Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Vezi subiectul anterior Vezi subiectul urmator In jos

Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Rami la data de Vin Noi 15, 2013 12:07 pm

Ştim că viteza luminii în vid este definită prin , unde şi sunt permitivitatea electrică, respectiv permeabilitatea magnetică a vidului.
Însă nu doar fotonii, ca şi particule fără masă de repaus, se deplasează cu această viteză, ci şi gluonii, care la fel, sunt lipsiţi de masă de repaus.
Dacă pentru fotoni, purtători de forţa electromagnetică, se aplică relaţia de mai sus, pentru gluoni, purtătorii forţei tari, presupun că acea relaţie nu mai are nicio relevanţă.
Atunci cum este definită viteza maximă posibilă pentru gluoni?
avatar
Rami
Experienced User
Experienced User

Mesaje : 498
Puncte : 648
Data de inscriere : 01/10/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Vin Noi 15, 2013 1:23 pm

In S.I., metrul este definit ca distanta pe care lumina o strabare in vid in 1/299.792.458 secunde, iar secunda este definita ca 9.192.631.770 perioade ale radiatiei emise intr-o tranzitie din structura hiperfina a atomului de Cesiu 133. Astfel, definitia metrului fixeaza viteza luminii in vid c la exact 299.792.458 m/s. Formula data de tine de fapt este folosita pentru a deduce valorea lui epsilon 0, valoarea lui mu 0 rezultand anterior din definitia Amperului. 

Acum, revenind la intrebarea ta, se poate arata in cadrul teoriei speciale a relativitatii ca posibilitatea ca o particula fara masa de repaus sa aiba o viteza in vid mai mica decat viteza luminii e un non-sens (obtii un impuls 0/0) ce conduce atat la paradoxuri (creare infinita de astfel de particule in vid, pe gratis) cat si la rezultate care nu sunt verificabile (n-ai avea cum sa detectezi ciocnirea intre o particula fara masa de repaus si una masiva), astfel ca aceasta posibilitate este data la o parte.

Proprietatile fizice ale gluonilor sunt deduse din teoria interactiei tari, dar din cate stiu eu masuratorile experimentale inca nu sunt definitive. In momentul de fata, daca exista, masa de repaus a gluonilor este sub pragul de 0.0002 eV/c^2.  Suntem tot in situatia unei discutii de mai demult. Exista posibilitatea ca ei sa aiba masa de repaus, dar sa fie prea mica pentru a produce efecte observabile in conditiile in care acestia au fost studiati pana acum.

Daca sunt insa riguros fara masa de repaus, atunci teoria relativitatii cere ca ei sa aiba viteza c (in sens clasic) in vid, argumentul fiind independent de felul in care este definitia permitivitatea electrica a vidului in S.I.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Rami la data de Vin Noi 15, 2013 1:38 pm

Şi în TR cum este definită viteza luminii, că din câte ştiu eu, acolo ea este doar postulată.
Iar definiţia metrului reprezintă o raportare la viteza luminii, viteză care depinde de caracteristicile electromagnetice mediului, respectiv ale vidului, în cazul fotonului.
Ori, în cazul gluonilor, nu mai vorbim de caracteristici electromagnetice, deoarece acolo avem cu totul altă forţă.
avatar
Rami
Experienced User
Experienced User

Mesaje : 498
Puncte : 648
Data de inscriere : 01/10/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Vin Noi 15, 2013 2:21 pm

In teoria relativitatii postulezi faptul ca nu exista interactii care se propaga cu viteza infinita, si ca exista o limita superioara a acestei viteze de propagare, careia ii spui "viteza luminii in vid". Ea este independenta de natura electromagnetica a luminii, deoarece relatia dintre impuls si energie ce rezulta din primul postulat trebuie sa fie valabila pentru toate particulele, nu numai pentru fotoni. De aceea toate particulele fara masa de repaus au viteza c in vid. 

Cu alte cuvinte, un gluon liber ar avea aceeasi cinematica cu un foton liber.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Vin Noi 15, 2013 2:35 pm

Si... am scris o greseala in primul mesaj Smile. Pentru orice particula cu masa de repaus nula, daca incerci sa scrii impulsul ca un mv cu formula relativista obtii un impuls nul pentru masa de repaus nula, si 0/0 daca iei v=c. Asta arata ca impulsul unei particule de masa 0 nu mai este proportional cu viteza (care e mereu c, prin reducere la absurd daca vrei, ca argumentele date sunt corecte) ci numai cu energia acesteia.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Rami la data de Vin Noi 15, 2013 2:46 pm

Kenose a scris:Ea este independenta de natura electromagnetica a luminii, deoarece relatia dintre impuls si energie ce rezulta din primul postulat trebuie sa fie valabila pentru toate particulele, nu numai pentru fotoni.
Aha, deci de acolo rezultă limita maximă a vitezei!
Mulţumesc!
avatar
Rami
Experienced User
Experienced User

Mesaje : 498
Puncte : 648
Data de inscriere : 01/10/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Rami la data de Sam Noi 16, 2013 7:13 am

M-am mai gândit şi acum am altă întrebare: de ce parametri depinde valoarea vitezei maxime posibile, din moment ce este independentă de natura electromagnetică a luminii, respectiv de caracteristicile electromagnetice ale vidului?
Cum rezultă valoarea pe care o are?
avatar
Rami
Experienced User
Experienced User

Mesaje : 498
Puncte : 648
Data de inscriere : 01/10/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Sam Noi 16, 2013 9:48 am

Asta e intrebare de Premiul Nobel. Inca nu se stie de ce constantele fundamentale ale Naturii au valorile pe care le au. Nu stie nimeni de ce valorile lui c, h, G, e (in sensul de sarcina a electronului) sunt cele cunoscute.

Ultimul mare vis al lui Einstein a fost sa raspunda la aceasta intrebare. El a cautat, fara succes, o ecuatie de vectori si valori proprii pentru care unul dintre vectorii proprii sa fie chiar Universul nostru, iar setul de valori proprii asociat acestuia sa constituie chiar constantele fundamentale.

O ecuatie de vectori si valorii proprii este o ecuatie de forma



este un vector in sensul ca este un obiect ce apartine unui spatiu liniar. Sagetile obisnuite din spatiul euclidian tridimensional, dar la fel de bine functia sinus este un vector dintr-un spatiu liniar infinit dimensional, de data aceasta un spatiu de functii. Starile unui sistem fizic sunt vectori intr-un spatiu liniar numit spatiu Hilbert.

A este un operator liniar, anume un obiect care actionand asupra unui vector il transforma intr-un vector . Liniaritatea operatorului se manifesta prin faptul ca acesta pastreaza adunarea vectorilor (actiunea asupra unei sume de vectori este echivalenta cu suma vectorilor transformati individual de operator) si pastreaza inmultirea cu scalari a vectorilor (actiunea asupra unui vector inmultit cu un scalar este egala cu produsul dintre scalar si vectorul transformat de operator). Astfel, ecuatia de mai sus spune ca un vector propriu al lui A este invariant la actiunea operatorului pana la o constanta multiplicativa, numarul a.

Un vector poate avea asociate mai multe valori proprii, deci ceea ce cauta Einstein ar fi fost un vector , avand atasat setul de valori proprii c, h, G, e si asa mai departe, care sa fie obtinute prin actiunea unui set de operatori A, B, C, D... care sa lase vectorul invariant.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Rami la data de Sam Noi 16, 2013 10:10 am

Interesant! Nu ştiam. Surprised
avatar
Rami
Experienced User
Experienced User

Mesaje : 498
Puncte : 648
Data de inscriere : 01/10/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Orakle la data de Sam Noi 16, 2013 12:01 pm

Dupa calculele mele si daca sunt si corecte se pot calcula atat h cat si G (G-lam putut calcula doar in cazul particular semirelativist,nu intr-un caz general)
hbar=1/phi*c^4 (in modul)
si
G=1/50c tot in modul
Toate aceste calcule  pornesc pe o ecuatiie relativ simpla a normei spatiului liber pe care o putem sintetiza sub forma:
(S/t)^2=Vx^2+'Vy^2+'Vz^2
unde cu simbolul +' am notat adunarea definita de identitatea de adunare a doua tangente nu adunarea comuna.
(Norma de mai sus se demonstreaza din cazul unidimensional -nu se defineste)

In cazul  interactiunilor electromagnetice in schimb inca am mari probleme.
1-Cele doua valori epsilon si miu nu rezulta a fi "valori naturale".Definitia lui miu pe baza amperului se dovedeste a fi artificiala si nu rezulta o valoare "naturala" a acestei constante.Automat nici valoarea lui epsilon nu este naturala.Implicit constanta structurii fine este departe de a fi 1/137.0...

2-Pot obtine o valoare naturala a acestor doua constante si sa rescriu ecuatiile in miu si epsilon definite clasic si am scapat de prima problema,dar diferenta intre valoarea calculata a lui e/me si valoarea experimentala este mare (eroarea relativa este undeva de ordinul sutimilor).Undeva gresesc sau ecuatiile trebuiesc scrise in cazul general nu in cazul semirelativist.Mai este mult de lucrat,vom vedea mai exact cand ajung cu prezentarea acolo

Orakle
Advanced User
Advanced User

Mesaje : 174
Puncte : 180
Data de inscriere : 05/09/2013

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Sam Noi 16, 2013 1:18 pm

Exact la asta m-am gandit dupa, dar n-am mai revenit, ca spuneai ca tu ai calculat ceva in acest sens.

Nu cauta sa obtii epsilon 0 si mu 0 din teorie ca ele nu sunt constante ale naturii. Sunt marimi artificiale, introduse in S.I. din motive cat se poate de practice, anume deoarece calculele de electrotehnica si inginerie electrica sunt mai usoare in aceste unitati. Pentru calcule ce tin de fizica teoretica, in electrodinamica clasica este mai convenabil sistemul gauss, in care aceste marimi dispar.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Orakle la data de Dum Dec 15, 2013 12:26 pm

Da,exact asa si este.
Epsilon 0 si mu 0 nu sunt constante ale naturii.Sistemul Gauss este practic dar nu este natural.

Interesant este un sistem pe baza marimilor
Epsilon 0=a^1
Miu 0 =a^2
si implicit c=a^-3/2
o sa revin cu detalii imediat ce am calculele finalizate

Orakle
Advanced User
Advanced User

Mesaje : 174
Puncte : 180
Data de inscriere : 05/09/2013

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Kenose la data de Dum Dec 15, 2013 1:26 pm

Te contrazic aici. Consider ca vidul electromagnetic clasic e descris in mod natural de viteza luminii, tocmai ca in sistemul gauss. Permitivitatea si permeabilitatea absoluta sunt introduse de fapt artificial. S.I. e pana la urma un sistem de unitati destul de anapoda pentru un fizician mai "purist", deoarece sa consideri ca intensitatea curentului electric este o marime fundamentala, si nu sarcina electrica in sine, este o barbarie.
avatar
Kenose
Moderator global
Moderator global

Mesaje : 305
Puncte : 542
Data de inscriere : 30/11/2012

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Orakle la data de Dum Dec 15, 2013 9:51 pm

Nu m-am exprimat eu foarte fericit si nici nu am intrat in detalii.
In sistemul gauss:
C^2=Kc/Ka unde Kc=1 si Ka=1/c^2

In teoria globala se pleaca de la considerentul ca c este o viteza maxima si o viteza maxima pe baza definitiei vitezei o putem scrie formal sub forma:
C=Xmax/Tmin sau in orice caz a unui multiplu al acestui raport ...ceva de genul C=A*Xmax/A*Tmin.

Dupa o "decuplare" a raportului dupa sistemul Gauss ar rezulta:

Xmax^2=1 si
Tmin^2=1/c^2
bineinteles toate valorile in modul fara unitati de masura

Daca facem calculele observam ca o decuplare a raportului de tipul (1,1/c^2) este si ea corecta dar nu "ne rezolva" problema.Orice raport din care obtinem C^2 este corect.Pentru a decupla corect (natural) cele doua constante ne mai trebuie inca o relatie.
La acest aspect m-am referit eu cand am spus ca nu este naturala o decuplare pe baza unui raport de tipul (1,1/c^2) .

Nu m-am referit la alte aspecte generale legate de consistenta vitezei luminii etc... plus ca folosind termenul "practic" m-am exprimat total gresit am vrut doar sa subliniez latura ei "coerenta si generala" fata de "inbarligatura din SI" (unde se specifica explicit valorile epsilon0 si miu0 intr-un mod tehnic dupa parerea mea total nefericit- valori care la randul lor le putem pune in corespondenta cu un raport de forma c=Xmax/Tmin.Se poate demonstra si nu este o mare surpriza ca nici o decuplare pe baza acestor valori nu este corecta ).

Iar m-am exprimat alambicat si sper ca nu am gresit iar ceva ca de mult nu am mai lucrat la acest subiect si mai am si unele probleme la acest capitol care imi sunt neclare.

Orakle
Advanced User
Advanced User

Mesaje : 174
Puncte : 180
Data de inscriere : 05/09/2013

Vezi profilul utilizatorului

Sus In jos

Re: Viteza luminii - viteza maximă posibilă

Mesaj Scris de Continut sponsorizat


Continut sponsorizat


Sus In jos

Vezi subiectul anterior Vezi subiectul urmator Sus


 
Permisiunile acestui forum:
Nu puteti raspunde la subiectele acestui forum