Miten fotonilla voi olla energiaa mutta ei massaa?

[mistral]

Mikähän lienee vaadittu tarkkuus epätarkuusperiaateen vallitessa.. Jos kvanttimaailman mitoissa lähivaikutusetäisyydellä on 2 gammafotonin suuruinen energiamäärä niin tulkinnassa siitä onko kyseessä 2 gammafotonista vai elektroni-positroni parista on kai satunnaisuutta..? Normaalitilanteessa energia voi fotonimuodossa erkautua ko pisteestä, elektroni-positronimuodossa Hawking-säteilytapauksessa, mutta mikähän näissä keiseissä oikastaan on loppujen lopuksi merkittävänä erona..?

PS: elektroni ja positroni eroavat toisitaan vain varauksen osalta mutta sillähän ei ole merkitystä Hawkingin säteilyilmiössä. Jos tuo 2 gammafotonin energiasta toinen puolisko siirtyisi ma:han niin toisen fotonin todennäköisyys päästä erkanemaan sen g-kentästä (eli säteilemään) olisi kai suurempi kuin sitä hitaamman massallisen elektronin tai positronin.

Olisi hienoa jos Hawkingin säteilystä julkaistaisiin kirja mutta onko sitten niin ettei juuri kukaan ymmärrä sitä ja siksi kirjaakaan ei tule?


Sitäkään en ymmärrä miksi Hawkingin säteilyn pitäisi olla massallisia hiukkasia, eikö ole yksinkertaisempaa rakentaa fotonipari. Massallisen hiukkasen rakennehan on monimutkaisempi ja kun aikaa on vähän niin ehtiikö luonto rakentamaan monimutkaisen rakennelman siinä ajassa?

[mistral]

Tässä 'hiukkashorisontissa' olisi hieman heikompi g-kiihtyvyys mutta sen pitäisi kuitenkin olla sen verran voimakas että differentiaalinen kiihtyvyysero virtuaalipartikkeleiden välisellä oletettavasti erittäin pienellä etäsyydellä riittää voittamaan sisäisen sähköisen vuorovaikutuksen.

Jos vedotaan siihen että painovoima voisi erottaa toisistaan elektronin ja positronin, joudutaan kummalliseen tilanteeseen. Wikin mukaan voimaero on tämä:

"Protonin ja elektronin välinen sähkö­magneettinen vuoro­vaikutus on noin 10^39 kertaa voimakkaampi kuin niiden välinen gravitaatiovuorovaikutus"

Ja jos vakuumin poreileman elektronin elinaika on lähellä Planckin aikaa, niin kuinka tilanne ehtisi siinä ajassa kääntyä niin päin että gravitaatiovoima kasvaisi ja sm-voima heikkenisi niin paljon että gravitaatio tulisi suuremmaksi kuin sm?

Toinen ongelma olisi elektronin hidas nopeus jos se onnistuisi edellisessä ongelmassa. Hidas pakonopeus siirtäisi "horisontin" paljon ulemmaksi mikä puolestaan vaikeuttaisi edellistä ongelmaa vielä entisestään.

[Eusa]

Lomittumistutkimukseni viittaa siihen, että toistensa suhteen paikallaan olevat antihiukkaset voisivatkin "nähdä" sopivassa virtuaalierkaantumisetäisyydessä toisensa samanmerkkisinä ja hylkiä toisiaan sen verran, että pääsisivät erilleen voimakkaan gravitaatiokentän fluktuoinnin seurauksena. Tosin tuo geometria on sikäli eksoottinen, että mieluummin ajattelen Hawkingin säteilyä fotoniparin toisen osapuolen karkaamisena sm-säteilyksi annihilaatiossa.

[mistral]

Protonin ja elektronin tai elektronin ja positronin välinen keskinen painovoimavaikutus on toriaan mitätön mutta H-sätelyssähän on kyse ma:n gravitaatiokentän vaikutuksesta virtuaalihiukkaspareihin. Ma:n g-kenttä voi olla hyvinkin voimakas mutta

Se gravitaatiokentän jyrkkyys voi mahdollistaa sen että kenttäg1 miinus kenttäg2 olisi suurempi kuin sm-voima. Tai ei välttämättä suurempi jos elektronin lähtönopeus otetaan huomioon, eli se pääsisi suuren lähtönopeuden avulla positronista irti. Kuitenkaan tämän jälkeen elektronin jäännösnopeus ei jaksaisi nostaa sitä vapaaseen avaruuteen.

Näin jyrkkä g-kenttä saattaa olla vain atomin kokoisissa mustissa aukoissa, jos sielläkään. Jos Joksa tai Eusa voit laskea kuinka pieni ma:n pitää olla jotta elektroni voisi edes teoriassa päästä irti positronista 

[Eusa]

Se gravitaatiokentän jyrkkyys voi mahdollistaa sen että kenttäg1 miinus kenttäg2 olisi suurempi kuin sm-voima. Tai ei välttämättä suurempi jos elektronin lähtönopeus otetaan huomioon, eli se pääsisi suuren lähtönopeuden avulla positronista irti. Kuitenkaan tämän jälkeen elektronin jäännösnopeus ei jaksaisi nostaa sitä vapaaseen avaruuteen.

Näin jyrkkä g-kenttä saattaa olla vain atomin kokoisissa mustissa aukoissa, jos sielläkään. Jos Joksa tai Eusa voit laskea kuinka pieni ma:n pitää olla jotta elektroni voisi edes teoriassa päästä irti positronista 

Ei sitä sileällä geometrialla voi laskea. Tyhjön fluktuointi ratkaisee ja voimakkaammassa gravitaatiojyrkkyydessä todennäköisyys hiukkasmuodostukseen kasvaa, mihin perustuu käsitys, että mustan aukon pienentyessä sen höyrystyminen kiihtyy.

Niin, sekin pitäisi määritellä milloin katsotaan hiukkasten todella ehtineen muodostua, eikö ainakin silloin, jos havaitaan annihilaatioaäteilyä?

[mistral]

Intuitio ei juuri anna toivoa H:n säteilystä mutta jos joku osaa sen laskea, hyvä sitten.

Vaikeuksia on säteilyn päästä avaruuteen:

1. gravitaation jyrkkyyden on oltava valtava jotta pisteen a ja pisteen b välinen arvo "työntää" hiukkaset erilleen samalla voimalla kuin sm-voima vetää yhteen

2. ulospäin menevän hiukkasen on annihiloiduttava vastahiukkasen (jonkun toisen poreen vastahiukkasen) kanssa ennen syöksymistä horisontin sisäpuolelle

3. annihilaatiossa syntyneen fotonin on mentävä suoraan kohti zeniittiä jotta pääsisi avaruuteen.