Без темы
<<  Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 городского поселения «Рабочий поселок Солнечный» Солнечного муниципального района Хабаровского края Тема урока: «Синектика» Учитель информатики и технологии Гордеева Т.В Областное государственное учреждение здравоохранения санаторий для детей с родителями «солнечный»  >>
Нитевидная материя на встречных пучках
Нитевидная материя на встречных пучках
Часть 1. Что нового может появиться на встречных пучках
Часть 1. Что нового может появиться на встречных пучках
Вихри кварк – глюонной плазмы
Вихри кварк – глюонной плазмы
Магнитное взаимодействие в вихре строит кварковые нити
Магнитное взаимодействие в вихре строит кварковые нити
Кварк-глюонные вихри неограниченно удлинняются, захватывая кварки из
Кварк-глюонные вихри неограниченно удлинняются, захватывая кварки из
Насколько опасны кварковые вихри
Насколько опасны кварковые вихри
?
?
Сферические (обычные) и цилиндрические атомы - флюксы
Сферические (обычные) и цилиндрические атомы - флюксы
Формы нитевидной материи
Формы нитевидной материи
Нейтральный (безэлектронный) вихрь
Нейтральный (безэлектронный) вихрь
Ядерные превращения на флюксах
Ядерные превращения на флюксах
Флюкс-якоря
Флюкс-якоря
Часть 2. Нити в природе
Часть 2. Нити в природе
Звездные флюкс-клубки - галактики
Звездные флюкс-клубки - галактики
Гигантские облачные нити в атмосфере
Гигантские облачные нити в атмосфере
Грозовые флюкс-объекты
Грозовые флюкс-объекты
Торнадо (смерч)
Торнадо (смерч)
Радиационно - плазменные шаровые молнии
Радиационно - плазменные шаровые молнии
«Холодные» шары Теслы
«Холодные» шары Теслы
Флюкс - пинч
Флюкс - пинч
Атомно-плотные флюкс-слои
Атомно-плотные флюкс-слои
Часть 3. Исходные положения флюкс- модели
Часть 3. Исходные положения флюкс- модели
Квант магнитного потока
Квант магнитного потока
Всякий круговой ток заключает в себе целое число N квантов магнитного
Всякий круговой ток заключает в себе целое число N квантов магнитного
Флюксоиды
Флюксоиды
«Флюксоидальность» волн де Бройля
«Флюксоидальность» волн де Бройля
«Электромагнитная» природа квантовой механики
«Электромагнитная» природа квантовой механики
Магнитный поток соленоида
Магнитный поток соленоида
Полная энергия вращающегося заряда
Полная энергия вращающегося заряда
Часть 4. Электроные аналоги флюксов - вихри в сверхпроводниках
Часть 4. Электроные аналоги флюксов - вихри в сверхпроводниках
Куперовские пары
Куперовские пары
Критическое магнитное поле
Критическое магнитное поле
Вихрь Абрикосова как сверхпроводящая трубка
Вихрь Абрикосова как сверхпроводящая трубка
Критическая плотность вихрей Абрикосова
Критическая плотность вихрей Абрикосова
Часть 5. Оценка параметров флюксов
Часть 5. Оценка параметров флюксов
Цилиндрический кварковый вихрь
Цилиндрический кварковый вихрь
Линейная квазинуклонная плотность кварков
Линейная квазинуклонная плотность кварков
Радиус кваркового вихря
Радиус кваркового вихря
Устойчивость оценок параметров вихря
Устойчивость оценок параметров вихря
Энергия и масса единицы длины кваркового вихря
Энергия и масса единицы длины кваркового вихря
Электромагнитная масса
Электромагнитная масса
Заряд единицы длины флюкса
Заряд единицы длины флюкса
Энергия электрона в оболочке флюкса
Энергия электрона в оболочке флюкса
Радиус электронной оболочки флюкса
Радиус электронной оболочки флюкса

Презентация: «Нитевидная материя на встречных пучках». Автор: Борис. Файл: «Нитевидная материя на встречных пучках.ppt». Размер zip-архива: 2585 КБ.

Нитевидная материя на встречных пучках

содержание презентации «Нитевидная материя на встречных пучках.ppt»
СлайдТекст
1 Нитевидная материя на встречных пучках

Нитевидная материя на встречных пучках

Б.У.Родионов

К семидесятилетию Фангиля Ахмадгареевича Гареева – пионера глобального резонанса

Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ) Кафедра экспериментальной ядерной физики и космофизики

2 Часть 1. Что нового может появиться на встречных пучках

Часть 1. Что нового может появиться на встречных пучках

3 Вихри кварк – глюонной плазмы

Вихри кварк – глюонной плазмы

4 Магнитное взаимодействие в вихре строит кварковые нити

Магнитное взаимодействие в вихре строит кварковые нити

Заряженный кварковый вихрь

Кварковый магнит

Растущая из плазмы кварковая нить

Кварк- глюонная плазма

5 Кварк-глюонные вихри неограниченно удлинняются, захватывая кварки из

Кварк-глюонные вихри неограниченно удлинняются, захватывая кварки из

атомных ядер окружающей среды

6 Насколько опасны кварковые вихри

Насколько опасны кварковые вихри

Что можно потерять, а что - приобрести?

7 ?

?

Неизвестные виды материи и энергии

Неизвестная тёмная материя Известная материя - менее 5% массы вселенной Неизвестная «тёмная» энергия

8 Сферические (обычные) и цилиндрические атомы - флюксы

Сферические (обычные) и цилиндрические атомы - флюксы

Ядра Длина цилиндра - флюкса не ограничена Электронные оболочки ядер

9 Формы нитевидной материи

Формы нитевидной материи

Цилиндрические нити с «надетыми» на них вращающимися заряженными частицами. Тороидальные колечки с «обмотками» из вращающихся заряженных частиц. Динамичное сочетание «цилиндров» с «торами», когда флюксовая нить, изгибаясь, формирует на каком-то своём участке колечко – «тор», а «колечко», распрямляясь, переходит в элемент «цилиндра».

10 Нейтральный (безэлектронный) вихрь

Нейтральный (безэлектронный) вихрь

Вместе с u- кварками, вращающимися в одну сторону, d- кварки (или u и ?) могут вращаться в противоположную сторону. В случае полной компенсации зарядов кварков (когда, например, на один u- кварк приходятся два d-кварка) вихрь по кварковому составу алогичен нейтральным частицам и имеет нулевой линейный заряд. Такой нейтральный вихрь не имеет электронной оболочки.

11 Ядерные превращения на флюксах

Ядерные превращения на флюксах

Квант магнитного потока в u-кварковом соленоиде Бозе-жидкость – электронная оболочка флюкса Слияние (синтез) обычных сферических атомных ядер Ферми- газ –электронная оболочка обычного сферического атома (уменьшена в тысячу раз)

12 Флюкс-якоря

Флюкс-якоря

Из многочисленных узлов и сгущений нитей могут быть устроены флюксовые «якоря», «вмороженные» в твердое атомно-молекулярное вещество. Расстояние между частями «якоря» -свёрнутой в клубок нити – в этом случае меньше диаметра атомов (~ 10-8 см).

13 Часть 2. Нити в природе

Часть 2. Нити в природе

14 Звездные флюкс-клубки - галактики

Звездные флюкс-клубки - галактики

15 Гигантские облачные нити в атмосфере

Гигантские облачные нити в атмосфере

Циклон

16 Грозовые флюкс-объекты

Грозовые флюкс-объекты

17 Торнадо (смерч)

Торнадо (смерч)

Грозовое облако Линейные и шаровые молнии Вращающийся флюкс-вихрь

18 Радиационно - плазменные шаровые молнии

Радиационно - плазменные шаровые молнии

Атом Флюкс Магнитный кончик флюкса Силовые линии магнитного поля Плазма Ионизирующее излучение

19 «Холодные» шары Теслы

«Холодные» шары Теслы

Избыток водорода

Флюкс-оболочка шара, расправившаяся под действием кулоновских сил Переносимый предмет

20 Флюкс - пинч

Флюкс - пинч

Силы Ампера, стягивая фемтонити (флюксы) с одинаково направленными токами, могут создать в обычном веществе: Термоядерный канал Нейтронный канал Страпельку - strangelet Черную дыру Космическую струну

21 Атомно-плотные флюкс-слои

Атомно-плотные флюкс-слои

Плотность флюксов в атомно-плотной вате - Масса 1 куб.см флюкс-ваты - Площадь монослоя из 1 куб.см флюкс-ваты - Масса 1 кв.см монослоя атомно-плотной ваты ~ мг Радиус монослойной сферы из 1 куб.см ваты - Объем сферы 4?R3/3 ~ 105 м3 Грузоподъёмность сферы -

22 Часть 3. Исходные положения флюкс- модели

Часть 3. Исходные положения флюкс- модели

23 Квант магнитного потока

Квант магнитного потока

Пусть в системе отсчёта, неподвижной относительно магнитного поля, вращается заряженная частица. На неё действуют силы - Лоренца fL = (v/c)?q?H и центробежная fC = ? ? mv?/r, где H – напряженность магнитного поля, v – скорость частицы, q – её электрический заряд, ? – Лоренц-фактор, m – масса и r – радиус вращения. Из равенства этих сил получаем Р = qrН, где Р – импульс частицы в энергетических единицах. Из условия квантования проекции момента импульса Pr/c = Lh на ось вращения частицы имеем ?r?· qH = ?chL и магнитный поток Ф = ?r?H = (?ch/q) ? L = Ф0L, где L = 1, 2, … Таким образом, магнитный поток Ф внутри круговой орбиты частицы состоит из целого числа элементарных квантов магнитного потока Ф0 = (?ch/q)

24 Всякий круговой ток заключает в себе целое число N квантов магнитного

Всякий круговой ток заключает в себе целое число N квантов магнитного

потока Фо

25 Флюксоиды

Флюксоиды

Если электрический заряд частицы равен элементарному единичному заряду е, то такой квант магнитного потока называют (начиная с братьев Фрица и Гейнца Лондонов, с середины ХХ века) флюксоидом. Флюксоид имеет размерность электрического заряда, а его безразмерные выражения через элементарный заряд и постоянную тонкой структуры ?: Ф0 /е = (?ch/е?) = ?/? ? 430. Обобщение понятия флюксоида Ф* для любых частиц с электрическим зарядом q = е*: Ф* = (?ch/е*) = ?е*/?* = = ?е* ?*/ r* = 2??*/r*, здесь ?* - магнитный момент частицы, r* - её классический радиус, ?* - комптоновская длина.

26 «Флюксоидальность» волн де Бройля

«Флюксоидальность» волн де Бройля

Подставив в выражение для импульса Р = qrН величину напряженности магнитного поля Н = Фо/?r?, выраженную через радиус вращения r частицы единичного заряда и флюксоид Ф0, получим Р = еr ? (?ch/е)/(?r?) = ch/r или r = ch/Р = h/р = ?, то есть радиус вращения частицы около флюксоида равен её длине волны де Бройля ?.

27 «Электромагнитная» природа квантовой механики

«Электромагнитная» природа квантовой механики

Фо

«Вращение» частиц при их движении - грубая модель квантовомеханического (ментального) движения, доступная языку классической механики.

28 Магнитный поток соленоида

Магнитный поток соленоида

Напряженность магнитного поля Н внутри соленоида, длина которого существенно больше его радиуса r, Н = 4?j/с Здесь j = е*?*v/2?r - ток на единице длины соленоида, ?* - число вращающихся на единице длины со скоростью v одинаковых зарядов е*. Магнитный поток Ф = Н ? ?r?

29 Полная энергия вращающегося заряда

Полная энергия вращающегося заряда

При r = ? = Lсh/Р, где L – орбитальное квантовое число, ? – длина волны де Бройля, Р – импульс вращающейся частицы, находим величину магнитного потока Ф = Н ? ?r? = 2?L?*е*сh/Е, через полную энергию частиц Е = Р/?. Приравняв полученный магнитный поток целому числу N квантов ?о, получим Е = 2?*е*?(L/N). Таким образом, полная энергия Е каждого вращающегося заряда е* флюксоида квантована (L, N = 1, 2, 3, … ) и прямо пропорциональна числу зарядов на единице длины флюксоида ?*.

30 Часть 4. Электроные аналоги флюксов - вихри в сверхпроводниках

Часть 4. Электроные аналоги флюксов - вихри в сверхпроводниках

31 Куперовские пары

Куперовские пары

Энергия магнитной связи W двух одинаковых частиц с магнитным моментом ?: W ~ ??/d? = (е*h/2mс)?/d? , где d – расстояние между магнитными диполями, а m – их масса. Для двух электронов, находящихся на расстоянии порядка атомного (d ~ 10-8 см), W ~ 10-16 эрг ? 10-4 эВ. Это соответствует температуре частиц порядка 1 К, при которых в некоторых металлах электроны образуют куперовские пары и эти металлы становятся сверхпроводниками.

32 Критическое магнитное поле

Критическое магнитное поле

В магнитном поле с напряженностью Н энергия переворота частицы со спином ? равна 2?Н. Сравнивая эту энергию с энергией, необходимой для переворота электрона и разрыва куперовской пары в сверхпроводящем металле, получим правильную оценку так называемого критического магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость: Н ~ 10 кГс, магнитная индукция ~ 1 Тл.

33 Вихрь Абрикосова как сверхпроводящая трубка

Вихрь Абрикосова как сверхпроводящая трубка

В вихре Абрикосова напряженность магнитного поля Н = Ф0 /?r? ? 105 Гс = 10 Тл (здесь r – радиус вихря Абрикосова). Поскольку магнитное поле внутри вихря больше критического, куперовские пары там отсутствуют, и сверхпроводимость внутри вихря Абрикосова разрушена.

34 Критическая плотность вихрей Абрикосова

Критическая плотность вихрей Абрикосова

Поскольку вихрь Абрикосова в нашей квазиклассической модели представляет собой электронную вихревую трубку, внутри которой нет вращающихся электронных пар, то сверхпроводимость разрушается во всём сверхпроводнике 2-го рода, когда вихри Абрикосова плотно заполняют его объём. Это и наблюдают в экспериментах при критической напряженности магнитного поля.

35 Часть 5. Оценка параметров флюксов

Часть 5. Оценка параметров флюксов

36 Цилиндрический кварковый вихрь

Цилиндрический кварковый вихрь

Рассмотрим вихрь из u-кварков и с d – кварками на переферии со «средней» линейной плотностью кварков ? порядка 1014 см -1. Фермионы в таких цилиндрических вихрях объединены в пары. Модуль проекции момента импульса кварка на ось цилиндрического вихря Рr ? ?Мr = Lсh, откуда ? ? Lсh/Мr = L (сh/е*? ? е*?/М)/r = L r*/?*r, где ?* = (е*?/сh). Приравнивая этот лоренц-фактор полученному ранее ? = 2r*?* (L/N) для числа зарядов на единице длины ?* и с классическим радиусом частицы r*, получим «N –соотношение» N ? 2?*?*r.

37 Линейная квазинуклонная плотность кварков

Линейная квазинуклонная плотность кварков

Оценим число вращающихся кварков ?* в цилиндрическом вихре на единичной длине, полагая, что плотность кварков в вихре такая же, как и плотность валентных кварков в нуклоне. При радиусе кваркового цилиндра r его объём на единичной длине 1 ? ?r?, объём нуклона 4?rN?/3, где rN – радиус нуклона. Учитывая, что в нуклоне три валентных кварка, имеем ?* ? 3?r?/(4?rN?/3) = (9/4)(r?/rN?)

38 Радиус кваркового вихря

Радиус кваркового вихря

Радиус кваркового вихря оценим из N –соотношения по найденному ?* : r ? rN (9?*/2N) -1/3 При rN ? 1,5 ф для u- кварков (их в протоне вдвое больше чем d-кварков, заряд u-кварка 2е/3) ?* ? (2/3)? ? (1/137). При N = 1 имеем r ? rN (2/137) -1/3 ? 6 ферми.

39 Устойчивость оценок параметров вихря

Устойчивость оценок параметров вихря

При N = 8, 27, 64 и 125 радиусы кварковых вихрей соответственно будут 3, 2, 1,5 и 1,2 ферми – то есть порядок радиуса - единицы ферми – сохраняется при изменении магнитного потока на 1-2 порядка. Полученная оценка устойчива к небольшим изменениям модели, если даже от величины ?*/N зависит слабо - как корень кубический. По найденному r из N-соотношения найдём также ?* ? N/2?*r ? N ?5?1014 см-1

40 Энергия и масса единицы длины кваркового вихря

Энергия и масса единицы длины кваркового вихря

Проекция момента импульса Р· r = Lсh, откуда при N = 1 Р ? Lсh/r ? 30?L МэВ. Так как кварк релятивистский, Р ? Е ? Т. Зная ?* и Е, найдём массу единицы длины кваркового вихря (без учёта энергии его электрического и магнитного полей) µ* ? Е ? ?* /с? ? 1,5?1016LN МэВ/с? ? 2,7?10-11 NL г/см = 2,7 NL нг/м

41 Электромагнитная масса

Электромагнитная масса

При LN = 1 магнитная индукция в центре кваркового вихря В = Н = Фо/?r? ? 2,6?1017 Гс. По напряженности магнитного поля найдём плотность магнитной энергии ?* ? Н?/8?, энергию на единице длины вихря ?* ? ?*??r? ? 270 Дж/см и массу единицы длины магнитного поля µ** ? ?/с? ? 0,3 нг/м. Отметим, что энергия электрического поля (см. ниже) на единице длины кваркового вихря оказывается примерно в 20 раз меньше магнитной энергии. Таким образом, масса единицы длины кваркового вихря около 3 нанограмм на метре.

42 Заряд единицы длины флюкса

Заряд единицы длины флюкса

Число избыточных зарядов ?** может не совпадать с ?*, поскольку кварковый вихрь может включать в себя как положительные, так и отрицательные кварки, вращающиеся в разные стороны (?** меньше ?* примерно в 20 раз, см. ниже). Напряженность электрического поля на поверхности флюкса, как и у всякого заряженного цилиндра, Е* = 2?**е*/r. Е* не может существенно превышать напряженность электрического поля около тяжелых сферических ядер – в более сильном поле образуются пары частиц и античастиц, нейтрализующие заряд кваркового вихря. При е* порядка е имеем Е* ? 1026 ед.СГСЕ и ?** ? 3?1013 см-1 ?**е* ? 0,5 Кл/км

43 Энергия электрона в оболочке флюкса

Энергия электрона в оболочке флюкса

Если электроны оболочки вращаются в разные стороны и сами не создают магнитного поля, влияющего на их движение, равенство центробежной силы вращающегося электрона и силы его электростатического притяжения (?М??/r) = 2?е*е/r позволяет сразу вычислить лоренц-фактор электрона ? = Е/М ? 30 и его полную энергию Е = ?М ? 2?е*е ? 15 МэВ

44 Радиус электронной оболочки флюкса

Радиус электронной оболочки флюкса

Из условия квантования проекции момента импульса электрона на ось вихря: Р?r ? Lсh, где L = 1, 2, 3, … , для релятивистского электрона Р ? Е имеем r ? Lсh/Е. При минимальном ненулевом L = 1 r ? сh/Е = (сh/е?) ? (е?/?М) = (137/30) ? r*, где r* = 2,8 ф – классический радиус электрона. Отсюда r ? 13 ф . Итак, радиус электронной оболочки цилиндрического атома по порядку величины составляет около 10 ферми.

«Нитевидная материя на встречных пучках»
http://900igr.net/prezentacija/astronomija/nitevidnaja-materija-na-vstrechnykh-puchkakh-158246.html
cсылка на страницу
Урок

Астрономия

26 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по астрономии > Без темы > Нитевидная материя на встречных пучках