Hitrost svetlobe

Prapok, vesolje, kozmologija, črne luknje...
Locked
User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 25.9.2011 19:19

kren wrote:
vojko wrote:Problem z nevtrini je njihova skoraj nepojmljiva moč penetriranja skozi materijo. Zid iz svinca (!!), debel eno svetlobno leto (1) ali 10*15m bi ustavil komaj 50% nevtrinov! Tudi skozi zid, ki bi imel gostoto nevtronske zvezde (najbolj gosta snov, ki jo poznamo) bi nevtrini prodrli eno svetlobno leto globoko!
Zanimivo, me pa zanima kje si to izvedel?
Tule so linki:

http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/p ... y05165.htm
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... o3.html#c2
http://www.physicspost.com/physicsforum ... D=9096.htm

Pozdrav Vojko

User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 25.9.2011 19:24

qg wrote:
vojko wrote:Problem z nevtrini je njihova skoraj nepojmljiva moč penetriranja skozi materijo. Zid iz svinca (!!), debel eno svetlobno leto (1) ali 10*15m bi ustavil komaj 50% nevtrinov! Tudi skozi zid, ki bi imel gostoto nevtronske zvezde (najbolj gosta snov, ki jo poznamo) bi nevtrini prodrli eno svetlobno leto globoko! Tako se zdi Zemlja za nevtrine popolnoma prozorna!
To pa ni preveč primerljivo. Kako debel zid z gostoto nevtronske zvezde bi ustavil 50% nevtrinov. Kaj pomeni prodreti 1 svetlobno leto globoko? Nekateri bi prodrli več, nekateri manj.
Ja, saj točno to pomeni: 50% nevtrinov bi prodrlo eno svetlobno leto v snov z gostoto nevtronske zvezde. Statistično gledano, bi jih dve svetlobni leti ustavili vseh 100%!


User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 25.9.2011 20:00

Odličen spot! To kaže na to, kako so znanstveniki prepričani v delovanje fizikalnih zakonov in kako zaupajo v preverjene teorije. Vzporedite to z raznimi "čudeži", "energijskimi polji" radiostezistov in vso navlako psevdoznanosti, ki se šopiri z ekranov in interneta vsak dan! Naj poskuša eden od teh voodoo mastrov ponuditi takšno stavo, če njegova "čarovnija" ne bo delovala! Ne boste ga našli!

qg
Posts: 771
Joined: 13.1.2006 20:05

Re: Hitrost svetlobe

Post by qg » 25.9.2011 21:27

vojko wrote:
qg wrote:
vojko wrote:Problem z nevtrini je njihova skoraj nepojmljiva moč penetriranja skozi materijo. Zid iz svinca (!!), debel eno svetlobno leto (1) ali 10*15m bi ustavil komaj 50% nevtrinov! Tudi skozi zid, ki bi imel gostoto nevtronske zvezde (najbolj gosta snov, ki jo poznamo) bi nevtrini prodrli eno svetlobno leto globoko! Tako se zdi Zemlja za nevtrine popolnoma prozorna!
To pa ni preveč primerljivo. Kako debel zid z gostoto nevtronske zvezde bi ustavil 50% nevtrinov. Kaj pomeni prodreti 1 svetlobno leto globoko? Nekateri bi prodrli več, nekateri manj.
Ja, saj točno to pomeni: 50% nevtrinov bi prodrlo eno svetlobno leto v snov z gostoto nevtronske zvezde. Statistično gledano, bi jih dve svetlobni leti ustavili vseh 100%!
Potem takem bi jih dve svetlobni leti absorbirali 75%, 3 leta 87,5%. Stvar gre pač eksponentno, ne linearno.
Poleg tega, 50% velja za svinec, ne za nevtronsko zvezdo.

MP3CE
Posts: 2
Joined: 23.2.2004 22:08
Location: Ilirska Bistrica
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by MP3CE » 26.9.2011 0:03

vojko wrote:
qg wrote:
vojko wrote:Problem z nevtrini je njihova skoraj nepojmljiva moč penetriranja skozi materijo. Zid iz svinca (!!), debel eno svetlobno leto (1) ali 10*15m bi ustavil komaj 50% nevtrinov! Tudi skozi zid, ki bi imel gostoto nevtronske zvezde (najbolj gosta snov, ki jo poznamo) bi nevtrini prodrli eno svetlobno leto globoko! Tako se zdi Zemlja za nevtrine popolnoma prozorna!
To pa ni preveč primerljivo. Kako debel zid z gostoto nevtronske zvezde bi ustavil 50% nevtrinov. Kaj pomeni prodreti 1 svetlobno leto globoko? Nekateri bi prodrli več, nekateri manj.
Ja, saj točno to pomeni: 50% nevtrinov bi prodrlo eno svetlobno leto v snov z gostoto nevtronske zvezde. Statistično gledano, bi jih dve svetlobni leti ustavili vseh 100%!
Napačno. 2 svetlobni leti bi absorbirali 75% nevtrinov. Zamisli si takole: Če imaš na začetku pol manj nevtrinov, se jih bo ustavila samo polovica na enem svetlobnem letu. Po preletu celotne količine nevtrinov skozi 1 sv. leto, jih imaš polovico. V obeh primerih moraš dobiti isti rezultat. Torej je skupna absorbicja 1/2+ 1/2 polovice, kar je 3/4, kar znese v procentih 75%.

User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 26.9.2011 13:39

qg je napisal:

Potem takem bi jih dve svetlobni leti absorbirali 75%, 3 leta 87,5%. Stvar gre pač eksponentno, ne linearno.
Poleg tega, 50% velja za svinec, ne za nevtronsko zvezdo.

Seveda! Hvala za opozorilo na očitno napako obema. Se opravičujem za malomarnost.

qg
Posts: 771
Joined: 13.1.2006 20:05

Re: Hitrost svetlobe

Post by qg » 26.9.2011 17:47

NIKKI wrote:Če prav pomnim, so imeli v Gran Sassu težave s določanjem časa prihoda nevtrinov s SN 1987A. S časom bomo izvedeli, kje so ga "zabiksal"! :wink: Kar ni nič narobe, se bodo vsaj kaj naučili glede merjenja!
Mimogrede tudi pri nas so se že ukvarjali z natančni določanjem časa. Glej npr.:
http://arxiv.org/abs/1012.1242
Kakšne težave iz SN1987A?

User avatar
shrink
Posts: 14549
Joined: 4.9.2004 18:45

Re: Hitrost svetlobe

Post by shrink » 26.9.2011 18:38

Mogoče še opomba v zvezi z absorbcijo nevtrinov v snovi. Na linku, ki ga je dal vojko, je naveden linearni zakon za št. absorbiranih nevtrinov v časovni enoti:

\(I(x)-I_0=\Phi \sigma n V\)

oz.

\(I(x)-I_0=I_0\frac{x}{l}\),

kjer smo upoštevali: \(V=Sx\), \(\Phi=\frac{I_0}{S}\) in \(l=\frac{1}{\sigma n}\).

Kdaj to velja?

Za delce, ki prodirajo v snovi, v splošnem velja absorbcijski zakon:

\(\displaystyle I(x)=I_0e^{-\frac{x}{l}}\).

Za majhne argumente (\(x<<l\)) lahko eksponentno funkcijo aproksimiramo z linearno \(e^{-\frac{x}{l}} \approx 1-\frac{x}{l}\):

\(I(x)=I_0(1-\frac{x}{l})\)

oz.

\(I(x)-I_0=I_0\frac{x}{l}\).

Ker je \(l\) za nevtrine reda svetlobnega leta, lahko za "običajne" razdalje (npr. v detektorjih) uporabimo linearno aproksimacijo.

Za konec še izračun deleža absorbiranih nevtrinov v svincu za \(x_1=9.46\cdot10^{15}\mathrm{~m}\) (1 svetlobno leto) in \(x_2=2x_1\) (2 svetlobni leti), če upoštevamo \(l=1.5\cdot10^{16}\mathrm{~m}\) (iz vojkovega linka):

\(\displaystyle 1-\frac{I(x_1)}{I_0}=1-e^{-\frac{x_1}{l}}=0.47=47\%\),

\(\displaystyle 1-\frac{I(x_2)}{I_0}=1-e^{-\frac{x_2}{l}}\)\(=1-e^{-\frac{2x_1}{l}}=1-(e^{-\frac{x_1}{l}})^2=1-0.47^2=0.78=78\%\).

User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 26.9.2011 21:48

shrink wrote:Mogoče še opomba v zvezi z absorbcijo nevtrinov v snovi. Na linku, ki ga je dal vojko, je naveden linearni zakon za št. absorbiranih nevtrinov v časovni enoti:

\(I(x)-I_0=\Phi \sigma n V\)

oz.

\(I(x)-I_0=I_0\frac{x}{l}\),

kjer smo upoštevali: \(V=Sx\), \(\Phi=\frac{I_0}{S}\) in \(l=\frac{1}{\sigma n}\).

Kdaj to velja?

Za delce, ki prodirajo v snovi, v splošnem velja absorbcijski zakon:

\(\displaystyle I(x)=I_0e^{-\frac{x}{l}}\).

Za majhne argumente (\(x<<l\)) lahko eksponentno funkcijo aproksimiramo z linearno \(e^{-\frac{x}{l}} \approx 1-\frac{x}{l}\):

\(I(x)=I_0(1-\frac{x}{l})\)

oz.

\(I(x)-I_0=I_0\frac{x}{l}\).

Ker je \(l\) za nevtrine reda svetlobnega leta, lahko za "običajne" razdalje (npr. v detektorjih) uporabimo linearno aproksimacijo.

Za konec še izračun deleža absorbiranih nevtrinov v svincu za \(x_1=9.46\cdot10^{15}\mathrm{~m}\) (1 svetlobno leto) in \(x_2=2x_1\) (2 svetlobni leti), če upoštevamo \(l=1.5\cdot10^{16}\mathrm{~m}\) (iz vojkovega linka):

\(\displaystyle 1-\frac{I(x_1)}{I_0}=1-e^{-\frac{x_1}{l}}=0.47=47\%\),

\(\displaystyle 1-\frac{I(x_2)}{I_0}=1-e^{-\frac{x_2}{l}}\)\(=1-e^{-\frac{2x_1}{l}}=1-(e^{-\frac{x_1}{l}})^2=1-0.47^2=0.78=78\%\).
Tako se argumentira! Če bi vsi posti bili tako eksaktni, ne bi bio nepotrebnih diskusij. Priznam pa, da je podrobno razumevanje matematične argumentacije daleč izven dosega moje srednješolske matematike.

User avatar
vojko
Posts: 11390
Joined: 29.5.2004 15:18
Location: LIMBUŠ
Contact:

Re: Hitrost svetlobe

Post by vojko » 26.9.2011 21:50

Ali lahko nekdo pojasni, kako je z maso nevtrinov? Kakšne posledice ima ena ali druga varianta? (brez/masni delci)

User avatar
kren
Posts: 1651
Joined: 17.2.2005 12:54

Re: Hitrost svetlobe

Post by kren » 26.9.2011 21:59

qg wrote:
NIKKI wrote:Če prav pomnim, so imeli v Gran Sassu težave s določanjem časa prihoda nevtrinov s SN 1987A. S časom bomo izvedeli, kje so ga "zabiksal"! :wink: Kar ni nič narobe, se bodo vsaj kaj naučili glede merjenja!
Mimogrede tudi pri nas so se že ukvarjali z natančni določanjem časa. Glej npr.:
http://arxiv.org/abs/1012.1242
Kakšne težave iz SN1987A?
Ja to tudi mene zanima.
vojko wrote:Ali lahko nekdo pojasni, kako je z maso nevtrinov? Kakšne posledice ima ena ali druga varianta? (brez/masni delci)
Nevtrini imajo maso, sicer zelo majhno, a vendarle. Saj zato pa so tiste meritve dvignile toliko prahu.

problemi
Posts: 4931
Joined: 24.8.2009 1:20

Re: Hitrost svetlobe

Post by problemi » 26.9.2011 23:15

vojko wrote:Ali lahko nekdo pojasni, kako je z maso nevtrinov? Kakšne posledice ima ena ali druga varianta? (brez/masni delci)
Mogoče ti bo naslednji članek pomagal: http://www.kvarkadabra.net/index.html?/ ... vtrino.htm

Iz članka:

"Kakšne so posledice eksperimentalnih rezultatov, ki kažejo na to, da je masa nevtrinov različna od nič? Vsekakor bo potrebno spremeniti Standardni model elektrošibkih in močnih interakcij, tako da bodo v njem nastopali nevtrini kot masivni delci. Vendar pa to ne predstavlja kakšnega večjega problema, dobršen del lahko kar prepišemo iz opisa kvarkov. Pravzaprav so masivni nevtrini celo nekoliko bolj naravni kot brezmasni, saj so imeli prej (še imajo) nevtrini v Standardnem modelu zaradi svoje ničelne mase nekoliko drugačno naravo kot ostali elementarni delci. Seveda pa masivni nevtrini pustijo svoje posledice v teoriji. Potrebno je dodati tako imenovani Majoranin masni člen, ki pa krši ohranitev leptonskega števila. če so torej nevtrini masivni, pričakujemo v najenostavnejši posplošitvi standarndega modela tudi interakcije, kjer skupno leptonsko število ni ohranjeno (seveda enako velja za leptonska števila znotraj družin).

Zanimivo je vprašanje, ali lahko nevtrini razložijo majnkajočo črno snov v vesolju. Pri opazovanju gibanja galaksij so namreč astronomi prišli do sklepa, da je v vesolju še znatna količina tako imenovane črne materije, ki v nasprotju z zvezdami ne seva. Masivni nevtrino bi bil prvi tak predstavnik črne materije, saj ne reagira elektromagnetno."

NIKKI
Posts: 743
Joined: 24.3.2006 20:22

Re: Hitrost svetlobe

Post by NIKKI » 27.9.2011 13:24

Vic z bloga Luboša Motla:
"The bartender says: We don't serve neutrinos here. The neutrino enters the Gran Sasso tavern."
Moj prevod, original je seveda mnogo boljši:
Natakar reče: "Nevtrinom tu ne strežemo!"
Nevtrino vstopi v klet Gran Sasso. :wink:

derik
Posts: 2043
Joined: 6.3.2010 9:04

Re: Hitrost svetlobe

Post by derik » 27.9.2011 15:31

V katerem laboratoriju bodo po vašem mnenju prvi uspeli ponoviti meritve in koliko časa jim bo za to potrebno?

Locked