacji. Wtedy wspomniana wcześniej kula “antyołowiu” spadałaby ku Ziemi z mojego okna z znacznie większą prędkością, niż zwykła kula ołowiu.
Nie jest to jedyna możliwość, jaka istnieje w przypadku gmatwaniny formuł kwantowej grawitacji. Gdyby teorie te okazały się poprawne, możliwe byłoby nawet takie ich rozwiązanie, które sugerowałoby, że antymateria jest odpychana przez siłę grawitacji - jest to bardzo sprytny krok ku wyjaśnieniu, dlaczego istnieje wspomniana wcześniej ogromna asymetria pomiędzy ilością materii i antymaterii we Wszechświecie: wystarczy założyć, że antymateria jest odpychana przez grawitację, dlatego też nie potrafimy jej nigdzie znaleźć. Jednak póki co to tylko teorie – istnieje rosnąca grupa naukowców, która chciałaby mieć pewność. Wysunięto już nawet kilka pomysłów na sprawdzenie tych założeń – Phillips chciałby taki eksperyment przeprowadzić w słynnym Fermilabie (Batavia, USA), największym amerykańskim akceleratorze, istnieją też grupy naukowców, które proponują jego realizację w CERN. Projekt CERN (o nazwie AEGIS [Antimatter Experiment: Gravity, Iterferometry, Spectroscopy]) wydaje się być najbardziej realnym projektem, który może dostać zielone światło dla realizacji.
Na czym miałby polegać? Na początku konieczne jest oczywiście wytworzenie antymaterii, która miałaby podlegać testowi. Możliwe jest to tylko w największych akceleratorach świata, dlatego też CERN wydaje się wymarzonym miejscem dla takiego testu. Naukowcy produkują więc w rzeczonym akceleratorze “antywodór”. Oczywiście pojawia się ponownie problem magazynowania antymaterii, która z wielką chęcią anihiluje z otaczającą ją materią. Jeśli jednak udałoby się ten problem jakimś cudem pokonać, naukowcy chcieliby wytworzyć dwie wiązki antywodoru, które następnie kierowane byłyby na specyficzne siatki dyfrakcyjne. Ponieważ z rozbrajającą szczerością się przyznam, że nie mam pojęcia, jak w szczególe ma wyglądać to doświadczenie, napiszę tylko tyle, że na podstawie zbadanego ugięcia strumieni antymaterii będzie można ocenić, w jaki sposób grawitacja wpływa na antywodór. Część naukowców mocno wątpi w sensowność przeprowadzania takiego eksperymentu, ze względu na to, że okazać się po prostu może, iż efekt jest za słaby, by dał się wykryć lub też po prostu różnicy żadnej nie będzie. Sam eksperyment jest też technicznie bardzo wymagający – nie zapominajmy o tym, że każdy kontakt z materią jest jednocześnie wyrokiem śmierci dla antymaterii, nie wspominając już o tym, że dokładne dane będą zbierane przez detektory wykonane również z materii. Nie zmienia to jednak nic w zapale Phillipsa, który wcale nie kryje, że mocno przekonany jest o tym, że różnic pod względem oddziaływań grawitacyjnych między materią a anytmaterią nie ma. Jednak przekonanie to nie to samo co pewność, prawda?
Oczywiście sprawa ma też drugie dno – zakładając, że naukowcy będą jednak mieć niewiarygodnego farta i antymateria wykaże odmienne zachowanie niż materia w polu grawitacyjnym, trudno sobie wyobrazić wrzawę medialną rozbudzoną wokół pojęć dotąd typowo fantastyczno-naukowych, takich jak choćby antygrawitacja. Dla naukowców, którzy eksperyment przeprowadzą, byłaby to droga do sławy: gdyby kula “antyołowiu” spadała dużo szybciej, niż kula ołowiana, odkrylibyśmy zupełnie nowe, nieznane dotąd siły, jeśli ruszyłaby z okna w niebo, zachwiałoby to silnie naszym rozumieniem tak podstawowej teorii, jaką jest ogólna teoria względności. Trudno się więc dziwić, że naukowcy prą ku realizacji doświadczenia. Gdyby wszystko poszło optymalnie, pierwszych wyników z eksperymentu AEGIS możemy oczekiwać już za pięć lat…
I znowu muszę Ci wierzyć:)
strach pomysleć, że jedno może spadać w grę a drugie w dół… grafika się mi podoba też
/ Cytuj komentarzOj nie, wcale nie musisz:))
/ Cytuj komentarzDlaczego strach pomyśleć, to tylko kwestia zmiany punktu widzenia, w końcu przyzwyczajeni jesteśmy, że wszystko jest przez masę przyciągane i tak się wokół nas właśnie dzieje, jednak gdyby było na odwrót, cóż, trochę trudno byłoby się chyba połapać i ciekawie musiałoby to wyglądać, jednak to tylko różnica kierunków:))
W sierpniu wyjezdzam na urlop. Mogli by jednak odpalić CERN’a we wrześniu
/ Cytuj komentarzWitam:)
Zaplanowałbym ten urlop może jednak wcześniej, bo potem to już nie będzie gdzie jechać na urlop:P
/ Cytuj komentarzWłaśnie o to mi chodzi
/ Cytuj komentarzAno, też prawda:)) Trudna doprawdy sprawa, bo jak stworzą tam czarną dziurę jak to niektórzy proroczo już widzą, to nic nie dają wakacje nawet w Australii, hm, rzeczywiście jest problem;)
/ Cytuj komentarzTak, już Ci media napiszą coś o tym…tak jak napisali o tym kosmicznym DNA. Wypłynie jakieś Euro czy inny IPN i tyle będzie.
Pamiętam, jak wiele lat temu w Wiedzy i Życiu był artykuł o nauce w Gwiezdnych Wojnach i tam właśnie pierwszy raz dowiedziałem się, że antymateria może być źródłem antygrawitacji. To, co piszesz – o szybszym spadaniu kuli – burzy cały mój dotychczasowy pogląd na świat:) Niemniej pokuszę się o taką myśl – czy w miarę oddalania się od powierzchni gruntu prędkość “spadającej do góry” kuli rosłaby, podobnie jak w przypadku “normalnej” grawitacji, czy też kula zatrzymałaby się na pewnej wysokości?
Antymateria jako napęd statków kosmicznych, antymateria jako napęd antygrawitacyjny, antymateria w CERN…boję się otworzyć lodówkę:)
/ Cytuj komentarzOlaboga, kto to się pojawił:)) Znamy się proszę pana?:P
A propos mediów i sensacji – najpierw było trąbienie o znalezieniu życia poza Ziemią (sic!) kiedy odkryto zasady w meteorycie, teraz znów (kolejny raz) trąbi się o “nowym Układzie Słonecznym”, co jest praktykowane na okrągło kiedy tylko odkryjemy gwiazdę z co najmniej 2 planetami… Szkoda gadać, nie piszę o takich rzeczach u siebie, mam nadzieję teraz czytelnicy zrozumieją dlaczego: sprawy głośne, pojawiające się w “mainstreamowych” mediach nie muszą być przecież jeszcze i przeze mnie powtarzane;)
Teraz do rzeczy: antygrawitacja. Jak piszę wyżej nie mamy tak naprawdę pojęcia, jaki jest związek antymaterii z grawitacją. Może – ale tylko może – ta kula będzie spadać szybciej, ale równie dobrze (szanse są podobne, czyli bardzo małe) kula będzie odpychana, i już masz antygrawitację: napchasz do kieszeni antymaterii i będziesz się oddalał od Ziemi:D
Twoje pytanie jest rzeczywiście ciekawe – nie mam pojęcia, nie będę ukrywał, ale skoro grawitacja to siła słabnąca wraz z odległością, myślę że oddalająca się kula oddalałaby się coraz wolniej, aż osiągnęłaby jako taką stabilność na pewnej orbicie (jak satelity, tyle że na odwrót)
Pamiętaj, WT: I WANT YOU TO MAKE ANTIMATTER!:))
/ Cytuj komentarzZnamy znamy…jak to mówią “zarobiony byłem”. I w sumie jestem nadal. Masa pracy…a w sieci, zamiast pisać coś w moim pamiętniczku, to – wstyd się przyznać – bawię się w krzyżowca. Tym razem nie z feministkami, ale z…prawicą:) Ubaw po pachy, choć nieco groźniejsi są od feministek – przeklinają. I wyzywają mnie od lewaków.
Tak sobie myślę, że to, co jest w mainstreamowych (ważne słowo) mediach ma za zadanie jedynie skusić “przysłowiowego Kowalskiego” (zna ktoś jakieś przysłowie o Kowalskim?) do zerknięcia w stronę danego tematu – w tym wypadku astronomii – i…here comes Cytadela:) Tylko że ów “przysłowiowy” woli jednak strony ze sportem. I polityką. Fuj:)
Wiem, że szanse na spadanie szybsze czy do góry (gee, o czym my mówimy?) są niewelkie, niemniej…a Twoja odpowiedź nieco pokrywa się z tym, co myślałem. Czyli jednak antymateria jako źródło napędu antygrawitacyjnego – choć jedynie w pionie, a nie w poziomie – byłaby znakomita.
Co do ostatniego zdania Twojej wypowiedzi…And God spoke to me, He said: get me 18 million dollars by the weekend (Genesis, Jesus – He knows me).
Idę do lodówki…poszukam czegoś na kolację. Albo anihilację.
/ Cytuj komentarzKrzyżowiec, cóż, nick jednak zobowiązuje do walki:) Mam nadzieję w następnym wpisie u Ciebie coś więcej się o tym dowiemy, bo brzmi całkiem ciekawie:
Nie zgodzę się z Tobą, że artykuły o mocno “undergroundowych” (ale mi dzisiaj nasuwają się anglicyzmy) dziedzinach nauki, takich jak kosmologia czy fizyka cząstek, nawet ta biedna astronomia, mają popchnąć czytelnika do zwiększenia swej wiedzy w danej dziedzinie. W sumie to nie wiem, po co w źródłach pokroju Onety czy inne pisze się o czymś takim – bo na pewno nie w tym celu. Może żeby móc powiedzieć – ha, a my też o tym pisaliśmy, przed kolegami?
/ Cytuj komentarzCóż, napiszę, napiszę…jednego typka nawet na pojedynek wyzwałem:)
Myślę, że underground w mainstreamie jest kwestią nowych targetów danego brandu. Czekam, aż Faktzeitung na pierwszą stronę da coś, o czym piszesz. Hmmm…np zdjęcie CERNu z doklejoną w Photoshopie trupią główką, grzybem atomowym, jakimś błyskiem i wielki, czerwony tytuł “ZWARIOWALI! Szaleni naukowcy chcą APOKALIPSY!”:)
/ Cytuj komentarzPojedynek w Counter Strike na ten przykład czy taki realny, co?
Żebyś nie wyprorokował, wprawdzie nie śledzę najnowszych wydań Faktzeitung i SuperExpressNews ale wcale bym się nie zdziwił, gdyby tak to niedługo już wyglądało, na dniach w sumie, kiedy w CERN będą przymierzać się do zapuszczenia pierwszych wiązek:) Ale wracając do dyskusyjnej sprawie – może i masz trochę rację z nowymi targetami, coś mi się to jednak mało prawdopodobne zdaje. Mimo wszystko osobników zainteresowanych ściśle taką tematyką jest względnie bardzo mało, a jeśli już są, to szukają informacji w specjalistycznych serwisach i pismach (BTW taka szkoda, że w “Świecie Nauki” zawsze tylko jeden duży artykuł jest z pogranicza astrofizyki i fizyki cząstek:/)
/ Cytuj komentarzO! Wesoły? Lewak…ciekawe.
/ Cytuj komentarz@finwe: nie, nie w CS. Realny. Za nazwanie mnie komuchem:D
Co do gazet – ja jednak wierzę w jakąś misję mediów (idealista ze mnie, wiem…) i sądzę, że nawet wpis w “F” lub “SE” ma na celu zainteresowanie lub poinformowanie “przysłowiowego” o czymś, o czym pewnie nigdy by nie usłyszał pomiędzy serwisem sportowym i prognozą pogody. Zwykły wyścig z innymi mediami w tym wypadku nie ma sensu, oni ścigają się ze zdjęciami majtek Kasi Cichopek albo biustu Edyty Herbuś (się zna celebrytki, a co!?), natomiast przy czarnej materii to “przysłowiowy” raczej nie powie “łeee, a SE o tym pisał wczoraj” tylko pomyśli “o kurde, to jest takie ciekawe, jestem przy tym taki mały, może poszukam o tym czegoś więcej…hej, Cichopek zapomniała majtek na imprezie!”:)
@Beata: prawda, że ciekawe? Ci mi wrzucają od lewaków, feministki od katoendeków… ja się jakiegośrozdwojenia jaźni nabawię, no!:)
/ Cytuj komentarz@WT: Realny pojedynek, cóż, uważaj jakiego będziesz miał arbitra, bo sam wiesz jak to na Euro wyglądało
Wiara dobra rzecz, ja jednak jestem większym pesymistą. Szczerze mówiąc nie mam zielonego pojęcia, dlaczego brukowce czasem piszą o bardziej zaawansowanych tematach, chyba dlatego, by pokazać, że jednak nie jest to tylko wielka kupa i same bzdety. Dla ratowania i tak nikłej reputacji? Bo misja… Dla mnie stały czytelnik “Faktu” widząc taki artykulik po prostu przewróci stronę, bo to jednak nie to, czego po tym pisemku się oczekuje. Mało prawdopodobne wydaje mi się, że w redakcji takich gazet kryją się przysłowiowe “krety”, sączące po cichu wiedzę do zakutych łbów:))
/ Cytuj komentarzHehe, już to widzę…największe instytuty naukowe w tajnym porozumieniu zgodziły się, że należy wysłać agentów do siedzib najważniejszych tabloidów (kolejne słowo – klucz), aby tam, jako niepozorni dziennikarze, czasem pisali o poważnych rzeczach:)
/ Cytuj komentarzZnowu jestem spóźniony , ale szybciutko wyjaśnię i chyba pogodzę wszystkich- mam doświadczenie z prożnią .
/ Cytuj komentarzOtóż próżnia gwiżdże na nasze prawa i grawitację ( jestem w stanie udowodnić doświadczalnie)
Jeśli hipotetycznie byłaby kula z antyołowiu czyli innymi słowy byłaby część przestrzeni próżniowej wypełnionej antyołowiem – kula stałaby w miejscu, a wszystkie cząsteczki materii łącznie z okmnem wessanne i zanihilowane bez względu na to jakie siły ziemskie temu by opierały się łacznie z siłami grawitacji.
Piszę to na podstawie ruchu cząsteczki wody na powierzchni wirującej tarczy pompy kawitacyjnej. Otóż cząsteczka porusza się po tarczy podczas wyrzucania na zewnątrz po linii Corilisa zgodnie z siłami odśrodkowymi i siłami Coriolisa , ale kiedy powstaje wewnątrz wirójących tarcz próżnia, wraca do środka tarcz idalnie po promieniu wyraźnie mając w nosie siłę odśrodkową i siłę Coriolisa.
Sądzę , że to samo będzie z kulą z antyołowiu , to okno i inne cząstki będą poruszać sie do kuli . Po prostu próżnia to świat równoległy i on jest obok nas tu i teraz . Gyby sutuacja zaszła podobna i w próżni ktoś rzucił kulą materii (hipotetycznie, bo wiadomo że jest to niemożliwe) to sytuacja powtórzyła by się , tylko w kierunku odwrotnym , czyli okno z anytymaterii i cząstki z antymaterii natychmiast poruszałyby się do kuli by zamknąć przestrzeń materialną, która dla antymaterii jest nienormalna, nieżyciowa !! Każdy żyje w innej przestrzeni , więc nie ma konfliktu i końca świata też raczej nie będzie
Pozdrawiam serdecznie . Kawiton