Задача по ядерной физике и ТО

[schekn]

Возьмем изотоп, прикрепим к нему жестко часы и счетчик, который фиксирует число распадов за определенный один и тот же промежуток времени по данным часам. (Синхронизируем часы и счетчик).
Измеряем число распадов N(T), строим график и находим время жизни изотопа. Теперь мы эту кострукцию Изотоп+Часы+Счетчик помещаем в ускоренную систему отсчета, например на центрифугу. Точно также счетчик измеряет число распадов за фиксированное время T1: N1(T1). Потом останавливаем вращение и строим график N1(T1) . Вопрос , получим ли мы то же самое время распада изотопа или нет? Пусть для определенности часы на кварцовом генераторе.

[vvb]

Мне кажется, что само ускорение тут не причем. Мировая линия - спираль, длина ее, конечно, меньше, чем длина мировой линии неподвижных часов. Поэтому замедление распада будет.
Да, еще, кварцевые часы, имхо, не будут иметь достаточной точности.

[Munin]

schekn в сообщении #726269 писал(а):

Вопрос , получим ли мы то же самое время распада изотопа или нет?

Современная физика считает, что да.

P. S. "На кварцевом".

vvb в сообщении #726290 писал(а):

Да, еще, кварцевые часы, имхо, не будут иметь достаточной точности.

Зависит от центрифуги, знаете ли :-)

[schekn]

Munin в сообщении #726354 писал(а):

Современная физика считает, что да.

Вообще говоря, не очевидно, что будет одинаковый результат. То, что время жизни изотопа, измеренное таким образом, будет одинаково в инерциальных СО, это понятно, а вот , как ускоренные СО влияют на физический результат, не очень понятно. Хотя это можно проверить экспериментально и не очень сложно. Но я не видел описания таких опытов в литературе.

[DimaM]

schekn в сообщении #726360 писал(а):

Хотя это можно проверить экспериментально и не очень сложно. Но я не видел описания таких опытов в литературе.

Можно посмотреть время жизни мюона в мезоатоме и сравнить со свободным мюоном. Такое, няп, проделывалось, и разницы не найдено.

[dvb]

schekn в сообщении #726360 писал(а):

Вообще говоря, не очевидно, что будет одинаковый результат. То, что время жизни изотопа, измеренное таким образом, будет одинаково в инерциальных СО, это понятно, а вот , как ускоренные СО влияют на физический результат, не очень понятно. Хотя это можно проверить экспериментально и не очень сложно. Но я не видел описания таких опытов в литературе.

Надо подобрать хорошие часы. Любые механические часы, будучи ускоряемы произвольно, начнут врать уже в механике Ньютона. Кварцевые - именно такие, поскольку там кристалл колеблется именно механически. Так что это не очень просто.

[Munin]

schekn в сообщении #726360 писал(а):

То, что время жизни изотопа, измеренное таким образом, будет одинаково в инерциальных СО, это понятно, а вот , как ускоренные СО влияют на физический результат, не очень понятно.

Для вас не очень понятно.

На самом деле, никакие СО, ни ускоренные, ни какие-либо ещё, на результат, конечно же, не влияют. Повлиять могут ускорения самих тел, а не СО. И они действительно влияют. Любой физический процесс имеет некоторую пространственную протяжённость. Поэтому для него рано или поздно начинаются эффекты, связанные с тем, что процесс замечает искривлённость своей мировой линии. Но для распада изотопа до этого очень далеко. И когда обсуждают идеализированные часы, то считают, что они имеют мировую линию нулевой ширины - по крайней мере, по сравнению с применяемыми к ним ускорениями.

DimaM в сообщении #726490 писал(а):

Можно посмотреть время жизни мюона в мезоатоме и сравнить со свободным мюоном. Такое, няп, проделывалось, и разницы не найдено.

В общем, там эффекты нерелятивистские могут играть большую роль: в атоме вблизи ядра или в самом ядре отличаются химпотенциалы электронов и других частиц, что может влиять на вероятности распадов. Но если даже они не влияют...

-- 21.05.2013 12:24:11 --

dvb в сообщении #726492 писал(а):

Кварцевые - именно такие, поскольку там кристалл колеблется именно механически.

Можно взять простой электрический колебательный контур. Такое вас устроит?

[JoAx]

Мне не совсем понятен вопрос, но может это подойдёт:
Quantum Zeno effect


??

[schekn]

Munin в сообщении #726558 писал(а):

На самом деле, никакие СО, ни ускоренные, ни какие-либо ещё, на результат, конечно же, не влияют. Повлиять могут ускорения самих тел, а не СО. И они действительно влияют. Любой физический процесс имеет некоторую пространственную протяжённость.

В данном случае я имел в виду, что реальные тела (наша лаборатория): изотоп, часы, счетчик, подвергаются реальному ускорению, а не то, что мы меняем буквы в уравнениях по определенному закону при смене системы отсчета.

Мне не очень понятно, как силы инерции воздействуют на часы и изотоп.
И если по разному, то и результат будет другой, нежели при отсутствии данных сил.

Пример с мюоном неудачный: непонятно, как его прикрепить к конкретным часам и фиксировать его время рождение и распада. С изотопом в этом смысле проще.

[DimaM]

schekn в сообщении #726565 писал(а):

Мне не очень понятно, как силы инерции воздействуют на часы и изотоп.
И если по разному, то и результат будет другой, нежели при отсутствии данных сил.

Наверняка по-разному. Макроскопические часы сломаются гораздо раньше, чем ускоренние хоть как-то повлияет на изотоп.

[Munin]

schekn в сообщении #726565 писал(а):

В данном случае я имел в виду, что реальные тела (наша лаборатория): изотоп, часы, счетчик, подвергаются реальному ускорению, а не то, что мы меняем буквы в уравнениях по определенному закону при смене системы отсчета.

Полезно говорить именно то, что вы имеете в виду. Это называется ускорение реальных тел, а не ускоренная СО.

schekn в сообщении #726565 писал(а):

Мне не очень понятно, как силы инерции воздействуют на часы и изотоп.

Потому что вы, как всегда, занимаетесь чем угодно, но не чтением учебника. Опишите ускоренное движение тела (часов и изотопа) в инерциальной СО, вот и разберётесь. Никаких сил инерции в этом случае нет, а воздействие есть.

schekn в сообщении #726565 писал(а):

Пример с мюоном неудачный

Как раз, крайне удачный.

schekn в сообщении #726565 писал(а):

непонятно, как его прикрепить к конкретным часам и фиксировать его время рождение и распада.

Его можно фиксировать по неподвижным часам. Как неподвижные преобразуются к движущимся - это мы и так знаем.

[Bobinwl]

Munin в сообщении #726354 писал(а):

schekn в сообщении #726269 писал(а):
Вопрос , получим ли мы то же самое время распада изотопа или нет?

Современная физика считает, что да.

Не очень понял Вас, Munin. Изотоп во вращающейся центрифуге испытывает ускорение и по идее "часы" в центрифуге должны замедляться, как замедляются в гравитационном поле. Были же опыты с атомными часами на спутниках, которые "усиленно уходят вперед" из за отсутствия действия гравитации Земли. Вы это все знаете, конечно. Или что то другое имели в виду?

[Munin]

Bobinwl в сообщении #726700 писал(а):

Не очень понял Вас, Munin.

Для вас это типично. Причём вы пишете "не очень понял", в то время как на самом деле - совсем ничего не поняли.

Bobinwl в сообщении #726700 писал(а):

Изотоп во вращающейся центрифуге испытывает ускорение и по идее "часы" в центрифуге должны замедляться, как замедляются в гравитационном поле.

Разумеется, нет, и "по идее", и "по расчётам". Они будут замедляться, как движущиеся. Но замедляться и изотоп, и часы будут одинаково.

[dvb]

Munin в сообщении #726558 писал(а):

Можно взять простой электрический колебательный контур. Такое вас устроит?

Меня - нет. Контур - это конденсатор и индуктивность, то есть витки и обкладки, при ускоренном движении все это култыхается, часы врут. Кварц всяко лучше, именно поэтому в наручных часах всегда фигурирует кварц - мы слишком часто махаем руками по делу и без дела.
Как я понял, автор вопроса имел в виду ситуацию, когда к куску изотопа прицепляют "идеальные" часы и измеряют время полураспада. Ну, в свое время Эйнштейн постулировал локальное равноправие всех систем отсчета - инерциальных, неинерциальных - с точки зрения протекания в них физических процессов, и я пока не слышал, чтобы кто-то экспериментально опроверг этот постулат, поэтому думаю, что время полураспада для ускоренного куска изатопа в системе его покоя не меняется. Я также думаю, что сам кусок изотопа - часы гораздо более близкие к "идеальным", чем любые другие, поскольку там все дела делаются на ядерных масштабах.

[schekn]

Munin в сообщении #726606 писал(а):

Потому что вы, как всегда, занимаетесь чем угодно, но не чтением учебника. Опишите ускоренное движение тела

Откройте например Мёллера. Там говорится о появлении сил инерции при переходе к неинерциальной СО.

Цитата:

Munin в сообщении #726606 писал(а):

schekn в сообщении #726565 писал(а):Пример с мюоном неудачный

Как раз, крайне удачный.

Нет, неудачный. Это говорит теоретик, который пытается провести мысленный эксперимент.

Munin в сообщении #726606 писал(а):

Его можно фиксировать по неподвижным часам. Как неподвижные преобразуются к движущимся - это мы и так знаем.

Вы подменяете мою задачу своей. Я четко сформулировал, что часы прикреплены жестко к изотопу.
Добавлю, может это непонятно: счетчик представляет собой детектор частиц распада. Он должен быть неподвижен относительно изотопа, иначе намеряет непонятно что.
И реально мы меряем зависимость N(T) и ничто другое и по этому графику находим время жизни изотопа.

Munin в сообщении #726785 писал(а):

Но замедляться и изотоп, и часы будут одинаково.

Совершенно неочевидно. Это должно подтвердиться экспериментом, а я не знаю проводились ли такие опыты. А это важно в смысле достоверности результатов, проведенных в разных условиях ( в данном случае в ускоренной СО). Зависит ли вероятность распада от появившейся силы и как?
Биологический объект в смысле долгожития очень даже зависит от величины силы инерции (как и силы гравитации).