2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение13.05.2020, 17:06 
Не могу найти ответ на вопрос о том какими свойствами обладает вещество в солнечном ядре. Часто говорится только, что из-за высокой плотности вещества фотоны очень долго добираются из ядра солнца до вышележащих слоёв. Несколько раз встречал невероятную, на мой взгляд, формулировку о том, что протон не способен поменяться местами с соседом при такой плотности. Первоисточник так и не смог найти. Так же несколько раз встречал термин плотная тёплая материя, без какого то детального описания свойств. В самом простом случае мне было бы просто интересно узнать какова скорость случайного перемещения протонов в ядре солнца.
Если копать глубже, то, наверно, нужно прояснить почему я заинтересовался этим вопросом. Меня интересует возможно ли, чисто теоретически, создать из столь плотного и горячего вещества нечто подобное элементам памяти, логическим элементам или любую иную структуру с высокой сложностью. Какого размеры стабильные структуры и на какое время могли бы образоваться в ядре солнца. Если бы мы могли создать пирамидку с метр высотой внутри ядра, скажем, превратив обычные протоны в ядра дейтерия, то за сколько бы её очертания размылись. Миллисекунды ? Наносекунды? Года? миллионы лет? Кроме того, мне интересно, с какой скоростью распространяется звук в такой среде? Как она проводит электрический ток? Могут ли там наблюдаться какие то интересные квантовые эффекты, подобные полупроводимости? Какие то нелинейные взаимодействия между прозрачностью, скоростью звука, электропроводностью.
К сожалению поиск как в русском, так и в английском интернете дал очень мало. Если вы знаете какие то работы по этой теме или ваших знаний физики достаточно для компетентных предположений по любому из обозначенных вопросов, я буду вам очень благодарен.

 
 
 
 Re: Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение13.05.2020, 17:32 
Плотность $1.5 \cdot 10^2\text{~г/см}^3$, температура $16 \cdot 10^6\text{~К}$. Это почти идеальный газ, кулоновскими поправками можно пренебречь.

Соответственно, про структуры и т.п. можно забыть, а характерные тепловые скорости частиц (в т.ч. скорость звука), коэффициент диффузии и т.п. считайте сами, это тривиально.

 
 
 
 Re: Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение14.05.2020, 10:20 
Pphantom в сообщении #1462336 писал(а):
Плотность $1.5 \cdot 10^2\text{~г/см}^3$, температура $16 \cdot 10^6\text{~К}$. Это почти идеальный газ, кулоновскими поправками можно пренебречь.

Соответственно, про структуры и т.п. можно забыть, а характерные тепловые скорости частиц (в т.ч. скорость звука), коэффициент диффузии и т.п. считайте сами, это тривиально.

Да, производил простые прикидки по формулам для нормальных температур и давлений.Получалось, что кф.д составляет примерно 1\5 от значения для комнатной температуры и давления, а скорость звука в ядре составляет около 500 км\с. Интересные показатели, хотя и не впечатляющие. Меня удивило, что ни где это не описано чётко, особенно это касается ядра.Также, я не уверен, что корректно применять обычные формулы.

 
 
 
 Re: Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение14.05.2020, 13:21 
Alexander4702 в сообщении #1462587 писал(а):
Меня удивило, что ни где это не описано чётко, особенно это касается ядра.
Вообще-то описано. Сейчас проверил - приведенные мной данные есть, например, в Википедии (температура там, правда, чуть занижена, но для искомых оценок это никакой роли не играет).
Alexander4702 в сообщении #1462587 писал(а):
Также, я не уверен, что корректно применять обычные формулы.
Вполне корректно. Впрочем, если хотите, можете подумать над обоснованием этого утверждения - это не самая простая, но все же школьная задача по физике.

 
 
 
 Re: Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение14.05.2020, 18:47 
Pphantom в сообщении #1462662 писал(а):
Alexander4702 в сообщении #1462587 писал(а):
Меня удивило, что ни где это не описано чётко, особенно это касается ядра.
Вообще-то описано. Сейчас проверил - приведенные мной данные есть, например, в Википедии (температура там, правда, чуть занижена, но для искомых оценок это никакой роли не играет).
Alexander4702 в сообщении #1462587 писал(а):
Также, я не уверен, что корректно применять обычные формулы.
Вполне корректно. Впрочем, если хотите, можете подумать над обоснованием этого утверждения - это не самая простая, но все же школьная задача по физике.

Да, я смотрел википедию и русскую и английскую. Именно скорости звука в статье по гелиосейсмологии там не указы и тем более не сведены в таблицы. Приходится искать отдельные графики по статьям (где они расчётные и с оговорками). Подсчёта Кф.д я, в принципе, нигде не нашёл
На счёт корректности подсчётов у меня возникли сомнения из-за того, что данное состояние вещества выделяется особо как HWM
https://arxiv.org/abs/1912.09884 и постоянно указывается, что оно мало изучено, хотя первая оценка которую я делал похожа на правду (https://web.stanford.edu/group/ctr/ResB ... artlep.pdf) , но это именно теоретическая оценка. Насколько я понял, изучение стоячих волн, которое сейчас производится не особо помогает прямому изучению ядра солнца. В целом, все сведения какие то обрывочные. Думал, может кто посоветует хороший систематизированный источник, если он есть или интересуется этой темой и может рассказать что то выходящее за рамки самых простых оценок.

 
 
 
 Re: Диффузия протонов в ядре солнца.
Сообщение14.05.2020, 19:05 
Так что вы, собственно, хотите? На мой взгляд, на заданные в исходном сообщени вопросы уже дан исчерпывающий ответ, но если очень хочется, то можно и подробнее.

С точки зрения уравнения состояния это идеальный газ. С точки зрения проводимости и т.п. - обыкновенная плазма. Про структуры говорить бессмысленнно, тем более про структуры "высокой сложности". Что-то еще?

 
 
 [ Сообщений: 6 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group