Kvarkadabra forum

Pozdravljeni,

mam sicer malenkost bolj zapleteno vprašanje za postavit, odgovor na njega pa je najbrž čisto enostaven.

Atome si predstavljamo kot krogle in sodeč po odgovoru profesorice je to zelo zelo dober približek dejanskega stanja ali pa to celo je dejansko stanje - ni čisto doboesedno povedala, ker je bilo moje vprašanje obrnjeno v drugo smer. Če si vzamemo na primer NaCl, kjer se natrijevi kationi vežejo z klorovimi anioni s koordinacijskim številom 6/6, torej 6 natrijev kationov je neposrednov stiku z enim klorovim anionom in obratno.

Ampak v moji glavi, in sem trdno prepričan, da realnost ni prav daleč od tega, pa velja, da je nemogoče polubno približati 6 krogel tako, da med njimi nebi ostalo več nič praznega prostora. In pojavilo se mi je vprašanje: Kaj pa je v tem praznem prostoru?
Podoben primer bi bil recimo molekula žvepla, kjer se osem atomov žvepla poveže v eno molekulo. Kaj pa je med nasproti ležečima atomoma? Kaj je vmes? Vakum? Kakšna druga zver?

No, razmišljal sem še malo bolj: Orbitala je nek dV prostor za katerega velja 95%, da se bo v njem nahajal elektron oz. obstaja 5% verjetnost, da se bo elektron nahajal zunaj nje. Lahko torej tisto "praznino" pojasnimo s to 5% verjetnostjo nahajanja valenčnih elektronov v njej?

No kot prvo, opis atomov kot trdih krogel je napacen. In tudi ce bi bilo tako, zlaganje trdih krogel v kristale je zelo dobro raziskano - delez prostora, ki ga zapolnimo (jasno ne mores pomaranc spakirat brez lukenj), nacine zlaganja itd...

Sicer pa moras razcistit koncept vakuuma. Jasno lahko v odsotnosti vse snovi reces, da imas vsaj priblizno vakuum. Ze ta opis ne bi bil nic narobe - ce elektrostatske in druge sile preprecujejo, da se atomi dovolj priblizajo, je vmes pac prazno, pa kaj - ni treba pojasnjevat in si izmisljevat kaj je tam notri. Stvar je pa seveda bolj kompleksna kot to. Na nivoju atomov moras upostevat, da klasicni opis (kroglice) ni ustrezen. Elektroni nimajo tocno dolocenega polozaja, ampak se z doloceno verjetnostno porazdelitvijo nahajajo nekje v okolici atoma (v primeru kovalentne vezi se ta porazdelitev razteza preko vec kot enega atoma). Tako da prostor med atomi ni ravno prazen, ker se lahko zgodi da tam najdes katerega izmed elektronov. Po drugi strani tudi ni ravno lepo govorit o praznem prostoru, ce se v ta prostor razteza vpliv snovi, kar je v tem primeru sigurno res: sile nabitih delcev so na teh razdaljah zelo mocne, zaradi cesar sploh pride do tvorbe ionskih kristalov. Dokler si v obmocju mocnega vpliva nekega delca, tezko trdis, da je prostor prazen, sicer bi morali za skorajda ves prostor trdit da je prazen (nekateri izjavljajo, da je zaradi majhnosti jeder in elektronov vse prazno, vendar ta opis ni dober zaradi vec razlogov, ki sem jih navedel).

Aniviller napisal/-a:Jasno lahko v odsotnosti vse snovi reces, da imas vsaj priblizno vakuum.

Ali ni ravno snov tista, katera določa vse. Tudi vakum. Dvomim, da lahko obstaja vakum brez materije. Kaj pa, če je vse samo "fora" v gostoti materije in jo v najšibkejšemu polju smatramo za vakum?

Vakuum je definiran ravno kot odsotnost materije, vsaj v klasicnem smislu. Ko se posvetis kvantnemu opisu sveta seveda ugotovis da povsem prazno ne more bit (kvantne fluktuacije) ampak za namene normalne diskusije je vakuum = prazen prostor.

Aniviller napisal/-a:Vakuum je definiran ravno kot odsotnost materije, vsaj v klasicnem smislu.

Potem takem bi lahko obstajal tudi samo vakum brez materije

Ko se posvetis kvantnemu opisu sveta seveda ugotovis da povsem prazno ne more bit (kvantne fluktuacije)

Kakšna pa je razlika med kvantno fluktacijo in materijo?

ampak za namene normalne diskusije je vakuum = prazen prostor

Ali je potem ta prazen prostor tudi (vsaj) štiri dimenzionalen in ali je neskončen?

bianko napisal/-a:Potem takem bi lahko obstajal tudi samo vakum brez materije

Ravno zato ker tam ni materije tisti del prostora poimenujemo vakuum Dimenzija je lastnost prostora, karkoli je ze notri. Tako kot ima prazen list papirja ravno tako dve dimenziji kot popisan.

O komplikacijah, ki se pojavijo glede pojma vakuuma, ce upostevas detajle kvantne mehanike in splosne relativnosti, pa rajsi ne razmisljaj dokler ne razcistis osnovnih pojmov.

Aniviller napisal/-a:Tako kot ima prazen list papirja ravno tako dve dimenziji kot popisan.

Kolikor je meni znano ni nobena stvar dvodimenzionalna, tudi prazen ali popisan list ne.

O komplikacijah, ki se pojavijo glede pojma vakuuma, ce upostevas detajle kvantne mehanike in splosne relativnosti, pa rajsi ne razmisljaj dokler ne razcistis osnovnih pojmov.

Pa smo tam, kjer smo bili

bianko napisal/-a:

Aniviller napisal/-a:Tako kot ima prazen list papirja ravno tako dve dimenziji kot popisan.

Kolikor je meni znano ni nobena stvar dvodimenzionalna, tudi prazen ali popisan list ne.

Ja in spet si zakompliciral primer, ki je bil misljen za ilustracijo

bianko napisal/-a:

O komplikacijah, ki se pojavijo glede pojma vakuuma, ce upostevas detajle kvantne mehanike in splosne relativnosti, pa rajsi ne razmisljaj dokler ne razcistis osnovnih pojmov.

Pa smo tam, kjer smo bili

Prvic, poleg tega kar si klasicno predstavljas kot materijo, moras zraven steti se vsa polja, se pravi da tudi prostor brez delcev, kamor pa recimo seze vpliv elektromagnetnega polja, ni cisto prazen. Po drugi strani so fizikalno opazljive kolicine v kvantni mehaniki zgolj povprecja. Vakuum (povprecno stevilo delcev 0 in povprecna energija 0) je torej prazen le v povprecju, podrobneje gledano pa lahko za kratek cas nastajajo pari delec-antidelec, ki se takoj spet anihilirajo. Za vecino prakticnih primerov je to isto kot da je cisto prazno, poznamo pa pojave, kjer razlika med popolno praznino in kvantnim vakuumom ni zanemarljiva.

Kaj pa npr. v dobi, ko izhlapijo črne luknje in ostanejo samo še (če se ne motim) fotoni? Ali se tudi tam pojavljaja delec-antidelec?

No tukaj si posegel v bolj grobe in nedodelane teorije. Kaj ostane je odvisno od tocnih detajlov teorije delcev, kar se ni cisto razjasnjeno. Ze izhlapevanje crnih lukenj je sklepanje na podlagi tega, da ce hocemo, da termodinamika drzi, mora veljat za crno luknjo sevanje crnega telesa. Ze razlaga izparevanja crnih lukenj je v tem stilu, da ce pri teh virtualnih parih antidelec pade v crno luknjo in drug pobegne, to omogoca izgubljanje mase na racun pobeglih delcev.

Vakuuma naceloma ne briga kaj se dogaja drugje v vesolju (nimas lokalne ure, ki bi mu povedale, koliko fluktuacij smes imet). To je pac lokalna lastnost prostora.

aniviller napisal/-a: Ze razlaga izparevanja crnih lukenj je v tem stilu, da ce pri teh virtualnih parih antidelec pade v crno luknjo in drug pobegne, to omogoca izgubljanje mase na racun pobeglih delcev.

Če te prav razumem, črna luknja izgublja maso na račun kvantnih fluktuacij?

Tako je. In to enako hitro kot vsako telo pri isti temperaturi.

Kako in zakaj pa potem virtualni delci sploh lahko reagirajo na snov, če so virtualni in obstajajo zelo kratek čas?

bianko napisal/-a:Kako in zakaj pa potem virtualni delci sploh lahko reagirajo na snov, če so virtualni in obstajajo zelo kratek čas?

http://www.kvarkadabra.net/vprasanja/te ... delec.html:

Virtualni delec lahko obstaja le kratek čas in še to le kot posrednik interakcije med dvema realnima delcema.

Ne vem koliko globoko te to zanima, ampak lahko tudi bolj poljudno pogledaš v Feynmanove diagrame. Ti dejansko krasno razložijo te zadeve.

Aniviller napisal/-a:Ze razlaga izparevanja crnih lukenj je v tem stilu, da ce pri teh virtualnih parih antidelec pade v crno luknjo in drug pobegne, to omogoca izgubljanje mase na racun pobeglih delcev.

Pravzaprav so virtualni delci le računski pripomoček, ki vzniknejo ob računu procesov v teoriji motenj.

(Jure Zupan)

problemi napisal/-a:Virtualni delec lahko obstaja le kratek čas in še to le kot posrednik interakcije med dvema realnima delcema.

Torej v črno luknjo ne padajo virtualni delci ampak realni delci?
Pa še mogoče kakšen dober link o tem?