Krauss Lawrence M. Fizyka podrĂłĹźy miÄdzygwiezdnych

Archiwum

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

miliardów neutrin pochodzących ze Słońca - ta nieustanna inwazja stała się nawet
inspiracją wiersza Johna Updike'a. Nie zauważamy tego ostrzału, ponieważ neutrina
przenikają przez nasze ciała bez śladu. Zrednio neutrina słoneczne musiałyby przejść
przez blok materii grubości 10 tysięcy lat świetlnych, zanim wywarłaby ona na nie
jakikolwiek wpływ.
Jeśli rzeczywiście tak jest, można by zapytać, skąd możemy mieć pewność, że
neutrina istnieją. Cóż, wspaniałą cechą mechaniki kwantowej jest to, że określa
prawdopodobieństwa. Dlatego właśnie w poprzednim paragrafie użyłem określenia
średnio . Chociaż większość neutrin przebędzie 10 tysięcy lat świetlnych, nie
oddziałując z materią, jeśli będziemy mieć wystarczająco dużo neutrin i odpowiednio
grubą tarczę, możemy się przekonać o ich istnieniu.
Tę zasadę wykorzystali po raz pierwszy w roku 1956 Frede-rick Reines i
Clyde Cowan, którzy umieściwszy w pobliżu reaktora jądrowego kilkutonową tarczę,
rzeczywiście zaobserwowali kilka zdarzeń, świadczących o istnieniu neutrina. To
doświadczalne wykrycie neutrina (a właściwie antyneutrina) nastąpiło ponad 20 lat
po wysunięciu hipotezy przez Pauliego i długo po tym, jak większość fizyków ją
zaakceptowała.
Obecnie używa się o wiele większych detektorów. Pierwsze obserwacje
neutrin słonecznych przeprowadził w latach sześćdziesiątych Ray Davis ze swoimi
współpracownikami, używając prawie 400 tysięcy litrów płynu do czyszczenia,
umieszczonego w podziemnym zbiorniku w kopalni złota Homestake w Południowej
Dakocie. Zrednio każdego dnia jedno neutrino pochodzące ze Słońca oddziaływało z
jednym atomem chloru i zmieniało go w atom argonu. Eksperymentatorom należą się
wyrazy uznania za to, że potrafili wykryć zachodzącą w tak wolnym tempie jądrową
alchemię. Okazuje się jednak, że tempo reakcji zmierzone przez ich detektor - i
wszystkie następne detektory neutrin słonecznych -jest odmienne od
przewidywanego. Ta tak zwana zagadka neutrin słonecznych może sygnalizować
potrzebę stworzenia nowej fizyki neutrin.
Największy detektor neutrin na świecie buduje się obecnie w kopalni
Kamiokande w Japonii. Będzie on zawierał 30 tysięcy ton wody i zastąpi detektor
wykorzystujący 5 tysięcy ton, za pomocą którego udało się zarejestrować pewną ilość
neutrin pochodzących z supernowej. Wybuch ten zaobserwowano w 1987 roku w
Wielkim Obłoku Magellana, który znajduje się ponad 150 tysięcy lat świetlnych od
nas!
W ten sposób wracamy do punktu wyjścia. Neutrina są jednym z nowych
narzędzi, używanych przez fizyków do badania Wszechświata. Wykorzystując każdy
możliwy rodzaj detekcji cząstki elementarnej oraz konwencjonalne detektory
elektromagnetyczne, możemy odkryć tajemnice Galaktyki, zanim odważymy się
wyruszyć na jej podbój. Wynalezienie detektora neutrin wielkości maski Geordiego
byłoby w tym oczywiście bardzo pomocne!
ROZDZIAA 10
KRAINA NIEMO%7łLIWOZCI: TO, CZEGO NIE DA SI
ODKRY
Geordi: Nagle prawa fizyki jakby wyskoczyły f rzez okno.
Q: Dlaczego nie miałyby tego zrobić? Są takie niewygodne!
W odcinku Prawdziwy Q
Bones, cha żebyś sprawdził także to, co niemożliwe.
KIRK do McCoya w odcinku Nagi czas
To, co opisujesz, to... niebyt!
KIRK do Spocka w odcinku Czynnik alternatywny
Każdy rozsądny flzyktrekker zdaje sobie sprawę z tego, że Star Trek należy
traktować z pewną dozą pobłażliwości. Zdarzały się jednak przypadki, gdy z takiego
lub innego powodu twórcy Stor Trek przekraczali granicę między tym, co jest po
prostu niejasne lub mało prawdopodobne, a tym, co zupełnie niemożliwe.
Wynajdywanie w każdym odcinku niewielkich nawet uchybień jest popularną
rozrywką trekkerów, nie tym jednak najbardziej rozkoszują się fizycy i studenci
fizyki. W czasie obiadów i przerw na kawę podczas zawodowych spotkań dyskutuje
się najczęściej o naprawdę poważnych wpadkach.
Trzeba jednak przyznać, że zdarza, się, iż okruch fizyki w serialu - nawet jeśli
dotyczy niewielkiego epizodu - potrafi następnego dnia wywołać żarliwą dyskusję.
Dobrze pamiętam dzień, kiedy mój student z Yale - Martin White, który obecnie
pracuje na Uniwersytecie w Chicago - przyszedł do mojego pokoju zaraz po
obejrzeniu Stor Trek VI: Nieznany kraj. Myślałem, że będziemy rozmawiać o fałach
grawitacyjnych w bardzo młodym Wszechświecie. Martin zaczał się jednak
zachwycać pewną szczególną sceną z filmu, która nie trwała dłużej niż 15 sekund.
Dwóch ubranych w hełmy zabójców wchodzi na pokład statku kanclerza Gorkona -
statek został unieruchomiony za pomocą torped fotonowych, wystrzelonych z
Enterprise, i dzięki temu nie ma na nim grawitacji - i strzela do wszystkich
znajdujących się w zasięgu wzroku, łącznie z Gorkonem. Szczególne wrażenie na
Martmie i, ku mojemu zaskoczeniu, na wielu innych studentach fizyki oraz
pracownikach wydziału wywarto to, że krążące po statku krople krwi miały sferyczne
kształty. Na Ziemi wszystkie krople cieczy są wydłużone z powodu wszechobecnej
siły grawitacji. W obszarach jej pozbawionych, takich jak statek Gorkona, nawet łzy
byłyby małymi kulkami. Fizycy wiedzą o tym, ale rzadko mają okazję to zobaczyć.
Pracujący nad Star Trek fachowcy od efektów specjalnych dostarczyli wielu fizykom
sporej przyjemności. Wystarczy tak niewiele...
Oczywiście błędy również nas poruszają. Co ciekawe, najbardziej chyba
pamiętny błąd w Star Trek nie dotyczył wcale fizyki. Doniósł mi o nim Steven
Weinberg, fizyk cząstek elementarnych (a także autor książek popularnonaukowych) i
laureat Nagrody Nobla, którą otrzymał za udział w stworzeniu tego, co obecnie
nazywamy modelem standardowym oddziaływań cząstek elementarnych. Ponieważ
wiedziałem, że wykonuje on najbardziej zawiłe obliczenia przy włączonym
telewizorze, napisałem do niego i zapytałem o refleksje związane ze Star Trek.
Weinberg odpowiedział, że głównymi błędami popełnianymi w Stor Trek są błędy
językowe.
Znacznie częściej jednak uwagę fizyków przykuwają błędy z dziedziny, którą
uprawiają. Dzieje się tak zapewne dlatego, że te właśnie błędy utwierdzają w wielu
fizykach przekonanie, iż fizyka jest bardzo oddalona od kultury masowej; nie mówiąc
o poczuciu wyższości, które dają nam żarty na temat absolwentów filologii piszących
scenariusz. Trudno sobie wyobrazić, aby w dużej produkcji filmowej Napoleon
mówił po niemiecku, zamiast po francusku, a Deklaracja Niepodległości została
podpisana w XIX wieku. Kiedy więc podobnego kalibru błędy fizyczne wkradają się
do serialu, który ma przecież mieć charakter naukowy, fizycy przechodzą do ataku.
Byłem zaskoczony, gdy się dowiedziałem, jak wielu moich szacownych kolegów -
Kip Thome, Weinberg, Sheldon Glashow, nie mówiąc o Stephenie Hawkingu,
najbardziej chyba znanym fizyku-trekkerze - ogląda serial Star Trek. Oto lista moich
ulubionych pomyłek, zebranych w trakcie dyskusji z fizykami oraz przesłanych do
mnie pocztą elektroniczną przez licznych trekkerów. Starałem się skupić głównie (ale
nie wyłącznie) na gafach dotyczących ziemskiej fizyki . Nie zajmuję się więc tutaj
takimi częstymi zarzutami, jak ten, że światło gwiazd się rozmazuje, gdy mamy do [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

himalia.xlx.pl