Вопрос по античастицам

[Интересующийся Дед]

(кликните для показа/скрытия)

+

[Скеп-тик]

Вообще-то первичная аннигиляция должна оставить заметный след. Считаем.
1000001 адрон и 1000000 антиадрон. Отбрасываем треть лептонов и антилептонов, которые дадут 333 тыс гамма-фотонов 500 кЭв. Оставшиеся нуклоны аннигилируют в пионы-антипионы, 4-8 штук каждый (в случае нечётного числа пионов один пион - нейтральный, с вероятностью 98% распадающийся на 2 гамма-кванта). Среднеквадратичное - 6 пионов (полпиона отбросим на нейтральные). Каждый пион распадается на мюон/антимюон (в соответствии с зарядом пиона) и антимюонное/мюонное нейтрино, на втором этапе имеем уже около 2 млн нейтрино Затем мюон/ антимюон распадаются на соответствующие заряду электрон/позитрон и еще пару нейтрино. На третем этапе имеем ещё 4 млн нейтрино четырех сортов. Наконец, позитроны и электроны аннигилируют меж собой, давая 666 тыс гамма-квантов 500 кЭв.
Итак, в результате на каждый нуклон или электрон имеем 1 млн гамма-квантов 500 кЭв и 6 млн нейтрино/антинейтрино. Как в такой жаровне мог образоваться гелий? Нейтрино и гамма-кванты разнесли бы всё!!!
  P.S. Хотя как причина разлёта материи при БВ первичная аннигиляция очень подходит... Тем более, если считать первичное неравенство один к миллиарду, во вообще - ужас. Протоны превращались бы в нейтроны ежесекундно. Причём все.

[LV46]

Как в такой жаровне мог образоваться гелий? Нейтрино и гамма-кванты разнесли бы всё!!!

Есть подозрения, что разлет материи и антиматерии был в разные стороны, как два джета. Поэтому и не проаннигилировали.
Те крохи антиматерии, что наблюдаются сейчас - это антиматерия уже образованная в процессе жизни Вселенной.

[konstkir]

..
  P.S. Хотя как причина разлёта материи при БВ первичная аннигиляция очень подходит... Тем более, если считать первичное неравенство один к миллиарду, во вообще - ужас. Протоны превращались бы в нейтроны ежесекундно. Причём все.

А не надо ничего придумывать из собственной головы. Полно источников, написанные профессионалами, начиная с Гамова.
Лучше и строже всех у Рубакова-Горбунова - "Введение в теорию ранней вселенной.." (читайте хотя бы 1 главу).
А также -  Вайнберг - "Космология"
..

[VimanaPro]

..
  P.S. Хотя как причина разлёта материи при БВ первичная аннигиляция очень подходит... Тем более, если считать первичное неравенство один к миллиарду, во вообще - ужас. Протоны превращались бы в нейтроны ежесекундно. Причём все.

А не надо ничего придумывать из собственной головы. Полно источников, написанные профессионалами, начиная с Гамова.
Лучше и строже всех у Рубакова-Горбунова - "Введение в теорию ранней вселенной.." (читайте хотя бы 1 главу).
А также -  Вайнберг - "Космология"
..

Профессионалом был написан закон Всемирного Тяготения, который более 300 лет никем (почти) не обсуждается по причине его ясности, понятности и верности.

Вопросы барио- и лептогенезиса были и есть; о чём свидетельствуют многочисленные и регулярные публикации по этой тематике. Думать-то как раз и надо, а не только изрекать с важным видом когда-то прочитанное

[Дрюша]

Ну, в эпоху аннигиляции, надо думать, плазма была не совсем прозрачной, и электромагнитные (гамма) кванты довольно интенсивно поглощались и переизлучались, но, вот, нейтрино... Интересно, а низкоэнергичные (оооочень холодные) реликтовые нейтрино с чем-нибудь, вообще, -  взаимодействуют? Можно узнать их плотность?

[VimanaPro]

Ну, в эпоху аннигиляции, надо думать, плазма была не совсем прозрачной, и электромагнитные (гамма) кванты довольно интенсивно поглощались и переизлучались, но, вот, нейтрино... Интересно, а низкоэнергичные (оооочень холодные) реликтовые нейтрино с чем-нибудь, вообще, -  взаимодействуют? Можно узнать их плотность?

Можно.
Смотрите https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_neutrino_background и далее по ссылкам и поиску ищете Вам нужную информацию

[chsv]

Если у каждой частицы из которой мы состоим есть своя античастица, то получается, что у каждого человека есть свой двойник из антиматерии?

          Возможно, вопрос про материю и антиматерию неправильно поставлен. По-видимому, следует говорить об злектронейтральности материи. Если столкнуть два одинаковых материальных тела, движущихся с такой скоростью, что их собственной энергией можно пренебречь, то образуется огромное, почти одинаковое количество частиц и античастиц. (Как это сделать обсуждать не будем). Из этих частиц можно "сделать" человека и античеловека. (Как это сделать тоже не будем обсуждать). 

[Дрюша]

Речь тут немножко о другом. Действительно, при таком столкновении (или аналогичные условия были на каких-то стадиях БВ) образуется ПОЧТИ одинаковое количество частиц и античастиц. Почти, но не совсем. Некоторые экзотические частицы образуются и распадаются не совсем одинаково в "обычном" и "анти-" вариантах. Это следствие так называемого нарушения симметрии. Да, выходит дело, законы физики (конкретные значения некоторых констант, входящих в уравнения) - немножко разные для вещества и антивещества. Считается, что это и стало причиной первичного бариосинтеза, что не все протоны (и нейтроны) аннигилировали, а эл.заряд раскидался по электронам. Но это нарушение симметрии, как считается, было "спонтанным", то есть, не обязано было становиться именно таким. Это,если угодно, одно из возможных состояний физического вакуума, при котором он обладает минимальной энергией, но поскольку оно не единственное, то выбор именно этого состояния был спонтенен. Если это так, то в каких-то других областях Вселенной, находящихся очень далеко, за космологическими горизонтами, и которые на тот момент, когда осуществлялся этот выбор, были уже причинно никак не связаны с нашей областью (которую мы можем наблюдать, и в которой законы физики, мировые константы и т.п. - более менее одинаковы, в чём мы можем убедиться, наблюдая самые далёкие галактики, доступные наблюдению), так вот, там этот выбор - мог быть другой. Такие большие области условно называются "доменами". Так вот, исходя из предположения об общей глобальной симметрии (суперсимметрии), которая локально кое-где нарушается, но все эти нарушения - статистически (по доменам) симметричны, где-томогут быть домены, в которых аналогичное преимущество получило антивещество. Это и есть"антимиры". А между нами ("мирами" и "антимирами")  - огромные безжизненные пространства, где в силу тамншних свойств вакуума, бариосинтеза так и не произошло, и там вся материя и антиматерия аннигилировала в фотоны. Как говорил Максим Горький (устами Ужа), "Там только пусто, там много света, но нет там пищи и нет опоры живому телу".

[chsv]

Речь тут немножко о другом.

           Это другое я считаю неправильным. Материальный мир можно делить по-разному. Например, на живую и не живую материю и рассуждать о том. что где то далеко (где нас нет) живой материи больше, чем не живой.

Действительно, при таком столкновении (или аналогичные условия были на каких-то стадиях БВ) образуется ПОЧТИ одинаковое количество частиц и античастиц. Почти, но не совсем.

           Про это почти можно забыть. Из остального нейтрального "нечто" может образоваться "вещество" или "антивещество" с одинаковой вероятностью.

[Дрюша]

Какая разница, как считаете лично Вы. Условно выделять "живой", "неживой", "растительный", "животный" "миры"  - это художественные метафоры и аллегории. Они - мимо кассы. Что я озвучил, - тоже, конечно, - не факт, но такая умозрительная модель, как гипотеза, - по крайней мере, - существует. И мне она - нравится. Но даже если бы не нравилась, - то всё равно существует. Не мной придумана. Просто, как один из возможных ответов на вопрос "почему этот Мир - именно такой, какой он есть по факту" (со всеми конкретными значениями мировых констант), то если нет существенных причин, которые делали бы невозможными другие варианты (или эти причины нам неизвестны), - вполне уместно выдвинуть предположение, что это - просто случайно сложившийся вариант возможного решения, один из возможных, который сложился на какой-то момент эволюции Вселенной (в процессе "Большого взрыва", на каких-то его стадиях). И про спонтанное нарушение различных симметрий - тоже много сказано и написано. По сути, это можно представить себе как наличие некого специфического физического поля (или множество полей, или одного, но многокомпонентного поля). Конкретное значение величины этого поля - таково, что вакуум при нём обладает минимальной энергией (но минимальной - не значит нулевой). И конкретное значение этого поля может охватывать такую область пространства, которая на тот момент (на той стадии расширения Вселенной) могла быть причинно связанной. Далее, есть различные модели, в частности, - инфляции, которые как-то по-своему объясняют, почему и как эта область вдруг стала очень огромной, и утратила былую причинную связанность... Но ясен фиг, что если какие-то области на тот момент были причинно не связанными, а решение (в смысле - значения того поля исходя из условия минимума энергии вакуума) - не единственное, то ежу понятно, что в других областях пространства - могло реализоваться другое решение.

Ну, а что симметрия между материей и антиматерией - нарушается - это просто экспериментально установленный факт. Это проявляется в статистике рождений и распадов довольно экзотических частиц, но оно - есть. Материя и антиматерия ведут себя - по-разному. Вероятности того, что образуются частицы (например, в конечном итоге - протоны) или их антиподы (в данном случае - антипротоны) - разные. Но есть основания полагать, что где-то очень далеко, где состояние физического вакума сложилось - несколько  другое, и там симметрия - тоже нарушена, но нарушена она - в другую сторону. То есть, там тоже была своя эпоха бариосинтеза, но там преимущество получили антипротоны и позитроны. И из всех возможных вариантов (а есть основания полагать, что именно так всё и происходит, - реализовались именно ВСЕ возможные варианты), где-то в тридевятом домене, тридесятом пространстве, тоже вроде бы "спонтанно", но как-то так сложилось, что всё как у нас, - но только наоборот.

[Интересующийся Дед]

Ну, а что симметрия между материей и антиматерией - нарушается - это просто экспериментально установленный факт. Это проявляется в статистике рождений и распадов довольно экзотических частиц, но оно - есть. Материя и антиматерия ведут себя - по-разному. Вероятности того, что образуются частицы (например, в конечном итоге - протоны) или их антиподы (в данном случае - антипротоны) – разные.

Как-то на Форуме в одной из Тем было высказано предположение о неравенстве масс протона и его античастицы. Не смог найти. Тем не менее, Вы можете что-либо сказать по этому поводу?

Спасибо.

[Интересующийся Дед]

p.s. http://elementy.ru/news/432185

Спасибо!
То есть, даже если массы протона и антипротона не равны и массы электрона и позитрона тоже не равны, а уровни энергии в водороде и антиводороде будут одинаковые, то и в этом случае экспериментаторы обнаружат неравенство масс протона и антипротона? Или нет? 

[Змей Петров]

Вот мы предполагаем, что изначально частиц было чуть больше, чем аничастиц, т.е. симметрия была чуть-чуть неполной.
Но раз полной симметрии нет, то почему тогда не предположить, что симметрия была совсем неполной? Т.е. изначально были только одни частицы(или почти одни).

[Geen]

Потому что в те времена плотность энергии была такой, что рождение/аннигиляция частиц разных сортов шла "в очень высоком темпе".

[Змей Петров]

И как это нарушило симметрию рождения частиц/античастиц?

[Дрюша]

Нет. Но поскольку при очень быстром расширении вселенной, это был процесс - явно асимметричный по части "Т" (времени). То есть, вот, положим, - родилась пара частица-античастица, а аннигилировать им приходится - уже в заметно других условиях: вселенная-то  расширилась, температура, плотность, - всё изменилось... В таких условиях, даже если должна соблюдаться С-Р-Т - симметрия, коль скоро по Т она не соблюдается, то и по части С и Р - тоже не обязана. Как именно - это их личное дело. Но именно здесь, у нас (в нашем домене) получилось так, что некоторое преимущество в статистике рождений-распадов получили частицы того, что мы называем "материей". Изначально этого не было. Это появилось в процессе. Но та характеристика пространства или вакуума или как его, ну, короче, - то, что выражает тот факт, что та илииная симметрия нарушена - именно так, а не сяк и не эдак, - может быть описано как наличие некого поля. И вот, его конкретное значение - это и есть"визитная карточка" нашего домена. Когда-то давно, на какой-то стадии расширения Вселенной, возможно, ещё до эпохи инфляции (или до какой-то стадии оной) эта область пространства была причинно связанной. То есть, если где-то произошла некая флуктуация этого поля, в результате чего энергия вакуума смогла оказаться меньше, то это повлияло на близлежащие области, где тоже установилось подобное значение этого поля, и дальше эта область - сильно разрослась, и видимая ныне часть вселенной - только небольшой кусочек этой области.

[Змей Петров]

И где тогда античастицы от наших частиц?
Где-то далеко-далеко? Или вообще непонятно где?

[Дрюша]

И где тогда античастицы от наших частиц?
Где-то далеко-далеко? Или вообще непонятно где?

Нету их. Распались. То есть, наши "частицы" - тоже распадались, но те распались - быстрее. Тут речь - только про наш домен, естественно. Другие домены, которые очень далеко, с нашим причинно - никак не связаны, и если где-то "античастиц" оказалось больше, - это явно не "от наших", а сами по себе, аналогично нашим "частицам", только с точностью до наоборот. А которые не распались, - те аннигилировали с нашими обычными частицами, но после "размена", этих "наших" осталось чуть побольше. Вот, из этих оставшихся - мы и состоим. Судя по всему, ка каких-то температурах и энергиях шли процессы с несохранением так называемого "барионного заряда". С лептонным - интереснее: с одной стороны, вроде бы, некоторые модели суперсимметрии (нынче - сугубо умозрительные) предполагают возможность несохранения и "лептонного заряда", но с другой стороны, в этом даже нет особой необходимости: лептоны можно раскидать по нейтрино и антинейтрино, а сколько их (включая реликтовые инфрахолодные) - точно не знает никто. Возможности их обнаружения сейчас - на таком уровне, что фантазировать можно всё что угодно.

[Интересующийся Дед]

И где тогда античастицы от наших частиц?
Где-то далеко-далеко? Или вообще непонятно где?

Нету их. Распались. То есть, наши "частицы" - тоже распадались, но те распались - быстрее.

Почему?