Hypoteesi aaltohiukkasdualismiin: liikk. hiukkasen ominaisuudet ovat jaksollisia

[Hypsicles]

Yksinkertainen Hypoteesi aaltohiukkasdualismiin: Liikkuvan hiukkasen fysikaaliset ominaisuudet olisivatkin jaksollisia

Pyrin olemaan tässä esityksessä kaiken aikaa mahdollisimman selkeä.

Käyn läpi erilaiset kvantti-ilmiöt ja pohdin lyhyesti voisiko hypoteesi ainakin periaatteessa selittää ne. Se voisi periaatteessa selittää joitakin kvantti-ilmiöita, mutta hiukkasten välisen sähkömagneettisen vuorovaikutuksen selittämiseen tarvittava matematiikka käy vaikeaksi. Voi olla että koko homma kaatuu lopulta rähmälleen.

Huom! en ole mikään huippututkija ja nämä esityksessä olevat huomiot ovat melko karkeita ja pintapuolisia huomioita.

Loppuosassa olevassa katsauksessa käyn läpi yhden selitysidean hiukkasten jaksollisuudelle, ja siinä olen tehnyt joitakin muunnosyhtälöitä siitä
miten hiukkasten eri ominaisuudet voisivat kunakin hetkenä muuttua.

(Esityksessä voi olla virheitä)



Sisältö:

-Johdanto

-Avaruuden paikalliset äärellisen alueen muunnokset, jotka toteuttavat suhteellisuusperiaatteen ja valon nopeuden invarianssin

(Tässä osiossa käsittelen yhtä keinotekoista ideaa siitä mikä ilmiö sitten voisi olla hiukkasten jaksollistumisen takana)

-Miten hypoteesi selittäisi periaatteessa kvanttimekaniikan yhtälöt (kaikkeen en ole saanut vastausta ja en tiedä tarkemmin toimiiko edes koko idea!!)

-Mitä tapahtuisi Coulombin laille



Johdanto

Hypoteesi:

1 Liikkuvan hiukkasen fysikaaliset ominaisuudet tai niiden mittaustulokset ovat jaksollisia ja noudattaisivat jotain jatkuvia jaksollista funktioita

-Ominaisuudet eivät tekisi "satunnaisia hyppyjä" arvosta toiseen, vaan muuttuisivat vaiheittain-.

-Lisäksi ominaisuudet olisivat joka hetki määrättyjä ja noudattaisivat tiukkaa yhtälöä ja periaatetta, joka sitoisi ominaisuudet aina joka hetkellä yhteen -eivätkä voisi muuttua toisistaan riippumatta mielivaltaisesti. Tämä periaate on samankaltainen kuin suhteellisuusperiaate - tai juuri nimen omaan suhteellisuusperiaate.

m'/m0 = E'/E0 = F1(t) lepoenergia,
Q'/Q0 =e'/e0 =F2(t) varaus ,
E'/E0 = B'/B0 = F3(t) sähkömagneettiset kentät,
P'/P0 = F3(t) Teho,
dt'/dt0 = F4(t) Ajanmitta
jne...
F1,F2,F3,F4,... ovat jotain jaksollisia funktioita
Lisäksi on olemassa jokin yhtälö M(F1,F2,F3,F4...) joka sitoo nämä yhtälöt yhteen joka hetkellä

2. Yksittäisen hiukkasen Varaus-massasuhde (Q/m) voi säilyä vakiona kaiken aikaa: Q/m = Q'/m' = vakio?

3. Yksittäisen hiukkasen liiketila eli nopeus voi säilyä vakiona kaiken aikaa ja Newtonin I laki voi olla voimassa: v' = v = vakio

4. Jaksollisuuden "vaihe" voi olla vapailla hiukkasillä satunnaismuuttuja ja sidotuissa hiukkassysteemeissä sidottu muuttuja. Vaihe=sidottu tai satunnainen

5. Muutos tapahtuu alueittain, ja kaikki samanlaisella alueella olevat hiukkaset muuttuvat samalla tavalla. Alue voi olla mallista riippuen
a) hiukkanen
b) hiukkanen ja sen jokin ympäristö, tai
c) avaruuden alue jossa ei ole hiukkasta.

Eri alueet voivat olla toisistaan riippumattomia. Muutosalueen sisällä voi olla toisia muutosalueita. Mallista riippuen alueet voivat olla vaihtoehtoisesti joko itsenäisiä tai liittyä aina liikkuviin hiukkasiin - Alueiden käyttäytymistä kuvaava tarkka yhtälö ei ole minulla tiedossa johtuen sähkömagnetismia kuvaavan matematiikan hankaluudesta.

Alueet voivat joko kertautua tai olla kertautumattomia. Jos alueet eivät "kertaudu", niin jos hiukkanen siirtyy alueelle joka on muuntunut jo aiemmin, tämän hiukkasen ominaisuudet eivät enää ehkä muutu toisiksi. Myös valon kulku voi olla "kertautumatonta" tai "kertautuvaa".
(editoitu lisäkohta)

6. Ominaisuuksien muutoksen syntyyn ei ehkä vaadittaisi tai liittyisi mitään klassista energiailmiötä jossa energiaa siirtyisi hiukkaseen sen energian kasvattamiseksi tai hiukkasestapois energian pienentämiseksi

7. Ominaisuuksen muutoksen aikana klassinen energian säilymislaki, ja monet muut klassiset säilymislait voisivat hetkellisesti rikkoutua.

Tilapäisesti ominaisuuksien arvot voivat käydä hyvin korkeassa piikissä, kunhan tämä ajanhetki kestää hyvin lyhyen aikaa.

5 Ominaisuuksien aikakeskiarvo olisi yhä suurella tarkkuudella vakio. Integral(0->oo) [Fn(t)] = vakio

6 Muuttuneiden ominaisuuksien seurauksena hiukkanen kuitenkin säteilisi jonkin verran energiaa ympäristöönsä tai absorboisi ympäristön energiaa. Varsinkin jos muutoskäyrällä on lyhyt ja terävä piikki.



Olennainen kysymys:

- Onko hiukkasten massaa, varausta ja muita ominaisuuksia pystytty koskaan mittaamaan lyhyellä aikavälillä vai perustuvatko niiden mittaustulokset kaikki a) suuren hiukkassysteemin keskiarvoon b) yhden hiukkasen pitkän aikavälin keskiarvoon tai c)muuhun keskiarvoon?
(editoitu)

Jos vastaus tähän on "kyllä on"... noh eipä sitten mitään...

Hypoteesin etu:

Voi selittää ehkä kaikki mahdolliset kvantti-ilmiöt klassisella mallilla, jossa hiukkaset kulkevat aina pitkin jatkuvia ratoja eivätkä taianomaisesti hypi paikasta toiseen tai ole useassa paikassa tai tilassa samanaikaisesti.

Ongelma:

Energiaperiaate ja hiukkasen ominaisuuksien säilymislait saisivat reippaasti kenkää kvantti-ilmiöissä lyhyillä aikaväleillä. Lisäksi hiukkasen ominaisuuksien muutos ei edellyttäisi minkäänlaista energiailmiötä, mikä on klassisessa fysiikassa energian säilymislain asettama yksi vaatimus.




Avaruuden paikalliset äärellisen alueen muunnokset, jotka toteuttavat suhteellisuusperiaatteen ja valon nopeuden invarianssin

Tässä osiossa käsittelen yhtä keinotekoista ideaa siitä mikä ilmiö sitten voisi olla hiukkasten jaksollistumisen takana


Yksi "jokseenkin järkevä" idea on että avaruus, tai avaruusaika voi muuntua paikallisesti ja tämä "muunnos" vaikuttaa kaikkiin alueella olevien hiukkasten ominaisuuksiin. Matemaattinen määritelmä tai "nimitys" tälle ilmiölle olisi:

"Mielivaltaisen muotoisen äärellisen avaruuden alueen aika-pituus ja energiamuunnos,
joka toteuttaa paikallisesti suhteellisuusperiaatteen sekä säilyttää valon nopeuden
invarianssin ja massa-energia ekvivalenssin"

-Tämä ilmiö on kuvitteellinen, eikä sitä ole koskaan havaittu suoraan missään fysikaalisessa mittauksessa -

Tässä käyn läpi kolme erilaista muunnostyyppiä. Muunnoksia voi olla muitakin ja tämä malli ei ehkä ole se oikea- jos sinne päinkään.

Näiden ilmiöiden tarvitse periaatteessa mitenkään olla rajoitettu kvanttifysiikan mittaskaaloihin, mutta oletan että ne voisivat aiheuttaa hiukkasten "jaksollisuuden"



Kuvitellaanpa aluksi hyvin yksinkertainen muunnos:(Muunnos 1)

dt'/dt0 = F(t)  , jonkin avaruuden alueen aika kulkee vuoroin nopeammin ja hitaammin

Tällaiselle alueelle joutuvan hiukkasen lähettämän valon nopeuden täytyisi kasvaa ulkopuolisen mittaamana, jos se pitää valon nopeuden invarianssista kiinni paikallisesti. Ainoaksi vaihtoehdoksi valon nopeuden muuttumattomuuden pelastamiseksi jäisi se että kaiken mahdollisen valon täytyisi kiihtyä "muunnosalueelle" jouduttuaan:   c(in) /c(out) = 1/F(t)

Mutta Tämän alueen kautta voisi silloin lähettää yli valon nopeudella kulkevia signaaleja.



Kuvitellaampa toinen yksinkertainen 3 ulotteisen avaruuden muunnos:(Muunnos 2)

dx'/dx = F(t) ,pituusmitta vaihtelee 1-3:ssa ulottuvuudessa
dt'/dt = 1 ,ajan kulkunopeus ei muutu

jotta muunnosalueella oleva havaitsija mittaisi paikallisesti valon nopeudeksi yhä c:n, ainoa vaihtoehto on, että valon täytyy hidastua kulkiessaan muunnosalueen läpi: c(in)/c(out) = F(t). Tämänkin muunnosalueen läpi pystyisi lähettämään valoa nopeamman signaalin.

-Kumpikin näistä asettavat ehdon valon kululle ja niiden kautta voisi periaatteessa lähettää yli valon nopeudella liikkuvia signaaleja paikasta toiseen. Kumpikin ilmiöistä eivät kuulosta oikein tavallisen "jokapäiväisen" avaruuden ominaisuuksilta.



Seuraava muunnos kuitenkaan ei vaadi näitä lisäehtoja: (Muunnos 3)

"äärellisen avaruuden alueen aika-pituus ja energiamuunnos joka on nopeusinvariantti (v'/v=1)"

ds'/ds0 = F(t) ,mikä tahansa matka- ja pituusmitta 3:ssa ulottuvuudessa (täytyy olla 3-ulotteinen)
dt'/dt0 = F(t) ,mikä tahansa ajanjakso

Nyt sitten esitän, että kaikille alueella oleville energioille on olemassa lisäksi muunnosyhtälö (Energiayhtälö):
E'/E0 = A/F(t) lepoenergia , ja mikä tahansa energia alueen sisällä! A on integroimisvakio A= integral[0->T] (dt/F)

-lepoenergia E0 voi kuitenkin hiukkasilla myös vaihdella johtuen niiden sisärakenteesta. Sisärakenteen hiukkasilla voi olla oma "jaksollisuutensa"

(toinen vaihtoehto olisi yhtälö h'/h = A/F(t) mutta hylkään tämän vaihtoehdon mm siksi että se muuttaisi aineaaltoilmiön luonnetta ja näin ei esim ole lorenz-muunnoksessa)



Mitä kummaa tässä avaruuden paikallisessa muunnoksessa sitten oikein tapahtuu?

Muunnosalueella olevan hiukkasen oma ajankulku nopeutuu, sen oma mittayksikkö kutistuu - kaikki hiukkasen ajanjaksot ja pituudet kutistuvat, taajuudet kasvavat sekä hiukkasen sisärakenteessa olevien hiukkasten aineaaltokin kutistuu.

Ja kaikki energiat kasvavat.

Tämä "muunnos" yhä toteuttaisi valon nopeuden muuttumattomuuden suurimpana mahdollisena
signaalin nopeutena.

Se pitäisi myös kiinni Newtonin I laista - eli että tasaisesti liikkuva kappale jatkaa suoraviivaisella radalla ja samalla nopeudella - koska v'/v = 1

"muunnoksenalaisen hiukkasen" Dynaamiset ja fysikaaliset ominaisuudet sitten muuttuisivat yksinkertaisesti siksi, että kaikki mahdolliset paikalliset signaalit, energiakvantit ja aineaallot sinisiirtyvät alueen sisällä.

Mutta suhteellisuusperiaatteen vuoksi hiukkasen pinnalla matkustava kuvitteellinen havaitsija ei huomaisi hiukkasen ominaisuuksissa mitään poikkeavaa.

tämä muunnostyyppi ei riko kausaliteettia, koska valo kulkee muunnosalueen läpi yhä täsmälleen samalla valon nopeudella. Mutta muunnosalueella olevat kaikki luonnolliset ilmiöt voivat silti kehittyä nopeammin kuin ulkopuolella olevat ilmiöt.

Tämän vuoksi periaatteessa tällaiselta muunnosalueelta voi saada "signaaleja, jotka vaikuttavat olevan peräisin tulevaisuudesta"

Energiayhtälö voi rikkoa vavisuttavalla ja järkyttävällä tavalla energian säilymislain, ja sallia sen että energiaa voi syntyä "tyhjästä", mutta muutos olisi vain hetkellinen ja energian aikakeskiarvo säilyisi yhä muuttumattomana. Energiasta osa voi kuitenkin siirtyä säteilemällä hiukkasen ulkopuolelle, koska mm. hiukkasen sähkökenttä voimistuu.

mikä sitten olisi tämän muunnoksen syy ja aiheuttaja? Ja miksi se olisi rajattu ilmiö? en tiedä.

tämä muunnos on scifimielessä mielenkiintoinen idea koska sen avulla jossain päin avaruutta voisi olla olemassa mikroskooppisia sivilisaatioita - niiden
ajankulku olisi vain nopeampi, ja niiden kaikki ilmiöt ovat vain sinisiirtyneitä.



Jotta tämän muunnoksen 3 muut muunnosyhtälöt ja ominaisuudet saataisiin järkeviksi, Asetetaan voimaan seuraavat järkevältä vaikuttavat periaatteet ja lähtöoletukset:

1. LÄHTÖOLETUS: että aika todella voi kulkea eri nopeuksilla ja pituusmitta vaihdella.

2. LÄHTÖOLETUS: MUUNNOS TOTEUTTAA SEURAAVAT PERIAATTEET:

a)a) kausaliteetti ei rikkoonnu koskaan

b) Signaalit voivat edetä kaikissa suunnissa ja kaikkien avaruuden pisteiden kautta (tämä on tavanomaisen avaruuden ominaisuus)

c) valon nopeus on suurin signaalinopeus, se on invariantti c'/c = 1 ja muuttumaton eikä ole olemassa useita erilaisia valoja

d) Newtonin I laki on voimassa kaikkialla: Hiukkaset jatkavat suoraviivaisia ratojaan jos niihin ei kohdistu mitään voimia

e) Massa-energia ekvivalenssi on voimassa E = mc^2

3. LÄHTÖOLETUS: SUHTEELLISUUSPERIAATE ON VOIMASSA PAIKALLISESTI

-Muunnos toteuttaa luonnonlakien suhteellisuusperiaatteen paikallisesti:

paikallinen "myös muuntunut" havaitsija mittaa kaikki paikalliset luonnonlait täysin normaaleiksi muunnosalueen
sisällä (silloin kun alueella on kaikki ne "myös muuntuneet oliot", jotka tuottavat nämä luonnonlait.)

Mutta hän mittaa alueen ulkopuolella olevat luonnonlait erilaisiksi suhteessa omaan aika- ja pituusmittaansa.

4. LÄHTÖOLETUS: AINEAALTOILMIÖ EI MUUTU MUUNNOKSEN SISÄLLÄ:

a) mitatulla liikemäärällä ja aineaallonpituudella on aina sama yhteys:  p'/p = (h'/h) / (l'/l) , missä h'/h = 1 on invariantti vakio

b) mitatulla valokvantin energialla ja taajuudella on aina sama yhteys:  E'/E = (h'/h) (f'/f) , missä h'/h = 1 on invariantti vakio

c) Minkä tahansa tapahtuman energia-aika integraali säilyy samana Integral E*dt = vakio esim. h on vakio

5. Seuraavat periaatteet ovat lisäksi voimassa:

a) Energiaprosessien puuttuminen muunnoksen homogeenisen muutoksen aikana: Muunnoksen muutos ei aiheuta energiailmiöitä

b) Mahdollisesti voimien, kuten inertiavoimien ja vuorovesivoimien puuttuminen homogeenisesti tapahtuvan muunnoksen muutoksen aikana

c) Muunnoksen sisällä voi olla toinen muunnos

d) Muunnokset eivät kertaudu ylikulun aikana: jos muunnosalue ajautuu toisen muunnosalueen sisälle, tämä ei ylikulun aikana kertaudu ulkopuolisen havaitsijan mittaamana



Näiden periaatteiden perusteella voin laskea muunnosyhtälöt useille eri suureille:

Muunnosyhtälöt alueella olevan "muuntuneen havaitsijan" ja alueen ulkopuolella olevan "muuntumattoman havaitsijan" mittausten välillä


dt'/dt0 = F ,                   aikamitta
ds'/ds0 = F ,                  pituusmitta 3:ssa ulottuvuudessa [m] => v'/v= 1 mikä tahansa nopeus
E'/E0 = A/F ,                  lepoenergia [J,kg] (myös massa, varaus ja mikä tahansa energia)
P'/P0 = B/F^2 ,              mikä tahansa teho [J/s]
f'/f0 = C/F ,                    mikä tahansa taajuus [1/s]

F(t) on jaksollinen funktio, jonka aikakeskiarvo on normalisoitu olemaan 1
A,B,C ovat integroimisvakioita funktioille 1/F, 1/F^2, 1/F^2
t0,s0,P0,f0 ovat aikakeskiarvoja,

mutta hiukkasen lepoenergia E0 voi hiukkasen sisärakeenteesta johtuen vaihdella - se on sisäkomponenttihiukkasten energioiden summafunktio. näillä sisäkomponenteilla voi olla oma "jaksollisuutensa".

Muita muunnosyhtälöitä tai ominaisuuksia:


p'/p = A/F     liikemäärä [kgm/s]
a'/a = A/F     mikä tahansa kiihtyvyys
k'/k = DF^2  Coulombin vakio 
G'/G = DF^2 Newtonin gravitaatiovakio
(Nämä seuraavat suoraan suhteellisuusperiaatteesta)

a'/a = 1             hienorakennevakio
q'/q0 = C/F^4   energiatiheys [J/m^3] 
F'/F = 1/L^2      minkä tahansa voimavaikutuksen mitattu suuruus (huom Newtonin II ja III laki vaativat lisäkertoimia L, L^2,1/L,1/L^2 tai 1)



Muunnosyhtälöiden johtaminen: (käytän merkkiä L muunnoskertoimena)

dt'/dt = L

ds'/ds=L => v'/v = 1 , a'/a = 1/L , f'/f = 1/L

4.a) => p'/p = (h'/h)/(l'/l) = 1/(ds'/ds) = 1/L

m = p/v => m'/m = 1/F = E'/E (massa-energia ekvivalenssin mukaan)

F'/F = (m'/m) (a'/a) = 1/L^2

Lorenzin voima Flo= qE + (qv X B) , Flo'/Flo = 1/L^2 = (q'/q) [E'/E + (v'/v) X (B'/B)] => q'/q = 1/L , E'/E = 1/L, B'/B = 1/L

Coulombin voimayhtälö : F = k Q1Q2/r^2 => F'/F = (k'/k)(Q1'/Q1)(Q2'/Q2)/[1/L^2]
                                       => k'/k = L^2

Newtonin gravitaatioyhtälö: F = G [m1m2/r^2]
=> F'/F = (G'/G)(m1'/m1)(m2'/m2)[1/L^2],  F'/F=1/L^2 => G'/G = L^2



Muunnoksen 3 kummallisia ominaisuuksia:

MUUNNOKSEN 3 "AIVAN HUPAISAN HULLUNKURINEN" OMINAISUUS: MIKÄ TAHANSA KOHDE TAI ALUE VOI MUUNTUA ERI MITTAKAAvOIHIN

-täh? kvak? tööt? mitä ihmettä?

eli muunnos mahdollistaa periaatteessa sen, että avaruuden alue voi muuntua "eri mittakaavoihin" ilman että sen sisällä oleva havaitsija huomaa mitään muutosta luonnonlaeissa alueen sisällä
-eli kansanomaisesti sanottuna avaruuden alue voisi "kutistua" tai "laajentua" periaatteessa mihin kokoon tahansa.

Sen ajankulku vain nopeutuu tai hidastuu, pituusmitta pienenee tai kasvaa, ja kaikki kvantit ja energia vain sinisiirtyisivät tai punasiirtyisivät.

(Tästä kyllä seuraa että alueen ja ulkoalueen välinen mahdollinen lämpötasapaino ei säilyisi - kutistunut alue olisi kuumempi ja laajentunut kylmempi.)

Epäselväksi tässä kuitenkin jää miten muutos voisi käytännössä tapahtua.

suhteellisuusperiaatteesta seuraa myös vuorovaikutuksien suuruuden mittaustuloksen muutos:

k'/k0 = G'/G0 = D F^2 Coulombin vakio ja Newtonin gravitaatiovakio
                                    ,missä D on integrointivakio

esim putouskiihtyvyys g'/g = A/F

TOINEN OUTO OMINAISUUS: KAIKKI PROSESSIT VOIVAT KEHITTYÄ NOPEAMMIN

jos muunnosalueen ajankulku nopeutuu, kaikki prosessit ja ilmiöt kehittyvät siellä tietenkin nopeammin. Tämän vuoksi voi esimerkiksi jokin laskutehtävä joka viedään muunnosalueelle laskettavaksi  saada joltain paikalliselta tietokoneelta vastauksen nopeammin kuin
"mitä luonnollisesti olisi mahdollista"- sinisiirtyneessä muodossa.

tämä yksinkertainen muunnos olisi varsin paljon maailmankuvaa ravisuttava ilmiö vai mitä? siis jos siinä on löydettävissä jonkinlaisen idun,siemenen tai muun mutusen jättämä jälki (lue: vitsi)



Tämän muunnoksen Soveltaminen kosmologiaan

Jos muunnosta soveltaa hulvattomasti kosmologiaan, "kosmologiset suureet" muuttuisivat vielä seuraavalla tavalla:

Oletetaan aluksi että F on jokin hitaasti mittaetäisyyden mukana kasvava funktio F>1 maapallolla olevan havaitsijan "yhteen hetkeen jäädytetyssä valoikkunassa" tekemissä tähtitieteellisissä mittauksissa.

Oletetaan että eri etäisyydeltä tullut valo muuntuisi matkan pituudesta johtuen seuraavasti:

F= F(x) , dF/dx > 0 , F0 = 1

P'/P0 = 1/F^2    kokonaissäteilyteho heikkenee
F'/F0 = 1/F^4    pintakirkkaus (J/avaruuskulma*s) heikkenee
o'/o0 = F           ohuen valonsäteen poikkileikkausmitta o kasvaa
a'/a0 = 1           hienorakennevakio l'/l0 = F punasiirtymä 1+z kasvaa
E'/E0 = 1/F        valokvantin energia pienenee
dt'/dt0 = F         aikadilataatio kasvaa
q'/q0 = 1/F^4    energiatiheys J/m^3

nyt P0,F0... ovat näiden suureiden arvot jollain samalla alkuhetkellä t0

Funktio F(x) olisi Hubblen lain nojalla likimain muotoa F(x)= (1 + ax) ??, jossa a on jokin vakio (olikohan jotain H/c ?) Tällä muunnoksella voisi siis toteuttaa kosmologisen mallinkin (jossa joko avaruus laajenee -tai kaikki aine kutistuu) joka antaa näköjään ainakin oikeanlaisen pintakirkkauden ja aikadilataation.

Mallia ehkä voi soveltaa myös galaksien dynamiikkaan:

-Eri etäisyydellä olevat tähdet galaksissa voivat olla eri muunnoskokoisia! (kuulostaa kyllä hullulta) - niiden valo on vain punasiirtynyttä tai sinisiirtynyttä ja niillä on aikadilataatiota tai aikanopeutta



Tässä olen listannut vielä Yleisiä periaatteita, joita kaikenlaiset "avaruuden äärellisien alueiden muunnokset" olisi hyvä noudattaa:

Yleensäkin "muunnoksella" voi olla seuraavia parametreja:

-ajankulku muuttuu
-pituusmitta muuttuu
-valon kulkunopeus muuttuu paikallisesti
-alueella olevien hiukkasten perusominaisuudet muuttuvat verrattuna ulkoalueiden
hiukkasiin
-muunnosalue voi olla epähomogeeninen parametrien suhteen
-avaruus on kaareva??

Muunnoksessa olisi hyvä pitää voimassa seuraavat periaatteet:

-kausaliteetti ei koskaan rikkoudu
-signaalit voivat edetä kaikkiin suuntiin 3:ssa ulottuvuudessa muunnosalueella
-se noudattaa suhteellisuusperiaatetta
-se voi tapahtua myös rajatulle avaruuden alueelle
-valon kulkunopeus on paikallisesti mitattuna aina sama
-massa-energia ekvivalenssi on voimassa m'/m = E'/E
-aineaaltoilmiö on olemassa myös muunnosalueen sisällä eikä katoa tai muutu siellä


Seuraavat kaksi periaatetta ehkä vielä:

-sisäkkäisyyden kertautumattomuus ylikulun aikana: jos jonkin muunnosalueen sisälle siirtyy toinen muunnosalue, tämän ominaisuudet eivät kertaudu ylikulun aikana.
-inertiavoimien puuttuminen homogeenisen muunnoksen aikana: homogeenisesti muuntuva avaruuden alue ei koe inertiavoimia eikä aiheuta inertiasta johtuvia energiailmiöitä.



Miten hypoteesi selittäisi periaatteessa seuraavat kvanttimekaniikan ilmiöt:

Heisenbergin epätarkkuusperiaate:
Vapaan hiukkasen jaksollisuuden vaihe on yleensä satunnaismuuttuja - tästä johtuen
hiukkastenväliseen vuorovaikutukseen tulee satunnaisuutta.

Tunneloituminen
Hiukkasella voi olla voimistuneesta vuorovaikutuksesta johtuen enemmän kineettistä energiaa kuin klassisesti. Sen massa ja sähkökenttä voi olla hetkellisesti myös suurempia.

Kvanttisidos
kahden hiukkasen jaksollisuuden vaihe voi korreloida, mikäli niillä on yhteinen
historia - ainakin niin kauan kun niitä ei häiritä.

Spin-magnetismi
Varatun hiukkasen varaus muuttuu jaksollisesti ja tällöin sen sähkökenttä muuttuu.
Syntyneen sähkö ja magneettikentän voimakkuus voi olla suurempi kuin mitä klassisesti.

Oletetaan että elektronin ominaisuudet muuttuvat jaksollisesti: e = e(t)

Tehdään arvaus, että tämä funktio olisi käänteissykloidin muotoinen (eli sen käänteisfunktio olisi sykloidi). Nyt Sähkökentän potentiaalikäyrien 2-ulotteinen muoto olisi äkkiseltään ajateltuna likimain katenoidi:

tässä on linkki katenoidin kuvaan (http://en.wikipedia.org/wiki/Catenoid)

   
(En tiedä onko tämä lähelläkään spin-magnetismia)

Minkälaisen sähkökentän tällainen elektronin alkeisvarauksen jaksollinen vaihtelu tuottaa?
-komponentti on jaksollinen
-Se etenee valon nopeudella avaruudessa
-Liikkuvalla elektronilla tämän sähkökentän potentiaaliviivojen muoto olisi
doppler-ilmiön vuoksi hieman elektronin perässä laahaava.
-Sillä on korkea piikki jossain jakson vaiheessa, koska käänteissykloidilla olisi piikki

Voiko tämä uusi magneettikenttä tuottaa paulin kieltosäännön?
Oletetaan että kaksi elektronia kiertää heliumydintä samalla etäisyydellä.
Kummankin elektronin sähkökenttien jaksolliset piikit häiritsevät
toista elektronia, mutta tämä häiriö voi pienimmillään jos elektronit kiertävät
"tahdistetusti" atomiydintä. eli periaatteessa voi.

Mitä jos elektronin ajankulku nopeutuu "muunnoksen" aikana (ulkopuolisen mittaamana)?
-Tällöin elektronin kaikkien säteilyilmiöiden tehokkuus tietenkin vielä kasvaisi
enemmän. Eli sekä sähköenergia, että sen sen määrällinen siirtymisnopeus kumpikin kasvaisivat.

(??) Vedyn atomimalli ja elektronin energiatilojen kvantittuminen (??)

Liikkuvan elektronin vuorovaikutus protoniytimen kanssa on nyt jaksollista. Elektronin potentiaalikuoppa syvenee ja matalenee jaksollisesti.
Elektroni luo ympärilleen myös jonkin muotoisen magneettikentän joka johtuu tästä muutoksesta. Mutta luoko tämä kvantittumisen??

(??) De Broglien aineaaltoyhtälö (??)

l=h/mvB => jaksonaika T = l/v = (h/m)(1/v^2)(1/B)

mistä nämä termit 1/m 1/v^2 1/B johtuvat?

Relativistisen aikadilataation voisi ehkä selittää sillä että hiukkasen ajanmitan keskiarvo alkaa nousta nopeuden kasvaessa samalla kun sen vaihtelun taajuus ja amplitudi taas kasvavat. Eli samalla kun ajanmitta alkaa hyppelemään kuin kuriton vintiö edestakaisin, sen keskiarvo kasvaa - ja lopputuloksena ajan kulku keskimäärin hidastuu. Tällaisella "taajuusmallilla" saisi siis aikaan relativistisen aikadilataation.

(??)Kaksoisrakokokeen tuloksen kun hiukkaset ammutaan yksitellen raosta(??)

-Varatun hiukkasen tuottama magneettikenttä voi periaatteessa kulkea toisen
raon kautta kun hiukkanen kulkee toisen raon kautta ja nämä voivat kohdata raon takana
-Raon ja hiukkasen välinen vuorovaikutus on jaksollista
-Yksittäisen hiukkasen jaksollisuuden vaihe on satunnainen
-Raossa olevan materian sisällä liikkuvien hiukkasten vaihe on myös satunnainen

Miten interferenssikuvion muotoinen satunnaisjakauma lopulta syntyy vai syntyykö sitä ollenkaan?



Mitä tapahtuisi Coulombin laille?

Coulombin laki kahdelle pistemäiselle stationaariselle varaukselle voisi olla muotoa:

1 F(1->2) = k Q1[t-(r/c)]Q2(t) /r^2

olettaen että:

-sähkökenttämuutokset ovat isotrooppisia ja etenevät valon nopeudella
-vain pistemäiset hiukkaset itse kokevat muunnoksen, eikä niiden ulkopuolella
oleva kenttä koe muunnosta.

huom. voi olla kuitenkin niin että vain liikkuvat hiukkaset ovat "jaksollisia", eivätkä levossa olevat.


Jos taas koko kahden hiukkasen systeemi tai alue kokee "muunnoksen", silloin

2.a) ulkopuolisen havaitsijan mittaamana F(1->2) = F(t) on jokin jaksollinen funktio
2.b) sisäpuolisen havaitsijan mittaamana F(1->2) = vakio eli hän ei havaitse
mitään muutosta. (mutta havaitsee käänteisen muutoksen muunnoksen ulkopuolella olevissa sähkökentissä omassa aika ja pituusmitassaan)

Jos "muunnosalue" käsittää jonkin pallomaisen alueen kummankin hiukkasen ympärillä,

yhtälö 1 olisi voimassa pallokuorten ulkopuolella, mutta pallokuoren 2 sisäpuolella
tämä voima olisi muotoa

3) F(1->2) = k Q1[t-(r/c)]Q2/r^2 pallokuoren 2 sisäpuolella.

Eli Coulombin voiman ulkopuolisen mittaama suuruus riippuu siitä, minkälaisella alueella tämä "muunnos" tapahtuu ja kuuluvatko kumpikin hiukkasista samaan vai eri muunnosalueeseen.

Kun jokin varattu hiukkanen ajautuu jonkin muunnosalueen sisälle,
------------
-jos muutokset eivät "kertaudu", ja muutos alueella on tapahtunut jo aiemmin, hiukkaselle ei tapahdu enää mitään.
-jos muutokset "kertautuvat",
alueelle liikkuvan hiukkasen sähkökenttä alkaa kasvamaan (tai heikkenemään), kunnes se on kokonaan alueen sisällä jolloin voi ajatella, että sen sähkökentän lähde eli varaus on kasvanut (tai heikentynyt). (editoitu)

kiitos kaikille!

[Kaizu]

Pystyykö tämän mallin pohjalta selittämään ne mittaustulokset joissa hiukkanen on ollut yhtaikaa kahdessa eri paikassa, siis kaksoisrakokoetta. Onko sellainen uudessa mallissa sallitua.

Jos varauksellisten hiukkasten varaus vaihtelisi, jaksollisesti tai satunnaisesti, häiriintyisi sähkölaitteiden toiminta. Varauksen muuttumisesta johtuvia häiriöitä ei liene havaittu.

Uuden hypoteesin pitäisi jollakin lailla pystyä selittämään kaikki jo havaitut ilmiöt.  Ne voivat olla uuden järjestyksen erikoistapauksia niin kuin suhteellisuusteoria sisältää klassisen fysiikan kun systeemissä esiintyvät nopeudet ovat pieniä

Kaizu

[dronir]

Myös voiko massan ja varauksen mittauksen erottaa varaus-massasuhteen mittauksesta?

Elektronin massaa ja varausta voi mitata monella tavalla: Millikanin öljypisarakoe mittaa varausta e sellaisenaan, massasta riippumatta; elektronisäteen kaartuminen vakiosähkökentässä mittaa varaus-massasuhdetta e/m (perinteinen labratyö fysiikan fuksikursseilla), ja suhteen voi mitata myös Zeemanin ilmiötä käyttäen; ja lisäksi on muistaakseni jokin kuvavarauksiin metallilevyssä perustuva menetelmä mitata e^2/m, mutta en nyt muista miten se meni. Kuitenkin usean kokeen tekemällä voi niistä laskea sekä massan että varauksen.

(E. T. Jaynesin kirjassa Probability Theory: The Logic of Science käytetään itse asiassa juuri tätä elektronin massaa ja varausta esimerkkinä mittausvirheiden käsittelystä yhdistettäessä useampi mittaus joissa suureet ovat keskenään riipuvaisia).

[Hypsicles]

Taisin kirjoittaa väärin kun kirjoitin että elektronin massaa ei voi erottaa varauksesta mittauksessa.

Mutta se että näissä mittauksessa mitataan aina aikakeskiarvoja tai monen kappaleen systeemin
keskiarvoja, niin se näyttäisi olevan näin.

Olenko nyt ihan väärässä että

Elektronin tai muun hiukkasen massan ja varauksen mittauskokeissa tuloksena käsittääkseni saadaan aina aikakeskiarvo, koska siinä mitataan joko

1. Suuremman, useasta hiukkasesta koostuvan systeemin massan ja varauksen kokonaismuutosta, tai
2. Jotain pitkällä aikavälillä yksittäisen hiukkasen käyttäymisessä tapahtuvaa ilmiötä kuten yksittäisen elektronin ympyräliikettä magneettikentässä.
3. Muuta keskiarvoa

Ja tulos on sitten joko monen hiukkasen muutoksen aikakeskiarvo tai pitkän aikavälin aikakeskiarvo tai muu keskiarvo.

Milikanin kokeessa ainakin öljypisaran massa on paljon suurempi, se sisältää paljon enemmän elektroneja ja yleensäkin atomeja. Jos pisaran varaus vaihtelee, tämä vaihtelu on
kaikkien näiden elektronien ja atomiydinten vaihtelujen summa -vaikka nyt vaihtelujen
keskiarvo voi olla 0 tai jokin e:n moninkerta. ainakin tässä kokeessa voi siis ainoastaan mitata alkeisvarauksen aikakeskiarvon. Öljypisaran aineaallonpituus on myös de broglien hypoteesin mukaan paljon lyhyempi kuin yksittäisen elektronin.


---
Kaizu,

Kaksoisrakokokeen voi ehkä selittää sillä että hiukkanen lähettää jotain säteilyä tai häiriötä toisen raon kautta kun se itse kulkee toisen raon kautta ja tämä säteily sitten vaikuttaa hiukkasen kulkuun ja ominaisuuksiin raon toisella puolen.


Kaikki hiukkasethan ovat kompakteja. En tiedä voisiko hiukkanen säteillä muutoksen "huipun" aikana jotain esimerkiksi korkeataajuista säteilyä, joka absorboituu hyvin muihin hiukkasiin mutta ei tuota juuri mitään muuta näkyvää ilmiötä.

Tämä hyvin hiukkasiin absorboituva mutta muuten näkymätön säteily selittäisi kaksoisrakokokeen. Se selittäisi myös ehkä sen ettei yksittäisen hiukkasen tuottamaa säteilyä havaita sähkölaitteissa? en tiedä aivan varmasti tätä.

(Siirry alemmas vihreän tekstin kohtaan jossa on oleellinen asia)

Jos tehdään vaikka seuraava malli: elektronille tapahtuu seuraava muutos:
-------

F>>1 on jokin lukuarvo joka voi hetkellisesti olla suuri.

A-ominaisuudet:
-----------------
ds'/ds(0) = 1/F      pituusmitta kutistuu
dt'/dt(0) = 1/F      aikamitta kutistuu, ajan kulkunopeus kasvaa
E'/E(0)  = F      kaikki energiat, lepoenergia, massa ja kokonaisvaraus

B-ominaisuudet (jotka on johdettu olettaen että muutos noudattaa täsmällisesti suhteellisuusperiaatetta):
-----------------
P'/P(0)  = F^2           kaikkien ilmiöiden teho kasvaa
k'/k(0) = 1/F^2      coulombin vakio pienenee
u'/u(0) = 1/F^2      magneettinen vakio pienenee
c'/c = 1      valon nopeus säilyy vakiona
G'/G(0) = 1/F^2      gravitaatiovakio pienenee

missä ds(0), dt(0) ... ovat elektronin ominaisuudet jollain alkuhetkellä 0.

ja oletetaan että tämä muutos noudattaisi täysin suhteellisuusperiaatetta. Nämä kaikki
B-ominaisuudet on laskettu niin että tämä muutos voi periaatteessa noudattaa
suhteellisuusperiaatetta.

Oletetaan että muutos on homogeeninen elektronin sisällä ja ympärillä.

Oletetaan vielä että eletronin lähellä oleva, myös muuttuva havaitsija ei huomaa mitään muutosta eikä edes voimia muutoksen aikana- vaan kaikki näyttää hänen mittaamanaan
täysin normaalilta ja siltä kuin mitään ei olisi tapahtunutkaan.

(voi olla että jokin toinen malli kuitenkin sopii paremmin.)


ja oletetaan että elektroni on jokin hyvin kompakti kappale, kuten musta aukko. tällöin
ulkopuolisen mittaamana sen
-------------------------------
-schwarchildin säde pienenisi r'/r(0) = 1/F
-gravitaatiovakio heikkenisi G'/G(0) = 1/F^2
-massa ja varaus kasvaisi suhteessa F

(mutta paikallisen myös muuttuneen havaitsijan mukaan elektronille ei tapahtuisi mitään)

näitä ilmiöitä ei tietenkään voi nähdä suoraan koska elektroni on hyvin pieni ja
kyseinen hetki voi olla hyvin lyhyt.


Tiedän, että on aika räikeä väite että mustan aukon schwarchildin säde ,massa ja gravitaatiovakio muuttuisivat tilapäisesti.

Mutta tässä muutoksessa ei nyt tapahtuisi mitään mekaanista ilmiötä tai energiailmiötä elektronin sisällä tai ympäristössä - vaan muutos johtuisi siitä että koko alueen aika- ja pituusmitat muuttuisivat suhteessa ympäristöön (tässä oletan että muutos on homogeeninen) ja kaikki mahdolliset energiat kasvaisivat jostain kummallisesta syystä joka selvästikin rikkoo energian säilymislain ja sallii energian syntymisen "tyhjästä" (tai sen "virtaamisen" jostain oudosta energialähteestä kuten jostain vielä pienemmän mittakaavan ilmiöstä.)

voi olla että tämä malli on aivan väärä.

Pointtini on, että tästä muutoksesta seuraisi yksi ulospäin näkyvä ilmiö : kaikki mahdollinen säteily mitä elektroni normaalistikin säteilee ulospäin:
-------------------------------------------------------------
-kasvattaa energiaansa suhteessa 1/F
-kasvattaa säteilytehoansa suhteessa 1/F^2
-säteilyn aallonpituus lyhenee suhteessa F

koska tässä mallissa pituusmitta pienenee ja ajankulku nopeutuu, sekä energia kasvaa, hiukkanen voisi hetkellisesti "kutistua pieneksi ja sen ajan kulku nopeutua" -silloin energiafunktiolla voisi olla korkea piikki. tämä funktio voisi olla likimain esim käänteissykloidi (sykloidin käänteisfunktio)

(tämä voi olla väärä malli ja kertoimet voivat olla jotain muutakin)

jos tuo luku F voi hyvin pieneksi hetkeksi kasvaa hyvin suureksi, sanotaan vaikka
arvoon F=100, tuon "elektronin" lähettämän säteilyn taajuus kasvaisi 100 kertaisesti.
säteilyn kokonaisteho taas kasvaisi 10 000 kertaiseksi tämän pienen hetken aikana.

en tiedä olisiko tämä mahdollinen ja toimiva selitys.

Hiukkasen lähettämä säteily tai "häiriö" voisi olla jotain muutakin kyllä.

[Hypsicles]

Lisäsin tähän threadiin vielä aiheeseen liittyviä linkkejä.

Näiden artikkeleiden kahlaaminen vie kotvasen verran aikaa, joten en ole itse lukenut niitä kovin hyvin.



"Walking droplets"

Tässä on muutamia linkkejä viime aikoina tehdyistä "liikkuvat pisarat" -kokeista.

Nopeasti värähtelevän nesteen päällä pomppivien öljypisaroiden avulla saadaan aikaan kvantti-ilmiöiden kaltaisia ilmiöitä. Tämä koe on tehty tänä kesänä 2013 (olikohan Ranskassa), eli se on uusi "tiedebuumi".

http://www.europhysicsnews.org/articles/epn/pdf/2010/01/epn20101p14.pdf

Tämä on helppolukuinen pdf-artikkeli, joka kertoo ilmiöstä ja kokeesta.


www.walkingdroplet.com

Tämä on harrastajan blogi aiheesta. Sieltä löytyy myös videoita tämän itse tekemistä kokeista ja bibliografia.


"Wave-Particle Duality in Classical Mechanics"

http://arxiv.org/abs/1201.4509

"Liikkuvat pisarat" - aiheeseen liittyvä tutkimusartikkeli (Täytyy myöntää että en
ole itse lukenut sitä läpi ajatuksella).



Radiation reaction

Kiihtyvän varatun hiukkasen "säteilyreaktio" on klassisessa fysiikassa noin 100 vuotta vanha ratkaisematon ongelma.

Arkijärjellä ajateltuna - jos jokin uusi malli tai teoria pystyisi selittämään aineaaltoilmiön, se pystyisi ehkä selittämään samalla kertaa myös tämän säteilyreaktio -ilmiön.


Aiheesta on wikipediassa lyhyehkö artikkeli:

http://en.wikipedia.org/wiki/Abraham%E2%80%93Lorentz_force


Aiheesta on tehty myös viime aikoina teoreettisia tutkimuksia:


"Radiation reaction of a classical quasi-rigid extended particle"

http://arxiv.org/abs/physics/0508031



"Radiation Reaction Force on a Particle"

http://arxiv.org/abs/1212.4469

Lainaus:
...We show that, with the addition of a term, the classical radiation reaction
force can be generalized to the relativistic force expression. This addition is
the Poynting Robertson term...