המודל הסטנדרטי מול המודל של קומאי

30 04 2010

דף זה מתאר בקצרה את ההבדלים בין התיאוריה של קומאי למודל הסטנדרטי. ניתן להבין ממנו את היקף העבודה שנעשתה על ידי קומאי בפיתוח המודל שלו ואת היתרונות הבולטים של מודל זה על פני המודל הסטנדרטי.

לחלק מהנושאים יש לינקים לאתר זה או לרפרנסים חיצוניים, וחלק נוסף יופיע באתר בכתבות הבאות.

אלמנט פיזיקלי המודל הסטנדרטי המודל של קומאי
הנחות
החלקים המסיבים בבריונים שלושה קווארקים * שלושה קווארקים חיצוניים + ליבה עם קליפות נוספות של קווארקים *
החלקים המסיביים במזונים קווארק ואנטיקווארק* קווארק ואנטיקווארק*
הכוח החזק – קווארקים נושאי צבעים
– חלקיקים המכילים את כל הצבעים במידה שווה (ז"א "לבנים") ניתנים למדידה
– גלואונים (שאינם לבנים) מעבירים את הכוח בין הקווארקים
– לכל גלואון יש מידה שווה של צבע ואנטי צבע
– כוח המשיכה בין הקווארקים מתחזק כשהם מתרחקים
– חוקי הכוח נובעים מחבורת (SU(3 של יאנג-מילס
– הקווארקים הינם מונופולים מגנטיים המקיימים את התורה הרגולרית
– יש בבריון ליבה המושכת אותם
– הקווארקים דוחים זה את זה
– קווארק ואנטיקווארק מושכים זה את זה
– חוקי הכוח אנלוגים לחוקי תורת החשמל
ממצאים הקשורים למסה נוספת בבריונים
המומנטום הליניארי של הקווארקים החיצוניים הוא רק כ-45% מהמומנטום הכללי הסבר קלוש (הגולואונים נושאים מומנטום זה) מוסבר בקלות (הליבה נושאת מומנטום זה)
עלייה בחתך הפעולה בהתנגשות אנרגטית של פרוטון-פרוטון אין הסבר [1,2] מוסבר בקלות כאן
בעיות הקשורות להפרשי המסות בין מזונים ובין בריונים מתאימים חלק לא טופל ולחלק הסבר קלוש מוסבר בקלות כאן
הדמיון בין הכוח הגרעיני החזק לכוח ון דר ואלס
דימיון בגרף הפוטנציאל ביחס למרחק לא נדון מוסבר בקלות (כאן)
הצפיפות האחידה של נוקליאונים בגרעיני האטומים לא נדון מוסבר בקלות (כאן)
אפקט אי אם סי הראשון אין הסבר מקובל [8-9] מוסבר בקלות (כאן)
ממצאים הקשורים למונופולים
פרוטון ונייטרון מתנהגים באופן דומה כאשר פוטונים אנרגטיים פוגעים בהם הסבר לא נכון (תיאוריית וי-אם-די סותרת את תורת היחסות הפרטית) כאן מוסבר בקלות (הפוטונים יוצרים אינטראקציה עם המונופולים) כאן
האינטראקציה בין פוטון אנרגטי לפרוטון או נייטרון חזקה מהצפוי הסבר לא נכון (תיאוריית וי-אם-די סותרת את תורת היחסות הפרטית) כאן מוסבר בקלות: למונופולים מטען מגנטי חזק הרבה יותר מהחשמלי כאן
הכח הטנזורי הנוקלארי והסימן שלו אין הסבר מוסכם מוסבר כאן
מומנט הדיפול החשמלי של הניוטרון מתאפס מוסבר מוסבר כאן
ממצאים הקשורים למהות הכוח הפועל על קווארקים
בנוקליאון האנטיקווארק נמצא בחלק החיצוני לא נדון מוסבר בקלות כאן
היחס בין רדיוס הפרוטון לרדיוס הפיי מזון לא נדון מוסבר בקלות כאן
בניוטרון נוטים המטענים החשמליים השלילים להמצא באיזור חיצוני יותר מאשר המטענים החיוביים לא נדון מוסבר בקלות כאן
חלקיקים וחומרים נוספים
פנטקווארקים לא התגלו אין הסבר. למרות הכשלונות המרובים, עדיין מחפשים [3-5] הכשלון מוסבר בקלות (כאן)
חומר מוזר לא התגלה אין הסבר. למרות הכשלונות המרובים, עדיין מחפשים [6] הכשלון מוסבר בקלות (כאן)
כדורי דבק לא התגלו אין הסבר. למרות הכשלונות המרובים, עדיין מחפשים [7] הכשלון מוסבר בקלות (כאן)
ממצאים נוספים
כליאה מוסבר מוסבר (כאן)
מדוע מזונים לא כלואים לא נדון מוסבר (כאן)
אסימפטוטיק פרידום מוסבר מוסבר (כאן)
תכונות חלקיק דלתא++ מוסבר מוסבר (כאן)
משבר הספין של הפרוטון לא מוסבר [10] מוסבר (כאן)
תחזיות
גרף חתך הפעולה של התנגשות פיונים אנרגטים כל תוצאה יהיה קשה להסביר בגלל אי היכולת להסביר את התוצאה של הפרוטונים הגרף ירד עם העליה באנרגיה (כאן)
המומנטום הליניארי של הפיונים כמחצית תהיה בגלואונים, כמו בפרוטון יהיה בקווארקים, כי אין למזונים ליבה (כאן)
ריבוע הרדיוס של המטען של סיגמא פלוס 0.820 – 0.581 1.17 – 0.85 (כאן)
לא בתחום הכוחות החזקים
בוזון היגס חייב להתגלות במאיץ LHC לא קיים (כאן)
לא בתחום המודל הסטנדרטי
הכשלונות המתמשכים של חיפוש המונופול של דיראק לפי אינטראקציה ישירה מטען-מונופול אין הסבר. למרות הכשלונות המרובים, עדיין מחפשים לא ימצא

*לפי תורת השדות מכילה (בהסתברות) כל מערכת גם זוגות של קווארק-אנטיקווארק
**בקרוב באתר זה
A. A. Arkhipov .1
E. Comay Apeiron, 16, 1 2009 .2
C. Gignoux, B. Silvestre-Brac and J. M. Richard, Phys. Lett. 193, 323 1987 .3
H. J. Lipkin, Phys. Lett. 195, 484 1987 .4
C.G. Wohl, in the 2009 report of PDG .5
. ראה E. Witten, Phys. Rev. D 30, 272 1984 וראה את משפט הסיום במאמר שפורסם לאחרונה:Phys. Rev. Lett. 103, 092302 2009 K. Han, et al.6
The Experimental Status of Glueballs, V. Crede and C. A. Meyer, 2009 .7
J. J. Aubert et al. (EMC), Phys. Lett., 123B, 275 1983 .8
J. Arrington et al., J. Phys. Conference Series 69, 012024 2007 .9
List of unsolved problems in physics .10

מודעות פרסומת

פעולות

Information

10 responses

10 05 2010
חיים טמס

מהי הליבה של הבריון במודל החדש? חלקיק דמוי נקודה או מספר חלקיקים מוכרים קשורים. בעיקר מעניין מהו מבנה הפרוטון והניוטרון במצב היסוד במודל זה.
בעמודת אלמנט פיסיקלי בפרק ממצאים הקשורים למסה נוספת בבריון רתמת את העגלה לפני הסוסים. רשום שם "המומנטום הלינארי של הקווארקים החיצוניים הוא רק כ-45% מהמומנטום הכללי". אני מניח שהכוונה היא: "המומנטום הלינארי של הקוארקים בפרוטון …"

10 05 2010
אליהו קומאי

בעיקרון, אינני רואה איך ניתן להסיק מהו מבנה ליבת הבריון כאשר מסתמכים על נימוקים תיאורטיים בלבד. אתאר כאן איך עובדות נסיוניות אמינות מסיעות להתקדמות בנושא זה. יציבות הפרוטון עם שלושת הקווארקים וכן העובדה שהפרוטון איננו מגלה מטען של מונופול מגנטי מביאים למסקנה שהפרוטון מכיל ליבה הטעונה במטען מגנטי של 3 יחידות, כאשר כל קווארק טעון במטען (שלילי) של יחידה של מונופול מגנטי. בשלב זה אין אינפורמציה נוספת המאפשרת לדעת מהו המבנה הספציפי של הליבה.

הפיזור האנרגטי פרוטון-פרוטון מעיד כי ליבת הפרוטון מכילה קליפות סגורות נוספות של קווארקים. יתכן שהנסוי הנוכחי בצרן יספק אינפורמציה על המבנה של קליפות אלו. הקישור הבא כולל דיון נוסף בענין זה וכולל רפרנס למאמרים

http://www.tau.ac.il/~elicomay/asymptotic_freedom.html

נ.ב. רפרנס [1] של הקישור שמוזכר למעלה ניתן למצא באינטרנט, בדף 12 של

http://pdg.lbl.gov/2009/reviews/rpp2009-rev-cross-section-plots.pdf

11 05 2010
חיים טמס

האם במודל הסטנדרטי הכח החזק הוא הכח הכולא את הקווארקים בנוקליאון וגם כח המשיכה בין הנוקליאונים בגרעין האטום? האם במודל זה כח המשיכה בין הנוקליאונים הוא כח שיורי של הכח החזק? למה מקובל לקרוא כח גרעיני?
מהם המונחים החלופיים במודל החדש?

11 05 2010
עפר קומאי

"הכוח החזק" הוא הכוח המחזיק את הקווארקים יחד. "הכוח הגרעיני החזק" מחזיק נוקליאונים בגרעין האטום.

כפי שצויין בכתבה "מה אומרות התיאוריות" הרי שיש עמימות בקרב המדענים לגבי הכוח הגרעיני החזק. חלק אומרים שהוא כוח שיורי של הכוח החזק, חלק אומרים שהוא כוח שנישא על ידי הפיי מזון (מודל יוקאווה) וחלק אומרים ששני הדברים נכונים…

תסתכל בויקיפדיה לגבי הכוח הגרעיני החזק (או: nuclear force )

16 08 2010
אליהו גרייצר

נהניתי לקרוא את החומר באתר (קראתי את רובו) והוא עורר אצלי מחשבות וזיכרונות. כדי להכנס קצת יותר ללב העניין, היה עוזר לי מאוד לו הייתי יכול להתרשם גם מן הביקורת שנכתבה על הרעיונות המוצעים כאן. האם ניתן לקבל הפנייה לכאלו?

תודה,
אלי

16 08 2010
ofercomay

באופן מפתיע אין אפילו תגובה אחת המסבירה מה לא נכון במודל של קומאי, גם של מדענים ידועים שקראו את החומר. מסתבר שרוב הקוראים נדהמים מכמות הסתירות למודל הסטנדרטי והם מגיבים בחוסר אמון (דבר שגורם לנו לשכתב חלק מהדברים ולהוסיף לא מעט הפניות).
כל הנושא הוא עבורי (כצופה מהצד) חוויה אנתרופולוגית מדהימה. אני פשוט לא מבין איך תיאוריה עם חורים כל כך בולטים הפכה לתיאוריה שאסור לערער עליה – ומי שמספר על ניסויים שסותרים אותה – הופך לאוייב. אם תרצה לינק המראה תגובה כזו, אז הנה דוגמא:
http://www.reddit.com/r/ParticlePhysics/comments/cwtsv/is_it_possible_that_protons_are_built_like_atoms/

25 08 2010
אליהו גרייצר

ראשית, יפה שהגבת שם בסבלנות ובנימוס למרות האופן שבו הגיב שם james_block . בכ"ז, באשר לנקודה השניה עליה הוא הגיב כפי שהגיב: האם החופש האסימפטוטי במודל הסטנדרטי הוא תוספת מלאכותית לתורה, או תולדה שקיומה וערכה מתחייבים מסימטריית ה-(SU(3?
ראה למשל http://en.wikipedia.org/wiki/Asymptotic_freedom#Calculating_asymptotic_freedom .

26 08 2010
Eliyahu Comay

התכונה הנקראית "חפש אסימפטוטי" מתקבלת מQCD באופן מתימטי, ועל בסיס הידע הנסיוני הקיים על מספר המינים של הקווארקים.

תכונה זאת נמצאת בסתירה לתוצאות הניסויים של פיזור אלסטי וכללי של פרוטון-פרוטון באנרגיות גבוהות מאד. כאן מסתבר כי חתך הפעולה עולה. את הנתונים ניתן לראות בדף 12 של הקישור הבא:

http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-cross-section-plots.pdf

באמת מעניין מדוע לא מתיחסים לענין זה.

15 08 2011
דוד בניסטי

קראתי את כתבות האתר, והתרשמתי מאוד מהמודל הנ"ל.
כידוע, שיטת הרנורמליזציה באלקטרודינמיקה הקוונטית, הניבה בדיוק של כמה ספרות אחרי הנקודה את המומנט המגנטי של האלקטרון הפוזיטרון וכו'.
האם רנורמליזציה על המונופולים המגנטיים, בדומה ל-QED, מניבה את גודל המומנט המגנטי של הפרוטון הנויוטרון והמזונים, בדיוק רב שכזה?
תודה

16 08 2011
Eliyahu Comay

תודה על המחמאה.

עבור הכוחות החזקים, הדרך להישגים כדוגמת חישוב המומנט המגנטי של האלקטרון היא קשה יותר לעין ערוך. בשורות הבאות אתאר בקצרה את הבעיות.

הגורם המרכזי לבעיתיות היא היחידה האלמנטרית הגדולה למדי (ושאיננה ידועה בינתיים) של המונופולים המגנטיים. במקרה של האלקטרון, הפיתוח של פיינמן לטור חזקות של e^2=1/137 מאיץ מאד את ההתכנסות ומקל מאד על החישובים. טור אנלוגי לגבי המונופולים יתכנס הרבה יותר לאט, אם בכלל. לכן לא ברור אם השיטה של פיינמן תהיה ישימה במקרה זה. ברור שאי אפשר להתחיל בה לפני שיודעים (בדרך חישובית אמינה) מהי היחידה האלמנטרית של המונופול המגנטי.

קושי נוסף קשור לעובדה שבניגוד לאלקטרון, הקווארק איננו חופשי. הפרוטון והניוטרון הם למעשה קווארקים קשורים חזק. לכן, לפני שבכלל מחשבים את המומנטים המגנטים של הקווארקים שבנוקלאונים ומסכמים אותם, צריכים קודם לחשב את פונקצית המצב של הנוקלאונים. זוהי בעיה חישובית קשה מאד כי זוגות של קווארק-אנטיקווארק נמדדו במישרין בפרוטון. לכן יש לכלול אותם במפורש בכל חישוב דינאמי של מצב הנוקלאון. ברור לכן כי הקווארקים שבנוקלאון הם במצב אולטרה-רלטיביסטי והחישובים קשים. תוכל גם לראות באתר זה (או בנוסח האנגלי שלו) מדוע ישנה אינדיקציה חזקה מאד לכך שיש בבריונים קליפות סגורות של קווארקים מסוג u,d. עובדה זו מגדילה את סיבוכיות החישובים כי עקרון פאולי תקף ובמרחב הילברט חייבים קווארקי הערכיות להיות אורתוגונלים ביחס לאלה של הליבה.

הערה: בענין המומנט המגנטי, אין המזונים מהוים קבוצה מענינת. המזונים היציבים יחסית הם בעלי ספין=0 ואין להם מומנט מגנטי. מזונים בעלי ספין > 0 חיים בערך (23-)^10 שניות, והמומנט המגנטי שלהם כנראה מאד שאיננו מדיד נסיונית.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s




%d בלוגרים אהבו את זה: