LHC, Large Hadron Collider eli Suuri Hadronitörmäytin

[Umbra]

Käsitykseni mukaan hiukkaset ja kentät ovat vaihtoehtoisia tapoja saman asian ilmaisemiseen. Äkkinäisen on hankala hahmottaa kuinka Higgsin kenttä voisi olla pysyvä, kun sen rakenneosat (Higgsin hiukkaset) ovat äärimmäisen lyhytikäisiä. Ehkäpä kenttä muodostuu virtuaalisista Higgsin hiukkasista, joita siis tyhjiössä syntyy ja katoaa jatkuvasti.

[mistral]

 Tämä "massan keksiminen uudestaan" on ihmisen luonnolliselle ymmärrykselle outoa, esineiden paino ja massivisuus kun on meillä selkäytimessä. Eli ihminenhän ajattelee massan olevan itseisarvo, joka on aina materian mukana. Tämän poisoppiminen on vaikeaa, siis ajatella että esim auton voisi nostaa pikkurillä ja viskata Helsingistä Utsjoelle jos Higgsin mekanismi puuttuisi (edellyttäisi heittäjän olevan massallinen). Onkohan Higgsin voimavaikutus 5. luonnonvoima, ei se ainakaan gravitaatiolta vaikuta

[RJ]

Tämän poisoppiminen on vaikeaa, siis ajatella että esim auton voisi nostaa pikkurillä ja viskata Helsingistä Utsjoelle jos Higgsin mekanismi puuttuisi (edellyttäisi heittäjän olevan massallinen). Onkohan Higgsin voimavaikutus 5. luonnonvoima, ei se ainakaan gravitaatiolta vaikuta

Tilanne on vähän monimutkaisempi. Higgsin mekanismi antaa massan standardimallin alkeishiukkasille. Arkipäiväisen materian massa on kuitenkin pääosin protoneissa ja neutroneissa, jotka puolestaan koostuvat kvarkeista ja gluoneista. Suurin osa (99 % Wikipedian mukaan) protonin ja neutronin massasta tulee kvarkkien liike-energiasta ja gluoneista.

[mistral]

Tilanne on vähän monimutkaisempi. Higgsin mekanismi antaa massan standardimallin alkeishiukkasille. Arkipäiväisen materian massa on kuitenkin pääosin protoneissa ja neutroneissa, jotka puolestaan koostuvat kvarkeista ja gluoneista. Suurin osa (99 % Wikipedian mukaan) protonin ja neutronin massasta tulee kvarkkien liike-energiasta ja gluoneista.

Ok, siis esim protonin tapauksessa Higgsin mekanismi vaikuttaa vain kvarkkeihin eikä niiden liike-energiaan eikä gluoneihin?

[Umbra]

Käsittääkseni Higgsin kenttä vaikuttaa kvarkkeihin, elektroneihin (plus muihin leptoneihin), neutriinoihin ja heikon voiman välittäjähiukkasiin (W- ja Z-bosoneihin). Mutta kvarkkien massasta tosiaan suurin osa on peräisin kvarkkien liike-energiasta ja niiden välisen vahvan voiman potentiaalienergiasta, vaikka vahvaa voimaa välittävillä gluoneilla ei itsessään ole lepomassaa.

Tämä toi mieleen kysymyksen, mikä mahtaa antaa massan mustalle aukolle, jos se ei muodostu mistään tunnetuista alkeishiukkasista?

[mistral]

Yritin seurata Cernin tiedotustilaisuutta, nettiyhteys vaan katkesi joten täytyy Areenasta katsoa myöhemmin mitä sieltä löytyy. Melkoinen mediatapahtuma oli tämä, mutta niin oli urakkakin ja hintalappu.

Tämä toi mieleen kysymyksen, mikä mahtaa antaa massan mustalle aukolle, jos se ei muodostu mistään tunnetuista alkeishiukkasista?

Massa säilyy vissiin sen takia mustassa aukossa, kun materia ei ole ehtinyt luhistumaan. Tämä johtuu siitä kun aika on pysähtynyt tapahtumahorisontin sisäpuolella ja näin ei edes 10 mrd vuotta sitten syntynyt musta aukko ole luhistanut materiaansa.  Neutronitähti on oikeasti luhistanut atomiensa elektroniverhot, koska siellä aika ei ole pysähtynyt mutta kun se alkaa luhistumaan mustaksi aukoksi, lyhenee kvarkkien keskinäinen välimatka ja näin tiheys kasvaa  niin suureksi että tapahtumahorisontti ohitetaan ja samalla aika pysähtyy ja luhistuminenkin pysähtyy (meidän ulkopuolella olevien näkökulmasta). Näin olen ajatellut, mutta en mene vannomaan :)

[Umbra]

Massa säilyy vissiin sen takia mustassa aukossa, kun materia ei ole ehtinyt luhistumaan. Tämä johtuu siitä kun aika on pysähtynyt tapahtumahorisontin sisäpuolella ja näin ei edes 10 mrd vuotta sitten syntynyt musta aukko ole luhistanut materiaansa.  Neutronitähti on oikeasti luhistanut atomiensa elektroniverhot, koska siellä aika ei ole pysähtynyt mutta kun se alkaa luhistumaan mustaksi aukoksi, lyhenee kvarkkien keskinäinen välimatka ja näin tiheys kasvaa  niin suureksi että tapahtumahorisontti ohitetaan ja samalla aika pysähtyy ja luhistuminenkin pysähtyy (meidän ulkopuolella olevien näkökulmasta). Näin olen ajatellut, mutta en mene vannomaan :)

Mielenkiintoinen tulkinta, enpä ole tullut ajatelleeksi. En ole koskaan onnistunut käsittämään, missä vaiheessa mustan aukon singulariteetti lopulta muodostuu. Kun luhistuvaa tähteä seurataan kaukaa, tähden luhistuminen näyttää jatkuvasti hidastuvan tähden koon lähestyessä Schwarzschildin sädettä. Samalla tähden pinta muuttuu himmeämmäksi ja punaisemmaksi gravitaatiopunasiirtymän vuoksi. Voidaanko tästä päätellä, että ulkopuolisen havaitsijan näkökulmasta tähti ei itse asiassa koskaan ehdi luhistua Schwarzschildin säteensä sisäpuolelle, vaan lähestyy sitä asymptoottisesti? Toisaalta olen lukenut, että tähden pinnalla seisova hypoteettinen astronautti näkisi luhistumisen tapahtuvan hyvinkin nopeasti ja sutjakasti. Näkisikö hän siis maailmankaikkeuden tulevaisuuden vilahtavan ohi pikakelauksella juuri ennen Schwarzschildin rajan ylittymistä?

Mikäli edellä kuvaamani tulkinta on oikean suuntainen, singulariteetti näyttäisi sijaitsevan äärettömän kaukaisessa tulevaisuudessa. Joku onkin sanonut mustan aukon singulariteetin olevan ajan loppu samalla tavoin kuin alkuräjähdyksen singulariteetti on sen alku. Mutta toisaalta, kvanttimekaniikan huomioiden musta aukko ei säily äärettömän kaukaiseen tulevaisuuteen, vaan höyrystyy Hawkingin säteilyn kautta jonkin äärellisen, joskin pitkähkön ajan kuluttua.

Pitäisi visiin joutessaan väsätä gravitaation kvanttiteoria, jahka muilta kiireiltä ehtisi. 

[Timo Kantola]

Protonitörmäykset tältä kaudelta tässä - jatkuu 2015.
Alkuvuodesta 2013 - muutamaviikko lyijyatomien nokkakolareita lähes valonnopeudella. ja sitten masina seis ja tuunattavana pari vuotta.

[mistral]

Täytyy olla iso muutostyö jos kestää yli 2 vuotta. Sinä aikana ehtii analysoida kertynyttä dataa ja kuluttaa monta lyijykynää teorioiden kimpussa.