O nouă descoperire din fizica particulelor şi „teoria totului”
Modelul Standard al fizicii particulelor, cel care descrie toate particulele pe care le cunoaştem şi modul în care acestea interacţionează între ele, a primit o nouă confirmare odată cu descoperirea bosonului Higgs din anul 2012. În prezent, noile măsurători experimentale din cadrul Large Hadron Collider cu privire la dezintegrările rare susţin acest model teoretic, dar, de asemenea, sugerează câteva modalităţi prin care putem înţelege fizica de dincolo de Modelul Standard.
Modelul Standard este prețuit de către fizicieni deoarece cu ajutorul acestuia se pot explica cele mai multe dintre fenomenele fundamentale din natură prin intermediul unui număr mic de particule elementare.
Particulele elementare în conformitate cu Modelul Standard. Credit: wikimedia CC BY 3.0
Printre aceste particule se numără quarcurile şi leptonii (particule similare electronilor) împreună cu antiparticulele lor care sunt identice, dar au o sarcină electrică contrară. Modelul Standard include, de asemenea, particulele purtătoare de forţă (fotonii, gluonii, bosonii W și Z) şi bosonul Higgs.
Acest model teoretic este remarcabil de cuprinzător şi de precis, mai ales având în vedere relativa sa simplitate şi multitudinea de fenomene, foarte diferite între ele, care se pot explica cu ajutorul lui cu o precizie uimitoare.
Chiar și Soarele are pete…
Modelul Standard nu este însă perfect. De exemplu, el nu include gravitația. De asemenea, particulele elementare pe care le descrie atât de precis formează doar 4% din materia din Univers. Restul este reprezentat de aşa-numita „materie întunecată” a cărei compoziție încă nu o ştim. Acesta este unul dintre motivele pentru care oamenii de știință se îndoiesc că Modelul Standard poate fi cu adevărat „teoria totului”.
De ceva timp, fizicienii caută cu insistență orice fenomene fizice care se abat de la predicțiile Modelului Standard, deoarece acestea ar putea oferi indicii sau sugestii cu privire la fizica de dincolo de Modelul Standard. Orice descoperire experimentală de acest fel ar putea ajuta la testarea teoriilor din afara Modelului Standard. Printre acestea se numără teoria supersimetriei (care presupune că particulele modelului standard au câte un partener mult mai greu) şi teoria corzilor (care reprezintă o încercare de a reconcilia mecanica cuantică și relativitatea generală).
Până în prezent Modelul Standard a trecut cu succes testele pe care fizicienii le-au efectuat asupra sa.
Cu toate acestea, această constatare este posibil să se schimbe în curând. Două echipe de cercetare care lucrează la LHC în cadrul laboratorului de fizica particulelor al CERN de lângă Geneva au măsurat dezintegrarea mezonilor B. Una dintre echipe a utilizat detectorul Compact Muon Solenoid şi o alta a utilizat detectorul LHCb. Mezonii B sunt particule ciudate formate dintr-un quarc şi un antiquarc. Cercetătorii s-au concentrat asupra a două tipuri diferite de particule: mezonul B „neutru” şi mezonul B „ciudat”.
Imensul detector CMS utilizat pentru măsurarea miuonilor. Credit: CERN
Toţi mezonii B au o durată scurtă de viaţă şi ei se dezintegrează spontan într-o mulţime de alţi mezoni. În acest experiment cercetătorii au analizat în special dezintegrările mezonilor B în perechi de miuoni.
Aceste dezintegrări sunt deosebit de interesante deoarece se pot calcula cu precizie probabilităţile lor de apariţie pe baza Modelului Standard. Din punct de vedere experimental, miuonii sunt relativ uşor de detectat şi ei pot fi măsuraţi cu o precizie ridicată.
Punctul de plecare pentru teoria totului
În conformitate cu Modelul Standard, în medie aproximativ patru mezoni dintr-un miliard de mezoni B ciudat se dezintegrează într-o pereche muon-antimuon (în loc de alte particule). Pentru mezonul B neutru acest număr este chiar mai mic, aproximativ unul din zece miliarde. Acestea sunt într-adevăr valori foarte mici şi astfel se explică de ce experimentele efectuate în trecut nu au reuşit să detecteze aceste dezintegrări.
Noile experimente au reuşit să surprindă aceste dezintegrări şi să măsoare probabilităţile lor de apariţie. Acestea au arătat faptul că în timp ce mezonul B ciudat se dezintegrează în miuoni într-un ritm identic cu cel prezis de Modelul Standard, mezonul B neutru se dezintegrează în miuoni de patru ori mai frecvent decât este prezis de Modelul Standard, deşi precizia în acest caz este mai mică.
Reprezentare artistică a lumii cuantice: microcosmos, moleculă, atom, antimaterie.
Aceasta este o descoperire importantă și diferitele teorii din afara Modelului Standard prezic probabilități de dezintegrare mai mari. Datorită acestor rezultate se vor putea elimina unele dintre teoriile din afara Modelului Standard. Acest lucru este esențial pentru ca într-o zi să se elaboreze o nouă teorie a totului.
Traducere şi adaptare după New Discovery in Particle Physics Raises Hope for a „Theory of Everything”
Teoria Gravitatiei Induse
Gravitatia,ca element de legatura, de atractie,dintre doua mase trebuie definita in doua moduri diferite :
(a) pentru masele aflate in miscare de acceleratie proprie prin spatiu,denumit in continuare ” Oceanul Universului „.
(b) pentru masele aflate pe suprafate unei Planete aflata in miscare de gravitatie in jurul unei Stele,denumita in prezent ” Atractie Gravitationala „.
Pentru primul caz (a), Viteza inertiala imprimata initial unei Mase, la formarea acesteia ,va determina ,in urma ei,un traseu,o Urma in spatiul imediat trecerii prin „Oceanul Universului „. In functie de masa,densitatea,si viteza de deplasare ,Urma acestei va fi caracterizata de o anumita valoare a unei Forte de Suctiune,(de tractiune),asemanatoare Fortei de Suctiune aparute in cazul scufundarii unei nave in oceanul nostru planetar,sau in cazul deplasarii unui vehicul, in viteza, prin atmosfera terestra.
Forta de Suctiune este determinate de diferenta de viteze ale particulelor de masa energetica(de materie) din care este format ” Oceanul Universului „. Particulele de masa energetica(de materie) din Urma traseului Masei,vor avea viteza,directia si sensul unic de orientare spre Masa care a trecut (masa tractoare).
Urma traseului Masei tractoare o putem considera o Deformare a geometriei Spatiului si Timpului descrisa de Teoria relativitatii generale prin ecuatiile de camp ale lui Einstein.
Dar Gravitatia nu o mai putem considera ca forta de atractie dintre doua mase,ci ca o Forta de Suctiune,de Tractare dintre Masa Tractoare si Masele Tractate elicoidal in Urma conico-cilindrica a acesteia.Pentru acest caz,putem folosi relatia aproximativa G ,cunoscuta, dintre Masa Tractoare M1 si Masa Tractata M2 ca raport dintre produsul maselor acestora,constanta gravitationala k, si patratul distantei r dintre ele.
G = k[ M1 x M2] : r^2
Pentru al doilea caz (b), Atractia Gravitationala,in sensul fizic cunoscut,nu o mai consideram ca o forta de atractie dintre corpuri,ci ca un FLUX CONTINUU de particule comprimate(de materie) cu Ew=9,8m/s,in cazul Pamantului,cunoscut si sub numele de ” constanta gravitationala”.Acest flux de particule de masa energetica(de materie),denumite si „cuante energetice”,este determinat de viteza de deplasare,in acest caz,a Pamantului,prin „Oceanul Universului”.Masa particulelor de masa (de materie),ce formeaza „Oceanul Universului”, este subatomica,de la 10^-9 pana la particule determinate de Max Planck de 10^-34.
Sfera de particule de masa energetica comprimate formata in jurul Pamantului,induc o forta fictiva de presiune inertiala de aproximativ 1kg/cm^3 ,pe directia centrului acestuia,fenomenul denumit in continuare: Gravitatie Indusa Ew.
Particulele de masa energetica (de materie), astfel comprimate,traverseaza ,in drumul lor spre centrul Pamantului,toate elementele atomice intalnite in cale ,biologice sau nu,formand o miscare de inertie intre atomii acestora.
Energia particulelor comprimate (de materie), se va transforma in masa si caldura,in centrul Pamantului,in functie de marimea si vibratia miezului metalic al acestuia.
In functie de masa M,densitatea D,viteza de deplasare V si de perioada de gravitatie completa T a unei planete se poate stabili urmatoarea relatie de calcul a Gravitatiei Induse de fluxul de particule comprimate:
(1) Ew=M(kg) x D(g/cm^3) x V(km/s) : T(ani)
Relatia reprezinta ” Gravitatia Indusa” unei mase M aflata in miscare de acceleratie proprie gravitationala, prin „Oceanul Universului”
Introducand in aceasta formula, datele corespunzatoare fiecarei planete in parte,se vor obtine marimile de Gravitatie Indusa,denumite si „constante gravitationale”,marimi ce ,pana in prezent,au fost stabilite experimental.
Unitatea de masura poate fi exprimata :
Ew=[kg x kg/m^3 x m/s] : s = kg x [kg : m^2 x s^2]
Stim ca densitatea de flux magnetic determinata de Tesla este:
T =kg :[ A x s^2] ,inlocuind mai sus obtinem :
(2) Ew = kg x T
Conform relatiei (2) putem afirma ca : Gravitatia Indusa reprezinta un „curent” de transfer a masei in energie si reprezinta un raport direct intre masa particulelor de masa M si fluxul de radiatie electromagnetica T.
Marimile cantitative de flux de particule de masa se pot determina utilizand Legile de flux ale lui Fourier :
Ew = dQ : dT = – £ x [dt : dX] £ – conductivitatea termica data de densitatea D a masei M.
t – unitatea de timp
Continuitatea fluxului de particule de masa poate fi exprimata cu ajutorul Legilor lui Fick :
Ew = -Di x [%Ci : %X] [%Ci : %X] -gradient de concentratie constant in timp
Di -coeficient de difuzie calculat cu relatia Stokes-Einstein pentru molecule sferice.
Di = kT :6pirn
Pentru sistemele „multicomponent” putem folosi Difuzia Maxwell-Stefan,pentru gaze si fluide.
Pentru observarea la scara atomica, energia pare sa fie inmagazinata in materie (Max Plank), avand o forma ondulatorie,denumita „cuanta de energie”,conform relatiei :
E = h x v h – constanta lui Planck
v – fregventa radiatiei
Pentru a putea explica obtinerea relatiei universale (1) care exprima Gravitatia Indusa intr-o masa M aflata in miscare de acceleratie proprie prin ” Oceanul Universului” , observam ca „energia radianta” a Gravitatiei Induse „curge” in permanenta,asemanator unui ” curent” de particule de masa,trece prin toti atomii de la suprafata Pamantului,biologici sau nu,determinand temperatura si inertia dintre acestia,baza suport pentru nucleu si electroni (norii din interiorul atomilor),si se consuma,sau se transforma in masa,functie de cantitatea de fier din nucleele atomilor,sau nucleul Pamantului,si fregventa oscilatiei necesara smulgerii electronilor din atomii de metal.
Consumul K, acest element nou introdus in relatia de egalitate dintre energia E si masa M,conform Teoriei Relativitatii a lui Einstein : E = M x C^2 ,
K = M : T rezulta :
E = K x C^2 ,
transforma aceasta ecuatie ,dintr-una care arata o stare statica,intr-o ecuatie ce arata o miscare dinamica,un flux de energie obtinut din masa M, si care este dependent de timpul de consum al masei pentru a se transforma in energie.
Consumul K,este determinat de un timp T, denumit in continuare „timpul masei M”,si este diferit de timpul vitezei t.
Mai mult,putem introduce doua noi postulate ce definesc miscarea unui sistem dinamic in acceleratie proprie:
Postulat I : Orice sistem dinamic aflat in acceleratie proprie ,determina cel putin doi timpi diferiti intre ei:
– unul interior sistemului
– unul exterior sistemului
In cazul unei mase M care se afla in miscare de acceleratie proprie,putem determina cel putin doua perioade de timp diferite intre ele :
– timpul vitezei masei (exterior sistemului) t
– timpul de consum al masei ( interior sistemului ) T
Postulat II : Consumul K de energie E sau de masa M ,al unui sistem dinamic aflat in acceleratie proprie,determina un raport fix intre timpul vitezei t, si timpul masei T :
(3) t x T = 1 T = 1 : t t = 1 : T
Aceasta relatie reprezinta ” Conditia de Interdependenta” dintre sistemul de referinta interior si sistemul de referinta exterior unei transformari dinamice,din masa in energie,sau invers.
Astfel putem concluziona ca :
Daca un corp emite energie sub forma de radiatii,masa acestuia se diminueaza in timp,sau masa unui corp este o masura a energiei sale si timp.
(4) T x E = M x C^2
Relatia (4) reprezinta Relatia de Echilibru dintre ” Energie” si ” Materie” din ” Oceanul Universului”
Condensarea materiei reprezinta ” rezidiul” consumului de energie, transformarea Materiei in Masa si Temperatura ,reprezinta ” „Cresterea” -a oamenilor,a animalelor,a plantelor,a Stelelor sau a Galaxiilor.Cresterea reprezinta depuneri de masa din energia primita din fluxul Gravitatiei Induse .Datorita vibratiei peretilor inimii si a vaselor mari de sange,acestia determina o fregventa vibrationala de 62-68 Hz a nucleelor de Fe din gruparea hemica a sangelui.Astfel consumul de energie din fluxul Gravitatie Induse determina temperatura corpurilor noastre,iar rezidurile consumului de energie reprezinta cresterile in masa ale corpurilor noastre.
Urmand acest model observam „cresterea”animalelor si a plantelor,inclusiv a planetei noastre prin cantitatile de materie sub forma de „lava” si temperatura pe care le produce miezul metalic al Pamantului,ca rezultat al consumului de flux de particole de masa comprimate(de materie) .
Astfel,tinand cont ca majoritatea sistemelor dinamice din Univers, aflate in acceleratie proprie, utilizeaza viteze sub viteza luminii C, in relatia (4) putem exprima C^2 ca fiind produsul dintre viteza exterioara V a sistemului dinamic(a masei), ca raport intre spatiul X si timpul t ,si viteza interioara Q (de consum sau acumulare de masa a acestuia),denumita si „bilantul Q” al masei,ca fiind raportul dintre densitatea masei D si timpul masei T.
C^2 = Q x V Q = D : T V = X : t
Astfel obtinem Relatia universala de echilibru energetic din ” Oceanul Universului ” pentru repausul relativ sau viteza de deplasare constanta a masei sub viteza luminii :
E = M x Q x V
Tinand cont de Relatia de Interdependenta dintre Timpul Bilantului Masei „T” si Timpul Vitezei Masei „t”, obtinem :
pentru Bilantul masei Q negativ :
(5) Ew = [M x Q x X] : t – Pentru transformare de masa in energie si sau
cuante de energie (de Materie), care se misca Propriu si ocupa Spatiul X al „Oceanului Universului ”
pentru Bilantul masei Q pozitiv :
(6) Ew = [M x D x V] : T – Pentru flux de particule subatomice ce formeaza ” Gravitatia Indusa ” cu consum de de cuante de energie din Materie, si depunere de masa si generare de temperatura.
Relatiile (5) si (6) sunt Interdependente intre ele si reprezinta Interdependenta dintre „Energie” si „Masa” din ” Materie ” si cele doua valori de timp,diferite intre ele,timpul interior sistemului ,al bilantului masei, si timpul exterior sistemului,al vitezei acestuia.Materia contine Energie,si aceasta o insoteste sub forma ondulatorie.In functie de fregventa oscilatiilor intalnite in miscarea de acceleratie proprie a sistemului dinamic,Materia se poate converti in Energie sau in Masa.
Exemple ale existentei Campului de flux de particule de masa energetica (de Materie) comprimata Ew :
– Cele doua praguri de temperaturi pozitive din jurul sferei Pamantului :
Pragul exterior care incepe de la 160 km spre exterior ,cu temperaturi de 1000-2000 grade Celsius,temperaturi date de frecarea dintre Campul de particule de flux comprimat Ew si particulele de materie din ” Oceanul Universului ”
Pragul interior situat intre 60-80 km distanta de suprafata Pamantului,cu temperaturi pozitive de 10-30 grade Celsius,temperaturi date de frecarea dintre particulele de flux comprimat Ew pe directia de inaintare a Pamantului,si cele datorate miscarii de rotatie in jurul propriei axe a acestuia.
– Stralucirea planetelor si a tuturor maselor aflate in miscare de acceleratie proprie reprezentata de Reflexia luminii stelelor in campul de flux de particule Ew propriu .
– ” Inelele lui Einstein” reflexii ale luminii stelelor in campul ce flux de particule de masa Ew,format in jurul Galaxiilor ,datorita vitezei de deplasare a acestora prin ” Oceanul Universului „,arata ca si Galaxiile se afla in miscare de gravitatie fata de o Masa Tractoare gigant,inca nedeterminata din ” Oceanul Universului „.
– Valorile mari de temperatura din Cromosfera Soarelui,care reprezinta Campul de flux de particule de masa Ew al acestuia.
– Norii in miscare din jurul nucleului unui atom,Campul Ew format in jurul nucleului.
– Baza suport a transmisiunilor de unde electromagnetice sau radiatii
– Efectul mareic al Lunii,care prin miscarea de gravitatie in jurul Pamantului,determina un ” Con de umbra ” de particule de masa din Gravitatia Indusa a acestuia.
– Miezul fierbinte al Pamantului si producerea permanenta de ” Magma ” ,cresterea permanenta in volum si masa a acestuia,ruperea continentelor si departarea permanenta a acestora ,unul fata de altul.
– Curbarea luminii la intersectarea cu un Camp de flux de particule de masa Ew al unei mase aflata in miscare de acceleratie propie prin ” Oceanul Universului „.
Eduard Winzinger,
Frankfurt am Main