Жизнь в мире без слабого взаимодействия

[wandarer]

Kweni: Ведь стоит появиться в «яблочке» трещине в миллиардную долю миллиметра толщиной, как ядерные (короткодействующие!) связи окажутся разорванными, и чудовищные силы электростатического отталкивания разбросают осколки с бешеной скоростью.

Интересно, а что помешает атому водорода иметь в ядре один протон и миллион нейтронов?

[Kweni]

Нет, беленькая и с двумя осликами. Вторая половина:

Но еще более поразительные изменения произошли бы с таблицей изотопов.
В главе о ядерных силах говорилось, что изотопы при одинаковом числе протонов различаются количеством нейтронов в ядре. Изотоп может быть устойчивым лишь в том случае, когда соотношение между числом протонов и нейтронов остается в пределах стабильной нормы. Как только нейтронов становится больше, чем разрешается по этой норме, начинается бетараспад. Если бы не слабые взаимодействия, то бетараспада нечего было бы опасаться и возможности пополнения нейтронов в ядре колоссально увеличились бы. У водорода тогда стало бы не четыре изотопа (из которых только обычный водород и дейтерий стабильны), а практически бесконечное множество. Правда, гдето в районе тысячного изотопа появилась бы новая причина неустойчивости, связанная с тем, что атомный электрон начал бы задевать гигантское ядро, вокруг которого он вращается. Начала бы сказываться, кроме того, тепловая неустойчивость, о которой уже говорилось, и т. д.
Но это уже, так сказать, привходящие по отношению к внутриядерной ситуации обстоятельства.
В том удивительном мире, куда привела нас фантазия, могло бы существовать и быть устойчивым еще одно экзотическое ядро. Ему пришлось бы отвести нулевую (перед водородом) клетку в менделеевской таблице. Это ядро — вообще без протонов. Действительно, если бы нейтроны не распадались, то один, два, сотня, миллиард нейтронов могли бы существовать как стабильные системы. Их можно было бы рассматривать как ядра — изотопы того фантастического элемента, у которого, собственно, нет атомов в обычном смысле этого слова. Ведь электроны нейтронами не притягиваются. Атомы без электронов, без химических свойств — согласитесь, это действительно нечто диковинное!
Однако почему мы говорим только о нейтронах? Ведь, как мы имели случай убедиться, слово «неустойчивая» приходится писать почти в каждой клеточке таблицы элементарных частиц. Неустойчивость же, как неоднократно подчеркивалось, за немногими исключениями связана с тем, что мы, пока несколько условно, называем слабыми взаимодействиями. Не будь последних, не только нейтроны, но и мюоны, заряженные пи-мезоны, К-мезоны, а также частицы тяжелее протонов и нейтронов — такие частицы объединяются общим названием «гиперонов» — стали бы стабильными. Вот, к примеру, мюоны. Во многих отношениях они очень похожи на электроны и позитроны. Среди них есть заряженные как отрицательно, так и положительно. Но этим сходство не исчерпывается. Оно настолько велико, что физикам нередко начинает казаться, что, например, отрицательный мюон — это, в сущности, тот же электрон, но только «прибавивший в весе» за счет какихто пока неизвестных причин. Весит мюон действительно в 207 раз больше, чем электрон.
А как же распад,— спросите вы,— разве это не существенное отличие? Электрон устойчив, а мюон живет миллионные доли секунды. На это можно ответить таким примером. Представьте себе атом в возбужденном состоянии. Такой возбужденный атом тоже неустойчив: как правило, он почти мгновенно распадается на невозбужденный атом и фотон. И вместе с тем мы не говорим, что возбужденный и невозбужденный атомы — это разные системы, а предпочитаем употреблять выражение: одна и та же система в разных состояниях. Может быть, и мюон — это возбужденный электрон?
Однако этот увлекательный сам по себе вопрос увел нас несколько в сторону от темы. Мы хорошо знаем, какую «полезную нагрузку» имеют электроны. Они формируют оболочку атомов, а стало быть, в частности, определяют химические свойства. Движение электронов обусловливает токи в металлах; электрон — главное действующее лицо во всевозможных электроннолучевых приборах, начиная с простейшего диода (двухэлектродной лампы, применяемой в выпрямителях электрического тока) и кончая электронными микроскопами и бетатронами. Можно сказать, что электронам принадлежит ведущая роль в современной науке и технике. А не могли бы мюоны играть такую же роль? Мешает нестабильность... А если бы не она — все электронные функции не без успеха, а порой и с известным преимуществом могли бы принять на себя мюоны.
Не все сказанное относится к области фантастики (если бы не было слабых взаимодействий...). Атомы, например, у которых электроны заменены мюонами (отрицательными, конечно), действительно обнаружены. Как ни мало живут такие атомы, исследователям все же удалось заснять весь их спектр. А это очень интересно: ведь орбита мюонов в 207 раз (во столько раз они тяжелее электронов) ближе к  ядру,  чем  электронная.  Поэтому  мюон  гораздо сильнее чувствует все особенности структуры ядра и информирует нас о них посредством своего спектра.
Если мы уже заговорили о системах, в состав которых входят мюоны, то стоит упомянуть еще об одной любопытной возможности. Представьте себе нечто вроде атома водорода, но только пусть роль ядра играет положительный мюон. Будь мюон устойчивым, из таких атомов можно было бы составлять молекулы. Можно было бы получать необыкновенные химические соединения вроде «сверхлегкой воды» и т. д. Если бы мюоны были устойчивы, то можно было бы осуществить термоядерный синтез легких ядер без нагревания газа до высоких температур. Мюон экранирует заряд ядра и позволяет медленно движущимся ядрам слиться. Такие реакции происходят и с нестабильными мюонами, но редко.
Стоит еще упомянуть о гиперонах. Будь гипероны устойчивыми, необычайно обогатился бы набор атомных ядер. Оказались бы возможными стабильные ядра из смеси нейтронов, протонов и различных гиперонов, ядра из одних гиперонов. Из нейтральных гиперонов можно было бы строить электронейтральные куски гиперядерного вещества.
Тема «мир без слабых взаимодействий» дает такой простор для воображения, что мы могли бы еще долго заниматься обсуждением разных диковинных вещей. Однако мы и так потратили на фантастику много времени.
Нельзя лишь не сказать о самом главном: при выключении слабых взаимодействий погасло бы наше Солнце и все другие звезды.

Вот что написано в книжке. Ну, погасание звёзд обсуждаемого варианта не касается, так как там придумали крайне извращённый вариант с дейтерием. Хотя звёзды всё равно будут светить хуже наших.

[yvar]

тело невообразимо тяжело, оно весит почти миллион тонн

от таких тел в лабораториях Земля начнёт вертеться непойми как и так неразбериха какая-то

[AlAn]

Интересно, а как насчет мезоатомов? Если мезоны стабильны, почему бы им не создать оболочек наподобие электронных?
У фантастов такие образования существуют.

[wandarer]

Тут и без фантастики можно предположить, что в нашем мире существует стабильный или почти стабильный атом нейтроний, состоящий из одних нейтронов, количеством равных магическому числу. Чем не кандидат на темную материю. У себя мы ее не обнаруживаем, т.к. нейтроний активно поглощается обычными атомами. А в межзвездном пространстве где вещество сильно разрежено он вполне может существовать.

[bob]

Нейтрон не был бы стабилен, он был бы невозможен, и ядро было бы невозможно. Переносчиков-то нет. Нейтрон - не самостоятельная частица. Это протон, наглотавшийся мезонов.

[wandarer]

Точнее было-бы сказать, что это протон осуществивший К-захват, т.е. поглотивший электрон.

[Nucleosome]

жаль так давно заглохла такая тема. и так и не удалось разорбаться что ж там было, а чего б не было. допустим был бы "нейтроний". только не ясно на что он был бы похож - электронов-то он не имел бы вокруг, стало быть в каком виде были бы его атомы? (также они были бы абсолютно прозрачны), а ещё почему бы не существовали атомы вообще?
помню где-то в другой раздел когда-то кидал такую тему, но ответов и там не было...

[Okub62]

Очень сложно, наверное. Чтобы выкладки делать, полагаю, требуется быть профильным специалистом, иначе и не подступиться.

[Nucleosome]

Очень сложно, наверное. Чтобы выкладки делать, полагаю, требуется быть профильным специалистом, иначе и не подступиться.

может потому тема и сдохла тогда ни до чего не дойдя... слабое взаимодействие вообще какое-то "мутное" - ну там гравитация тянет массы, создавая большие тела, электромагнитное - заряды, создавая молекулы и атомы, сильное - нуклоны на близких дистанциях, образуя ядра. а это какую сущность? и что в итоге лепит? сами нуклоны? ну тогда это должно быть межкварковое взаимодействие, а это что-то уж совсем загадочное вроде бы...

[Инопланетянин]

Нейтроний в любом количестве нейтронов от 1 до бесконечности упал бы к центру Земли и не нашлось бы никакой силы способной его от этого удержать. Следовательно, в лабораториях нейтрония всё равно не было бы.
Яблоко весом млн. тонн тоже упало бы, продавив все мыслимые преграды.

[Ly_S]

В 1955 году,об этом взаимодействии ничего не знали и обходились.

[kovip]

 

Чтобы выкладки делать, полагаю, требуется быть профильным специалистом, иначе и не подступиться.

Помоему, тут сложные выкладки делать ни к чему. Достаточно вспомнить, что слабое взаимодействие, это другая сторона электромагнитного, потому и называют его, электрособым взаимодействием. Рассматривать, вариант возникновения вселенной без такого периода, равносильно рассматриванию возможности возникновения объёма без возникновения плоскости.
"Я, так думаю."

[ВадимZero]

Какие будут мысли по поводу?

В статье пишется что выброс тяжелых элементов возможен только через акреционные взрывы. По видимому такая вселенная будет бедна металлами до ужаса.

[Скеп-тик]

К тому же усё лишилось бы массы, летало со скоростью света и никуда не падало. Масса - нарушение симметрии электрослабого взаимодействия в скалярном поле Хиггса. 

[Инопланетянин]

Интересно, а можно локально восстановить симметрию и создать гравилёт?

[kovip]

Интересно, а можно локально восстановить симметрию и создать гравилёт?

Чтобы знать можно ли, надо знать как. Пока, нет однозначной теории гравитации, говорить об этом не имеет смысла. Я думаю, что навряд ли такое возможно.

[mbrane]

жаль так давно заглохла такая тема. и так и не удалось разорбаться что ж там было, а чего б не было. допустим был бы "нейтроний". только не ясно на что он был бы похож - электронов-то он не имел бы вокруг, стало быть в каком виде были бы его атомы? (также они были бы абсолютно прозрачны), а ещё почему бы не существовали атомы вообще?
помню где-то в другой раздел когда-то кидал такую тему, но ответов и там не было...

Да не было бы существующегго мира и все...состав вселенной определяется дефетом массы нейтрона относительно протона, а взаимопревращение слабыми азаимодействиями...далее по одной из гиптез - есть в уфн статья- киральность жизни может вполне быть реликтом взрыва сверхновой, в процесе эволюции остатков -начинается массовый бета распад одного из изотопов, а слабре взаимодействие кирально, это в свою очередь может вести к поляризации,= излучения, а та в свою очередь к преобладанию одного из энантиомеров прекурсоров биохимии

[mbrane]

Интересно, а как насчет мезоатомов? Если мезоны стабильны, почему бы им не создать оболочек наподобие электронных?
У фантастов такие образования существуют.

Нет слабого взаимодействия - нет всей совокупности лептонов, начиная с электрона.
Нет электронов  - значит нет атомов, молекул и всей химии, включая БИОХИМИЮ.
Короче - никакой веленной  - просто облако прото-вещества, застывшего в развитии.
О биологической жизни здесь вообще неза
чем упоминать... на неё не будет даже намёка

Электрон таки будет - он самый легкий известный фермион....хотя это все гадание на кофейной гуще-хотя и вся ветка из той жк сериии - кем был дедушка без яиц...хромодинамика вполне себе замкнутая теория-достаточно кварков и глюонов

[mbrane]

Интересно, а можно локально восстановить симметрию и создать гравилёт?

можно - восстанавливайте