Строение вещества

[мат-ламер]

Ну идёт особо энергичный фотон от какого-нибудь далёкого квазара. И тут на пол-пути с ним получается метаморфоза. Т.е. превращается он в парочку частица-античастица. Эта парочка вскоре анигилирует с испусканием новых фотонов. Когда писал предыдущий пост думал, что не исключена возможность, что новые фотоны полетят в разные стороны. А теперь мне кажется, что учитывая закон сохранения энергии и импульса, новые фотоны полетят в том же направлении, что и первоначальный. (Извините за примитивные рассуждения).

[Comanchero]

мат-ламер в сообщении #233353 писал(а):

Ну идёт особо энергичный фотон от какого-нибудь далёкого квазара. И тут на пол-пути с ним получается метаморфоза. Т.е. превращается он в парочку частица-античастица.

На сколько мне известно, фотон-устойчивая частица и развалиться без взаимодействия не может...

[мат-ламер]

А как тогда расшифровываются диаграммы Munina? Я так понял, что это фотон превращается в пару протон-антипротон?

[Comanchero]

На сколько я понял, так можно представить внутреннюю структуру фотона... А вообще - Munin ответит..

[мат-ламер]

Извините, поскольку не физик, то не так понял картинки. Однако, если фотон, идущий от одной звезды, столкнётся с фотоном, идущим от другой звезды, получатся частицы и античастицы. Затем переиспустятся новые фотоны в произольных направлениях. Возникнет фоновое излучение. Подозреваю, что если реакции такие случаются, то вероятность их мала.

[arseniiv]

Но для образования пар нужна и соответствующая большая энергия фотонов (точно не радиодиапазон, а гамма-), поэтому да, вероятность мала, ведь фотоны таких энергий просто так со всех направлений не летают

[Munin]

мат-ламер в сообщении #233353 писал(а):

Ну идёт особо энергичный фотон от какого-нибудь далёкого квазара. И тут на пол-пути с ним получается метаморфоза. Т.е. превращается он в парочку частица-античастица.

Такое действительно случается (это даёт измеряемые эффекты, например, в нуклонной физике). Но просто энергия фотона для этого должна быть достаточна для образования таких частиц. А это, простите, не "особо энергичный фотон от квазара", таких фотонов раз-два и обчёлся. Рентген - кэВ-ы, гамма - ну, МэВ-ы, а тут ГэВ-ы нужны.

мат-ламер в сообщении #233353 писал(а):

Когда писал предыдущий пост думал, что не исключена возможность, что новые фотоны полетят в разные стороны. А теперь мне кажется, что учитывая закон сохранения энергии и импульса, новые фотоны полетят в том же направлении, что и первоначальный. (Извините за примитивные рассуждения).

Строго говоря, да. Но физически, чтобы они разлетелись в разные стороны, нужен только небольшой вклад какого-то другого импульса. Это может быть рассеянием на фотонах реликтового излучения. Вообще в любой полости с ненулевой температурой всегда есть на чём рассеяться, не забывайте.

Comanchero в сообщении #233355 писал(а):

На сколько мне известно, фотон-устойчивая частица и развалиться без взаимодействия не может...

Это точно. Но взаимодействие раздобыть - невелика проблема. Можно о встречный фотон стукнуться, можно об атом (в нём электрическое поле = виртуальные фотоны, да и протонов-электронов в достатке).

мат-ламер в сообщении #233356 писал(а):

А как тогда расшифровываются диаграммы Munina? Я так понял, что это фотон превращается в пару протон-антипротон?

Строго говоря, диаграммы действительно огрублённые или ошибочные. Вы правильно написали, именно такие процессы происходить не могут из-за сохранения энергии-импульса: начальные и конечные частицы не могут все находиться на массовых поверхностях, так что реакции запрещены кинематически. Я всего лишь хотел указать принципиальную возможность. А реально, разумеется, даже простейшие реакции образования пары требуют двух фотонов, например, протекают на поле атомного ядра (здесь время вверх для образности):

Так что на предыдущих диаграммах "не всё нарисовано".

Comanchero в сообщении #233360 писал(а):

На сколько я понял, так можно представить внутреннюю структуру фотона... А вообще - Munin ответит..

Видно, у меня плохо получилось прокомментировать свои картинки :-) Я не имел в виду внутренней структуры фотона. Даже если те виртуальные частицы, в виде которых фотон проводит часть времени, называть его "внутренней структурой" (что неправильно). Я имел в виду именно реакцию возникновения из фотона новых частиц.

мат-ламер в сообщении #233362 писал(а):

Однако, если фотон, идущий от одной звезды, столкнётся с фотоном, идущим от другой звезды, получатся частицы и античастицы. Затем переиспустятся новые фотоны в произольных направлениях. Возникнет фоновое излучение. Подозреваю, что если реакции такие случаются, то вероятность их мала.

Во-первых, вероятность таких реакций для малых энергий фотонов и вправду мала (например, пропорциональна $\omega^6$). А во-вторых, если исходные фотоны принадлежали равновесному тепловому спектру, то и новые будут тоже принадлежать тепловому спектру. А если один из них не принадлежал тепловому спектру, то всё равно получится тепловой спектр, только более высокой температуры: энергичный фотон "разогреет" тепловое излучение.

[PapaKarlo]

Munin в сообщении #233303 писал(а):

Вопрос, вообще говоря, интересный. В первом порядке нейтрон получить, очевидно, нельзя, потому что он незаряжен.

Ну, мой ответ ламерский (никаких намеков на мат-ламер'а! ). Так что спасибо за комментарий. А почему отсутствие электрического заряда препятствует возникновению пары "нейтрон-антинейтрон"?

[Comanchero]

Munin в сообщении #233385 писал(а):

Но взаимодействие раздобыть - невелика проблема.

Конечно, тем более физический вакуум-не является абсолютной пустотой.

-- Чт авг 06, 2009 20:10:48 --

Munin в сообщении #233385 писал(а):

Видно, у меня плохо получилось прокомментировать свои картинки Я не имел в виду внутренней структуры фотона. Даже если те виртуальные частицы, в виде которых фотон проводит часть времени, называть его "внутренней структурой" (что неправильно). Я имел в виду именно реакцию возникновения из фотона новых частиц.

Конечно, как и неправильно говорить, что нейтрон состоит из протона, электрона и антинейтрино...)))

[Munin]

PapaKarlo в сообщении #233387 писал(а):

А почему отсутствие электрического заряда препятствует возникновению пары "нейтрон-антинейтрон"?

Возникновению пары - не препятствует. Такая пара легко может возникнуть по сильному или слабому взаимодействию. Проблема только в том, что предложено получить эту пару из света, то есть по электромагнитному взаимодействию. А электромагнитно нейтрон не взаимодействует, поскольку электрически нейтрален. Точно так же нельзя, например, из света получить пару нейтрино-антинейтрино. А из глюона нельзя получить пару электрон-позитрон.

Но и тут есть некоторое уточнение. Если бы нейтрон был чистым дираковским спинором, как электрон, то утверждение о том, что он не взаимодействует электрически, было бы точным. Но мы знаем, что несмотря на то, что у него нет электрического заряда, у него есть магнитный момент (небольшой, по сравнению с магнитным моментом электрона). Так что некоторое взаимодействие с электромагнитным полем у него есть. Но думаю, оно слишком маленькое (хотя посчитать не могу :-( ), так что процесс типа $\gamma\to p+\bar{p}\xrightarrow{\pi^{\pm}} n+\bar{n}$ всегда будет намного более вероятен.

-- 06.08.2009 20:19:40 --

Comanchero в сообщении #233391 писал(а):

Конечно, тем более физический вакуум-не является абсолютной пустотой.

Нет, это другая тема. На виртуальных частицах из вакуума рассеяние произойти не может по тем же самым кинематическим причинам: импульс-то несёт только реальная начальная частица, и добавке, необходимой, чтобы "приземлиться" на массовые поверхности конечных частиц, неоткуда взяться.

[PapaKarlo]

Munin в сообщении #233393 писал(а):

Проблема только в том, что предложено получить эту пару из света, то есть по электромагнитному взаимодействию. А электромагнитно нейтрон не взаимодействует, поскольку электрически нейтрален. Точно так же нельзя, например, из света получить пару нейтрино-антинейтрино. А из глюона нельзя получить пару электрон-позитрон.

Да, такое простое соображение - обидно, что сам не сообразил (как любой фокус, который столь прост, когда знаешь разгадку). Спасибо!

[Patrice]

Munin в сообщении #233393 писал(а):

Но и тут есть некоторое уточнение. Если бы нейтрон был чистым дираковским спинором, как электрон, то утверждение о том, что он не взаимодействует электрически, было бы точным. Но мы знаем, что несмотря на то, что у него нет электрического заряда, у него есть магнитный момент (небольшой, по сравнению с магнитным моментом электрона). Так что некоторое взаимодействие с электромагнитным полем у него есть. Но думаю, оно слишком маленькое (хотя посчитать не могу ), так что процесс типа всегда будет намного более вероятен.

Магнитный момент нейтрона равен 1,21*10^-32 В*c*м. Плотность магнитного потока нейтрона равна 2,35*10^15 Тл. Магнитный моммент электрона равен 1,166*10^-29 В*с*м, плотность магнитного потока электрона равна 7,0*10^8 Тл. Магнитный момент любой частицы считается по уравнению P=r/k, где г - резонансный радиус частицы ( аналогично табличному радиусу электрона), k= 2,42*10^14 1/B*c.

[Munin]

Patrice в сообщении #236203 писал(а):

Магнитный момент нейтрона равен 1,21*10^-32 В*c*м.

Опять враньё. Он равен 9,45*10^-27 кг*м^4/(В*с^3) (=А*м^2=Дж/Тл). Даже единицы другие, не говоря о разнице величины на шесть порядков. Про отсутствие в физике "резонансного радиуса частицы" я уже молчу: подгоночный параметр можно выдумать каким угодно.

Хватит лезть в то, чего не понимаете.

[Patrice]

Munin в сообщении #236219 писал(а):

Patrice в сообщении #236203 писал(а):

Магнитный момент нейтрона равен 1,21*10^-32 В*c*м.

Опять враньё. Он равен 9,45*10^-27 кг*м^4/(В*с^3) (=А*м^2=Дж/Тл). Даже единицы другие, не говоря о разнице величины на шесть порядков. Про отсутствие в физике "резонансного радиуса частицы" я уже молчу: подгоночный параметр можно выдумать каким угодно.

Хватит лезть в то, чего не понимаете.

Господин Мунин, значение магнитного момента нейтрона - табличная величина, известная из измерений гиромагнитных отношений. Она равна 1,2*10^-32 В*с*м. В таблице она дана в виде кратных ядерного магнетона. Как видите, с единицами измерения и величиной магнитного момента нейтрона, что я привел вам, все в порядке. Неясно, что за величину магнитного момента вы нам показали? В любом случае - это не магнитный момент. Я пока молчу насчет радиуса - это долгий разговор. Могу сказать что радиус - это одна из главных характеристик частиц. Науке он известен для электрона(2,82*10^-15м). Но теоретики его не понимает. Совсем не понимают. Дошло до того, что некто теоретик Соколов предложил вообще его игнорировать, вопреки мнению Гизбурга. Разброс мнений говорит о непонимании физической сущности радиуса. Это на соседнем форуме. Резонансный радиус нейтрона равен 2,9*10^-18м . Его можно вычислить исходя из опытных данных. Резонансным я назвал его потому, что он проявляется в резонансе.

[PapaKarlo]

Patrice в сообщении #236433 писал(а):

Господин Мунин, значение магнитного момента нейтрона - табличная величина, известная из измерений гиромагнитных отношений. Она равна 1,2*10^-32 В*с*м. В таблице она дана в виде кратных ядерного магнетона.

CODATA Value: nuclear magneton: $\mu_P=\frac{e\hbar}{2m_p}\approx5.05078324\cdot10^{-27} J/T$

Магнитный момент нейтрона (Particle Data Group, p.3)$\mu_N=-1.91304273\pm 0.00000045\;\mu_P\approx9.6758495\cdot10^{-27}\;J/T$

Единица измерения магнитного момента в СИ: $J/T=A\cdot m^2$. Никаких килограммов и секунд ($V=m^2\cdot kg\cdot s^{-3}A^{-1}$).

Patrice в сообщении #236433 писал(а):

В любом случае

величина с размерностью $V\cdot s\cdot m=m^3\cdot kg\cdot s^{-2}A^{-1}$

Patrice в сообщении #236433 писал(а):

- это не магнитный момент.

Patrice в сообщении #236433 писал(а):

Я пока молчу насчет радиуса - это долгий разговор. Могу сказать что радиус