Vapaata ihmettelyä

[Kalle]

Cern tarvitsisi vissiin lisää hiukkasilmaisin kapasiteettia juuri tuon heikon vuorovaikutuksen kautta näyttäytyville hiukkasille.
Mutta ainahan niitä hiukkasia voi yrittää tuottaa :)

[Kaizu]

Jos pimeää ainetta on viisi kertaa tavallisen aineen määrä niin ei sitä ehkä tarvitse tuottaa. Ongelmana on sen havaitseminen. Pimeää ainetta luultavasti on muuallakin kuin Cernissa. Kuvittelisin että sitä on joka paikassa.

Kaizu

[kimmopaasiala]

Jos nyt ensin kuitenkin kehitettäisiin luotettava havintoväline näille WIMP-hiukkasille ja vasta sen jälkeen ruvettaisiin puhumaan niiden tuottamisesta.

[mistral]

Joo, en tiedä tarvitseeko niitä tuottaa, siksipä kysymysmerkki. Mutta ehkä sillä saataisiin selville massa ym. tietoa. Jos WIMP'ejä joskus pystytään tunnistamaan helposti, voidaan laskea niiden määrä per kuutiosentti ja todeta kattaako se sen prosentin mihin Planck-teleskoopin mittaukset päätyivät. Jos ei, niin löytyy ilmeisesti muitakin pimeitä hiukkasia.

[vode]

WIMP hypoteesin mukaan niitä on runsaasti kaikkialla galaxien alueella ja ympärillä, mutta ne eivät vuorovaikuta sähkömagneettisesti, joten suora havainto on mahdotonta. Yksi tapa on odottaa, että WIMP osuu atomin ytimeen ja havaita atomin liike - tätä varten on erilaisia tekniikoita. Kaikissa niissä on se ongelma, että jokin muukin hiukkanen voi osua siihen ytimeen eli havainnointilaitteet pitää suojata syvälle maan sisään tms ja siltikin vaikkapa neutriinot voivat tehdä vääriä hälytyksiä. Kaikki nämä pitää yrittää ymmärtää ja laskea tilastollisesti pois.

Niinpä näitä löytöjä on tullut ennenkin eikä tämäkään ole saanut tieteellisiä blogeja (luotettavampia kuin normimedia näissä hommissa) ainakaan tuleen, esim. http://resonaances.blogspot.fi/2013/04/more-mess-with-dark-matter-detection.html

Hiukkaskiihdyttimestäkään ei ole oikein iloa, kun ensin pitäisi olla teoria siitä, miten WIMP käyttäytyy, jotta niistä talletettujen ziljoonien törmäysten joukosta voisi tehdä oikeanlaisia hakuja. Super Symmetria (SUSY) teoriat tarjoavat yhden WIMP kandidaatin, mutta tähän mennessä LHC on lähinnä ampunut niitä teorioita alas..

[mistral]

Pimeän aineen tutkiminen on vaikeaa vaikka sitä on enemmän kuin tavallista ainetta. Jos sen rakenne saataisiin joskus selville, voitaisiinko tätä tietoa käyttää mihinkään tekniseen sovellukseen? Voi olla ettei käyttöä olisi. Kuitenkin sen olemassaolo kertoisi mahdollisesti jotain universumin alun prosesseista, kuinka hirmuinen energiapakkaus järjestäytyi nykymuotoonsa.

[Kaizu]

Yksi tapa on odottaa, että WIMP osuu atomin ytimeen ja havaita atomin liike - tätä varten on erilaisia tekniikoita.

Mitä se osuminen tässä tarkoittaa. Yleensä kait ajatellaan että hiukkanen vuorovaikuttaisi atomiytimen kvarkkien kanssa. Jos WIMP ei vuorovaikuta niin atomiydinkin on sille läpinäkyvä.
Ainoastaan jos kvarkki ja WIMP yrittävät olla samassa pisteessä samaan aikaan, voisi kuvitella että tapahtuisi jonkinlainen törmäys. Jos kvarkit ovat kooltaan Planckin pituuden kokoluokkaa niin se vastaisi suurin piirtein sitä että galaksin kokoisessa atomiytimessä seikkailisi kolme rantapallon kokoista kvarkkia johon sitten neljännen rantapallon pitää osua. Arvelen että ei ole kovin todennäköinen tapahtuma. Vuorovaikutusten kantamat ovat suurempia joten vuorovaikuttavat hiukkaset törmäilevät paljon todennäköisemmin.

Hiukkaskiihdyttimestäkään ei ole oikein iloa, kun ensin pitäisi olla teoria siitä, miten WIMP käyttäytyy, jotta niistä talletettujen ziljoonien törmäysten joukosta voisi tehdä oikeanlaisia hakuja. Super Symmetria (SUSY) teoriat tarjoavat yhden WIMP kandidaatin, mutta tähän mennessä LHC on lähinnä ampunut niitä teorioita alas..

Voiko hiukkaskiihdyttimellä WIMPia todeta muuten kuin että jostain tapahtumasta puuttuu WIMPin verran energiaa. Silloinkin pitäisi olla tieto että kaikki vuorovaikuttavat hiukkaset on havaittu.

Kaizu

[vode]

Mitä se osuminen tässä tarkoittaa. Yleensä kait ajatellaan että hiukkanen vuorovaikuttaisi atomiytimen kvarkkien kanssa. Jos WIMP ei vuorovaikuta niin atomiydinkin on sille läpinäkyvä.
Ainoastaan jos kvarkki ja WIMP yrittävät olla samassa pisteessä samaan aikaan, voisi kuvitella että tapahtuisi jonkinlainen törmäys. Jos kvarkit ovat kooltaan Planckin pituuden kokoluokkaa niin se vastaisi suurin piirtein sitä että galaksin kokoisessa atomiytimessä seikkailisi kolme rantapallon kokoista kvarkkia johon sitten neljännen rantapallon pitää osua. Arvelen että ei ole kovin todennäköinen tapahtuma. Vuorovaikutusten kantamat ovat suurempia joten vuorovaikuttavat hiukkaset törmäilevät paljon todennäköisemmin.
Voiko hiukkaskiihdyttimellä WIMPia todeta muuten kuin että jostain tapahtumasta puuttuu WIMPin verran energiaa. Silloinkin pitäisi olla tieto että kaikki vuorovaikuttavat hiukkaset on havaittu.

Kaizu

No joo, hieman huonosti sanoin. WIMP = weakly interacting massive particle eli heikon voiman välityksellä se voi vuorovaikuttaa atomin ytimen (tai pikemminkin jonkin siellä olevan alkeishiukkassen) kanssa. Ja sana "massive" johtaa siihen, että mahdollinen törmäys pitäisi olla myös havaittavissa, koska energiaa voi siirtyä atomin ytimeen paljonkin. Harvoinhan ne tosiaan tarpeeksi lähelle osuvat - tuossakin oli havaittu kokonaista kolme kandidaattia kahden vuoden aikana..

Hiukkaskiihdyttimellä ei voi kuin todeta, että törmäyksestä puuttuu energiaa, mutta se on voinut kadota neutriinojenkin muodossa eli pitää ensin osata erilaisten vuorovaikutusten teoria ja sitten mallintaa törmäyksissä syntyvien hiukkasten todennäköisyys ja lopulta vertailla havaintoihin. Sitä on ymmärtääkseni yritetty, mutta huonolla menestyksellä eli neutriinot jne ovat kai aina selittäneet puuttuneet energiat.

Tai jotain siihen tyyliin - en ole fyysikko, mutta olen seurannut LHC:tä suurella mielenkiinnolla ja sen mukana sitten lueskellut aiheeseen liittyyvää taustaa.

[mistral]

Wikissä sanotaan WIMP:stä että se ehkä vuorovaikuttaa heikon voiman kautta.
Heikon voiman kantama on 10^-17 metriä, paljon laajempi kuin Planckin matka 10^-35 metriä. Kuitenkin tuo 10^-17m on niin lyhyt matka ettei sitä ihminen osaa suhteuttaa mihinkään.
Tarvitaan varmaan triljoonia detektoreita seulomaan kaikki samassa "putkessa" kulkevat WIMP:it

[vode]

Wikissä sanotaan WIMP:stä että se ehkä vuorovaikuttaa heikon voiman kautta.

WIMP on siis hypoteesi - vain yksi, joskin monien mielestä paras selitys pimeälle materialle. Tässä hypoteesissa WIMP vuorovaikuttaa heikon voiman ja gravitaation kanssa, joten sen käyttäytymisestä voidaan ennustaa jotain, mitä voidaan sitten yrittää havaita. Toistaiseksi huonolla menestyksellä, mutta ehkä joskus osuu kohdalle.

[mistral]

Täytyy korjata, tosiaan Wikissä sanotaan:

""WIMPit (lyhenne sanoista Weakly Interacting Massive Particle) ovat eräitä mahdollisia pimeän aineen rakenneosasia. Niitä ei ole vielä havaittu, mutta ne olisivat hyvin massiivisia hiukkasia, jotka vuorovaikuttaisivat muun maailmankaikkeuden kanssa vain gravitaation ja heikon vuorovaikutuksen kautta.""

[mistral]

Päivän T&a uutinen, "Yhdysvallat lähti mukaan kehittämään brittien ilmaa hengittävää kantorakettia"

Tämä tosiaan ihmetyttää:

"Suurin haaste on kevyen ja luotettavan lämmönsiirtimen kehittäminen. Sen tehtävänä on jäähdyttää moottorin sisään virtaava ilma 1 000 celsiusasteesta 150 pakkasasteeseen sekunnin sadasosassa."

Mielestäni noin maalaisjärjellä ajateltuna jo sekunnissakin tuo olisi vaikeaa 

[Jorma Koski]

Ilma jäähdytetään nestemäisellä vedyllä.
Tämä on testattu toimivaksi käytännössäkin vuonna 2013,
kertoo Jari Mäkinen Tekniikanmaailma lehdessä 2014/2.

[mistral]

Ilma jäähdytetään nestemäisellä vedyllä.
Tämä on testattu toimivaksi käytännössäkin vuonna 2013,
kertoo Jari Mäkinen Tekniikanmaailma lehdessä 2014/2.

Ok, polttoaine siis toimii jäähdyttävänä massana (ja ennen kaikkea faasimuutosenergia nesteestä kaasuksi). Kuitenkin kaiken pitäisi tapahtua niin nopeasti että en sitä purematta niele. Täytynee ostaa se TM:ä.

[itmo]

Esmes viime sodan aikaisissa moottoreissa yksi tapa jäähdyttää sisäänmenevää ilmaa ja estää detonaatiota on ruiskuttaa ahdettavan ilman sekaan sumuna ylimääräistä polttoainetta, jonka faasimuunnos yms syö siitä ilmasta lämmön. Voisin kuvitella että vastaava kikka toimii tossa että ahdetaan ilma alkuun scramjet-tyyliin korkeapaineiseksi ja kuumaksi ja sitten pusketaan nestemäistä vetyä sekaan. Vaikea käsittää että toi millään metalliputki-lämmönvaihtimella toimisi. luulis että siinä tulee lämmönsiirtokyky vastaan. Tai vesijää tms.