Спросите Итана: чем антиматерия принципиально отличается от материи?

Автор оригинала: Ethan Siegel
  • Перевод

Высокоэнергетические столкновения частиц могут приводить к появлению пар частица/античастица или фотонов, а аннигиляция пар частица/античастица также приводят к появлению фотонов, как показывают эти следы в пузырьковой камере. Но что определяет принадлежность частицы к материи или антиматерии?

У каждой известной частицы материи во Вселенной имеется антиматериальный двойник. У антиматерии есть множество свойств, сходных со свойствами нормальной материи, включая типы взаимодействий, массу, величину электрического заряда, и так далее. Но есть и несколько фундаментальных отличий. Однако две вещи по поводу взаимодействия частиц материи и антиматерии можно сказать с определённостью: если столкнуть частицу материи с её двойником из антиматерии, они мгновенно аннигилируют, превратившись в энергию, и в любом взаимодействии, создающем частицу материи, обязательно возникнет и её двойник из антиматерии. Так что же делает антиматерию особенной? Именно это хочет узнать наш читатель, который спрашивает:
Каковы различия между материей и антиматерией на фундаментальном уровне? Есть ли какое-то внутреннее свойство, заставляющее частицу становиться материей или антиматерией? Есть ли какое-то внутреннее свойство (типа спина), отличающее кварки и антикварки? Что придаёт приставку «анти» антиматерии?

Чтобы понять ответ на вопрос, необходимо взглянуть на существующие частицы (и античастицы).


Частицы и античастицы Стандартной Модели подчиняются всякого рода законам сохранения, но между фермионами и бозонами существуют фундаментальные различия

Это — Стандартная Модель элементарных частиц: полный набор открытых частиц в известной Вселенной. Они обычно делятся на два класса: бозоны с целыми спинами (..., -2, -1, 0, +1, +2, ...), не принадлежащие ни к материи, ни к антиматерии, и фермионы с полуцелыми спинами (..., -3/2, -1/2, +1/2, +3/2, ...), обязанные попадать в одну из двух категорий: материя или антиматерия. У любой частицы, какую вы только захотите создать, будет множество присущих ей свойств, определяемых тем, что мы называем квантовыми числами. У отдельной, изолированной частицы, это будут как знакомые вам свойства, так и несколько свойств, которые, возможно, окажутся для вас незнакомыми.


Возможные конфигурации электрона в атоме водорода удивительно сильно разнятся друг от друга, и всё же все они представляют одну и ту же частицу, находящуюся в немного разных квантовых состояниях. У частиц и античастиц также есть свои, присущие им неизменяемые квантовые числа, и они играют основную роль в определении того, принадлежит ли частица к материи, антиматерии, или ни к одной из категорий.

Из простых можно вспомнить массу и электрический заряд. К примеру, масса покоя электрона равна 9,11 × 10-31 кг, а его заряд равен -1,6 &times 10-19 Кл. Также электроны могут связываться с протонами, что даёт атом водорода с набором спектральных линий и линий испускания/поглощения, зависящих от их электромагнитного взаимодействия. Спин электронов равняется +1/2 или -1/2, лептонное число +1, номер лептонного семейства +1 для первого из трёх (электрон, мю, тау) лептонных семейств (для простоты мы опустим такие числа, как слабый изоспин или слабый гиперзаряд).

Учитывая эти свойства электрона, можно задать вопрос – как должна выглядеть частица-двойник электрона из антиматерии, на основании правил, управляющих элементарными частицами.


В простом атоме водорода единый электрон движется по орбите вокруг одного протона. В атоме антиводорода один позитрон движется вокруг одного антипротона. Позитроны и антипротоны – двойники в антиматерии для электронов и протонов соответственно.

Величины всех квантовых чисел должны сохраняться. Но у античастиц знаки этих чисел необходимо обратить. Для антиэлектрона это означает, что у него должны быть следующие квантовые числа:

  • масса покоя 9,11 × 10-31 кг,
  • электрический заряд 1,6 &times 10-19 Кл,
  • спин -1/2 или +1/2,
  • лептонное число -1,
  • номер лептонного семейства -1.

Когда вы свяжете его с антипротоном, он должен породить точно такую же серию спектральных линий и линий поглощения/испускания, какую демонстрирует система электрон/протон.


Электронные переходы в атоме водорода и длины волн получающихся фотонов демонстрируют эффект связующей энергии и взаимодействие между электроном и протоном в квантовой физике. Идентичность спектральных линий у позитронов и антипротонов подтверждена.

Все эти факты были экспериментально подтверждены. Частица, точно соответствующая описанию антиэлектрона, известна, как позитрон. Это необходимо, если учесть, как мы создаём материю и антиматерию: обычно мы создаём их из ничего. То есть, если столкнуть две частицы на достаточно высоких энергиях, часто можно получить дополнительную пару частица/античастица из излишков энергии (из Эйнштейновского E=mc2), по закону сохранения.


Сталкивая частицу с античастицей можно ожидать, что они аннигилируют, превратившись в энергию. А из этого следует, что столкнув две любых частицы с достаточно большой энергией, можно создать пару частица/античастица

Но должна сохраниться не только энергия; есть ещё целая гора квантовых чисел, которые тоже нужно сохранить! Сюда входят:

  • электрический заряд,
  • угловой момент (комбинация спина и орбитального углового момента; для отдельных частиц это просто спин),
  • лептонное число,
  • барионное число,
  • номер лептонного семейства,
  • цветной заряд.

И из всех этих внутренних свойств два определяют принадлежность к материи и антиматерии – барионное число и лептонное число.


В ранней Вселенной было чрезвычайно много всех частиц и их античастиц, но по мере её охлаждения большая часть частиц аннигилировала. Вся имеющаяся у нас обычная материя возникла из кварков и лептонов, с положительными барионными и лептонными числами, превысивших по количеству их двойников, антикварков и антилептонов.

Если любое из этих чисел положительное, то частица принадлежит к обычной материи. Поэтому кварки (с барионным числом +1/3), электроны, мюоны, тау, нейтрино (с лептонным числом +1) принадлежат к материи, а антикварки, позитроны, антимюоны, антитау, антинейтрино – к антиматерии. Это всё фермионы и антифермионы, и каждый фермион – это частица материи, а антифермион – частица антиматерии.


Частицы Стандартной Модели с массами в МэВ/с2, указанными в левых верхних углах. Три левых столбца – фермионы, два правых – бозоны. И хотя у всех частиц есть своя античастица, к материи или антиматерии относятся только фермионы.

Но существуют ещё и бозоны. Есть глюоны, античастицы которых – глюоны с противоположными цветовыми комбинациями; есть W+ с античастицей W- (с противоположным электрическим зарядом); есть Z0, бозон Хиггса, и фотон, античастицами которых являются они сами. Однако бозоны не относятся ни к материи, ни к антиматерии. Без лептонного или барионного чисел эти частицы могут обладать электрическим зарядом, цветным зарядом, спином, и т.п. – но никто не может называть их «материей» или «антиматерией». В данном случае, бозоны – это просто бозоны, а если у них нет заряда, то они сами себе античастицы.


На всех масштабах Вселенной, от нашего региона до межзвёздного пространства, от отдельных галактик до скоплений и нитей и великой космической паутины, всё, что мы наблюдаем, видится нам состоящим из обычной материи, но не из антиматерии. Эта загадка остаётся неразгаданной.

Так что же придаёт антиматерии приставку «анти»? Если взять отдельную частицу, то её античастица будет иметь ту же массу, и все те же квантовые числа с обратным знаком: это частица, способная аннигилировать с первой и превратиться в энергию. Но чтобы быть материей, у частицы должно быть позитивным либо барионное, либо лептонное число. Чтобы быть антиматерией, нужно иметь негативным либо барионное, либо лептонное число. Кроме этого в нашей Вселенной неизвестно никаких фундаментальных причин, по которым бы материя чем-то превосходила антиматерию; мы до сих пор не знаем, как была нарушена эта симметрия (хотя идеи у нас есть). Если бы всё пошло по-другому, мы бы, наверно, называли всё, из чего мы состоим, «материей», а остальное – «антиматерией», но названия эти даются произвольно. Как всегда, Вселенная находится на стороне тех, кто выжил.
Поддержать автора
Поделиться публикацией

Комментарии 56

    +9
    tldr: Разницы нет.
      +1
      А как же нарушение чётности!? Отличить вселенную от антивселенной всё-таки можно. Я думала, что статья будет именно про это!
        0
        Отличить-то их можно, но только тому кто уже знает что такое вселенная и антивселенная. Напомню, что понятия «налево» и «направо» (или, точнее, «левая тройка векторов» и «правая тройка векторов») придуманы человеком живущем в том что он называет вселенной…
          +2
          Вообще-то кроме нарушения четности (открытого в 1956г.) есть еще нарушение CP-симметрии (открытое в 64г.). Оно выражается в том, что анти-s-кварки распадаются за счет слабого взаимодействия не с той скоростью, что s-кварки. Так что отличить вселенную с веществом от вселенной с антивеществом таки можно.
            –1

            По-моему, распад кварков ещё никто не наблюдал, если только не считать им процесс аннигиляции кварков. Наверное, вы хотели сказать о разной скорости распада каонов и антикаонов, в которые входят странные антикварк и кварк?


            Если предположить, что кварки представляют собой систему взаимодействующих исходных элементов (преонов, фотонов), то антикварки могут отличаться от них противоположным направлением внутренних обменных процессов между этими образующими их элементами. И тогда свойства плотной среды ранней Вселенной (эфира/вакуума), в которой происходят обменные процессы, выступят в роли етественного отбора для кварков и антикварков. Последние просто распадутся на исходные элементы, которые в следующий момент сложатся в более живучие системы — кварки.
            То есть всё пройдёт без тотальной аннигиляции и завершится наблюдаемым ныне соотношением кварков, антикварков и фотонов. А нарушение СР-симметрии при распаде каонов и антикаонов, имеющих разный набор кварков и антикварков, может быть лишь отголоском прошлого естественного отбора частиц и античестиц материи в плотной среде ранней Вселенной.

              0
              Распад t-кварка хорошо заметен просто потому, что происходит до того, как способен образоваться мезон или барион с эти кварком. Для других кварков действительно можно лишь говорить об оценке времнеи жизни через жизнь мезона (скажем если мы имеем мезон b-anti-s, то основным каналом распада будет вызванный распадом более тяжелого кварка — особенно если мы видим, что распад идет с рождением мезона c-anti-s и пары лептон+антилептон).
              А t-кварк за счет большой массы может в распаде давать бозон W, Z или H (этим он хорошо заметен на экспериментах при столкновении протонов энергией около 1 ТэВ). Либо же выпустить фотон и перейти в c- либо u-кварк.
              А с каонами там ещё осцилляции есть.
            +1
            Хороший рассказ про «правое и левое»
            Заголовок спойлера
            Дверь лаборатории открылась и вошел Лу Грехэм — руководитель группы электроники.

            — Нашел! — сказал он.

            Шум голосов в лаборатории сразу уменьшился на тридцать децибел. Лу сказал:

            — Если магнит подвергнуть действию кислоты, то на сталь у его северного полюса кислота воздействует сильнее.

            Я покачал головой.

            — Лу, — сказал я, — мы не знаем, имеется ли на Венере магнитное поле, не знаем, направлено ли оно так же, как наше, не знаем, наконец, изобрели ли уже венерианцы компас.

            — Да нет же, я о другом, — ответил он. — Я понимаю, что это ничего не решило бы. У магнитного поля есть вектор, но стрелку на его конце люди рисуют по собственному усмотрению.

            — Так как же вы определите, где находится северный полюс магнита?

            — Сделаю электромагнит! Затем применю «правило правой руки». Вы обхватываете электромагнит правой рукой так, чтобы пальцы руки были параллельны виткам обмотки и указывали в ту сторону, куда течет ток. Тогда отогнутый большой палец укажет северный полюс.

            — Блестяще! Не эту ли самую задачу мы и пытаемся решить? Теперь остается только выяснить, имеется ли у Харла правая рука с полным набором пальцев, и мы тотчас объясним ему, какая у него правая рука, а какая левая!

            — Да нет же, — возразил он. — Вы не поняли, Том. Для этого вовсе не требуется правая рука. Мы просто начнем наматывать обмотку электромагнита. Сделаем это так. Поместим стальной стержень горизонтально перед собой. Проводник, начиная с «начала», поведем от себя и над стержнем. Потом, обогнув стержень, поведем проводник под стержень и к себе, снова обогнем стержень и так далее, пока обмотка не будет закончена. Если теперь к «началу» обмотки подсоединить положительный полюс батареи, а к «концу» отрицательный, то северный полюс окажется слева. И там стальной стержень будет растворяться в кислоте быстрее.

            Я посмотрел на него.

            — Лу, — сказал я медленно, — если вам удастся теперь объяснить, чем отличается положительный полюс батареи от отрицательного, так же определенно, как принцип обмотки электромагнита, мы вернем Холли на Землю. Можете вы это сделать?

            Лу повернулся к Терезе Дуайт.

            — Этот Харла следил за моими рассуждениями?

            Она кивнула.

            — Можете вы передать, что он говорит?

            — Вы говорите, я слушаю, он читает мои мысли. А я читаю его мысли и могу рассказать их вам.

            — Ну и отлично, — сказал Лу Грехэм. — Тогда начнем строить элемент Лекланше. Спросите у Харла, знает ли он, что такое углерод. Черный, не поглощающий световые лучи элемент. Углерод распространен чрезвычайно широко, он лежит в основе всех органических соединений. Он занимает шестое место в периодической таблице элементов. Известен ли Харла углерод?

            — Да, известен.

            — Теперь надо добавить цинк. Цинк — это легкий металл, получить его в чистом виде не составляет труда. В природе его очень много. Цинк использовался древними цивилизациями при выплавке бронзы и латуни задолго до того, как наука получила возможность определить его как отдельный элемент. Ему известен цинк?



            Джордж Смит «В безвыходном положении»
            +9

            Я периодически проглядываю эти переводы Итана, убеждаюсь, что очередной раз написано про что угодно, но не про то, что мне было бы интересно почитать по озвученной теме, и закрываю. Уж не знаю, особенности ли это моего восприятия или автора.

              +7
              В антивселенной Итан точен и последователен!
                0
                У меня вот так
                image
              +1

              А вот любопытно, если есть физики в трэде, подскажите: во всех статьях по антиматерию частицы сталкивают с их антиблизнецами. А проводили ли эксперименты по столкновениям например протонов и позитронов, электронов и антипротонов? Если да, то в таких парах экспериментов поведение тоже предсказуемо зеркальное?

                0
                Ничего о таких экспериментах не видел. Есть (ну или был 10 лет назад) коллайдер HERA для столкновения протонов (920 ГэВ) с электронам (27.5 ГэВ), что давало энергию (суммарная инвариантная пары частиц, как я понимаю около 318 ГэВ. Антипротоны туда не пихали, но позитроны вместо электронов брали.
                Эксперимент шел примерно в тоже время (01-02 годы), что и сеанс Тэватрона на энергию 1.8 ТэВ (тоже суммарная, на для протон + антипротон). Как и Тэватрон, дал изучить W-бозоны.
                А так, при достаточной энергии позитрон легко столкнется с протоном и породит нейтрон + антинейтрино. При ещё больше энергии возникнет нейтральный дельта-резонанс + антинейтрино — это когда кварк с зарядом -1/3 будет на высоком энергетическом уровне относительно уровня обычного нейтрона. Первый случай будет именно слабым взаимодействием, можете искать нарушение CP-инвариантности.
                  0
                  >достаточной энергии позитрон легко столкнется с протоном и породит нейтрон + антинейтрино

                  Куда денутся два положительных заряда?
                    0
                    Извините, я ошибся. При не очень больших энергиях смысл есть только от попытки столкнуть протон с электроном и получить нейтрон + нейтрино.
                    Столкновение протонов с позитронами действительно проводили (видимо коллайдер тот мог проводить сеансы на оба типа лептонов). При достаточно большой энергии родится резонанс delta++ (состав uuu), ну а если энергия протонов в пучке сотни ГэВ, а электронов — свыше 20 ГэВ, то идут другие процессы. Например такой придумал:
                    'e+' + p -> anti-nu_e + n + 'W+' + 'W+'.
                    2 положительных заряда ушли на рождение уже не столь виртуальных бозонов W+. Правда не факт, что есть на Земле ускоритель, способный произвести такую реакцию с заметной на эксперименте вероятностью.
                0
                Если столкнуть две произвольных частицы так сильно, что они образуют чёрную дыру — то при её испарении мы получим энергию.
                И получается неважно что они обе вещество.
                И наоборот наверно может быть…
                  0
                  Испарение ЧД зарядово симметрично. То бишь частиц и античастиц в хокинговском «полуклассическом» изучении поровну. В этом и состоит информационный парадокс: засунули вещество, а получили назад замес из материи и антиматерии. Хотя конечно в основном из ЧД прут фотоны — истинно нейтральные частицы.

                  Что будет в истинно квантовом случае, никто пока не знает.
                    0
                    Это только электрического заряда касается. Да и то по причине что падение заряженной частицы в заряженную ЧД идёт по-разному в зависимости от знака заряда.
                    Всякие лептонные-барионные не более чем ничем не объясняемая статистика.
                    А уж чем можно отличить друг от друга кварки разных цветов — вообще непонятно.
                      0
                      Чем отличить мне может и не понятно. Но в барионе 3 кварка (что без антикварковых пар) должны быть именно К + З + С.
                      Как-то это по идее следует из КХД, есть ещё на Вики термин «инвариантность относительно вращений кварков в цветовом пространстве».
                        0
                        Ну так собственно это может быть не заряд как у электрона а тупо взаимно-перпендикулярная ориентация (по осям координат например)
                          0
                          Можно ввести любое конечное поле например.
                          То есть это скажем не поле, а тогда линейная комбинация векторов {|красный>, |зеленый>, |синий>} над этим полем.
                          Правда не любое получается, а фактически с набором значений {0,0,0} = {1,1,1}, и {1,0,0} + {0,1,0} + {0,0,1}.
                          Ну а для вылета мезона (скажем при столкновении протонов) цвет у кварков должен быть например «синий» + «антисиний».
                            0
                            Не, суть данной теории что вектор — всего один. Но внутри бариона имеет три возможных состояния. Как электронные орбитали р-типа.
                            Т.е. на второй картинке в статье получается только один глюон и по одному кварку разного типа.
                              0
                              Цвет — это квантовое число. Внутри бариона много возможных состояний для 3 кварков. Так как это задача 3 тел, то способы точного решения там весьма сложные будут. Для мезонов (пара кварк + антикварк) всякие состояния типа 1S и 1D возможны.
                              По поводу отсутствия необходимости изображать все 3 цвета кварков — с этим я согласен. Но если взять формулировку принципа Паули через симметричность и антисимметричность ВФ, то при попытке создать скажем состояние мезона (фи-мезон, чармоний или ботомоний) 1S нужно учитывать симметричность/анти-ть отностительно замены 2 кварков цветами (правда вот подстава — у мезона любого ровно 2 противоположных цвета, толком менять нечего).
                        0
                        А что вообще происходит с зарядом частиц, попавших в чд? Вроде как чд может иметь заряд, но как это заряд может быть виден снаружи? Или я что-то путаю?
                          0
                          Монопольный электрический заряд «виден» снаружи, и он, очевидно, сохраняется Мультипольные моменты (в том числе магнитный) пропадают — излучаются при коллапсе ЧД или падении в неё.

                          Однако электрический заряд для астрономических масштабов роли не играет, т. к. такая ЧД быстро соберёт заряд противоположного знака и станет нейтральной.
                            0
                            Но ведь заряд должен быть сосредоточен под горизонтом. Как его может быть видно снаружи?
                              0
                              Через порожденное им электростатическое поле.
                                0
                                Если заряд под горизонтом, значит даже виртуальный фотон не может улететь от него для создания ЭМ поля.
                                Правда в таком случае процесс падения под горизонт любой заряженной частицы (даже нейтрона или другого нейтрального адрона с магнитным моментом) должен создавать ЭМ волну. Это волна должна соответствовать решению уравнений Максвелла в экзотической метрике в области горизонта событий.
                                  0
                                  Полю не требуются фотоны для своего существования, поле — вполне самостоятельная форма материи.
                                    –1
                                    Понятие скорости распространения по определению не приложимо к стационарному кулоновскому полю. В этом оно аналогично стационарному гравитационному полю, я об этом когда-то писал antihydrogen.livejournal.com/44580.html
                                      0
                                      Хорошее замечание про виртуальные фотоны, приходится задуматься.

                                      Подозреваю, что если такое поле описывать фотонами, то пропагаторы надо брать от горизонта событий, а не из центра. Либо же (что, наверное, то же самое) можно считать, что все виртуальные фотоны прошлого, настоящего и будущего уже в пути, просто из потенциальной ямы им выбираться сложно и долго.

                                      Но всё это моя интуитивная спекуляция.
                                        0
                                        От горизонта событий мы можем считать точно. Как честно сопрягать ОТО (а не СТО) с квантовой механикой я правда не знаю.
                                        Но с ОТО все сложнее будет. Если бы мы могли рассмотреть задачку типа «туннелирование в 3-мерной группе потенциальных ям», то без работающего искривления пространства в сингулярность сказали бы, что фотон (стартующий из сингулярности) может с определенной вероятностью оказать внутри любой ЧД во Вселенной.
                                        А описывали поле мы именно фотонами. Так как смысл есть брать только электромагнитное поле, по крайней мере — пока не попробуем рассчитать, какие чисто «коллайдерные» процессы происходят в той области вокруг ЧД, в которой энергия ядер и электронов в системе отсчета «ЦМ системы электрон + нуклон» достигает 1 МэВ. То есть это соответствует электронной температуре плазмы явно выше 10 миллиардов градусов.
                                      0
                                      Но по полю же можно определить положение заряда. Т.е. если (теоретически) подвигать заряд под горизонтом, то это будет видно снаружи. Вроде там не должно быть всё так просто.
                                        0
                                        Нет, по полю уже нельзя определить положение заряда когда он скрылся за горизонтом. Потому что для изменения поля нужна электромагнитная волна, а она не может покинуть горизонт событий.
                                          0
                                          Вот это и сбивает с толку. Поле есть, но за счёт чего есть, если источник не доступен? Т.е. мы под горизонтом можем делать с зарядом что угодно, но снаружи мы этого не увидим? Опять же — если весь заряд чд сосредоточен в 1 упавшем в неё заряженном булыжнике, то куда будет указывать поле? На центр чд или на место падения? И тот и другой вариант весьма странные imho.
                                            0

                                            "Источником" поля можно считать саму ЧД.


                                            Т.е. мы под горизонтом можем делать с зарядом что угодно, но снаружи мы этого не увидим?

                                            Ну разумеется. Горизонт же "блокирует" любые причинно-следственные связи.

                                              0
                                              Это понятно. Непонятно — что произойдёт с зарядом? Он мгновенно распределится по горизонту, даже если сам заряд там ещё где-то может нарезать круги некоторое время? Может ли чд как-нибудь уничтожить заряд? Понятно, что он может испариться излучением, а вот может ли он просто исчезнуть?
                                                0
                                                Насколько я знаю, закон сохранения заряда пока что работает даже для ЧД.
                                                  0
                                                  Но как-то оно странно себя ведёт при этом. Должно вести…
                                                  0
                                                  После падения на ЧД любого объекта горизонт событий некоторое время колеблется (у ЧД, как это не странно звучит, есть собственные частоты колебаний и добротность). После затухания колебаний с точки зрения внешнего наблюдателя гравитационное, кулоновское и магнитное поля дыры приходят к стационарному состоянию, полностью определяемое тремя параметрами: массой, скоростью вращения и электрическим зарядом. Как говорится — «черные дыры не имеют волос».
                                            0

                                            "Подвига заряд" это мультипольный момент, а он невозможен по ОТО причинам. Кроме того мешает принцип причинности: из под горизонта ничего не передать.

                                              0
                                              Есть например у ЧД (вращающейся) квадрупольный момент электрический (это вполне вероятно, все же у нас явно не нейтральный газ внутри ЧД, как-то перераспределяться ядра и электроны будут). Форма какая-то сплюснутая у распредения массы под сингулярностью и какие-то внутри диполи распределились (дипольный момент по идее 0). На каком-то расстоянии это выглядит как заметное электрическое поле. Но не можем мы кажется назвать конечным расстояние для пути между точками «под горизонтом» и «над горизонтом» (скажем 10 км от поверхности ЧД).
                                                0
                                                Нету квадрупольного момента у ЧД, даже у вращающийся. Принципиально возможен только монопольный.
                                          0
                                          Тем же образом, что и стационарное гравитационное поле, создаваемое массой упавшей в ЧД частицы. У стационарных полей по определению нет скорости распространения, так что горизонт событий для них не препятствие.

                                          Ну или можно рассматривать это так — с точки зрения внешнего наблюдателя, упавший заряд навечно застревает на горизонте событий. Его поле при этом никуда не пропадает.
                                            0
                                            Думал о таком варианте. Но тогда источником поля будет конкретная точка горизонта, так? Звучит немного странно. Хотя что такое «странно» применительно к чд…
                                              0
                                              Нет, конкретная точка — только сразу после падения. Потом горизонт немного поколеблется, и вмести с ним будет колебаться и положение заряда с точки зрения удаленного наблюдателя. После затухания колебаний заряд (опять таки с точки зрения удаленного наблюдателя) размажется по всему горизонту.

                                              Вообще, ЧД взаимодействует с внешними электромагнитными полями так, как будто на месте горизонта находится проводящая сфера с сопротивлением около 140 Ом (я эту информацию подчерпнул из книжки Кипа Торна «Черные дыры»).
                                              –1

                                              Вопрос – куда деётся заряд, падающий в ЧД, аналогичен вопросу – куда деётся масса, падающая в ЧД. Для ответа надо определиться с моделями (хотя бы гипотетически). Мы в качестве моделей всех материальных объектов принимаем электромагнитные вихри. Применительно к барионной материи э/м вихри упакованы в бублики (типа анаполей Зельдовича) + азимутальный электрический вихрь, отвечающий за электрический заряд. ЧД – тоже э/м бублик с очень высокой плотностью упаковки вихрей (планковская плотность). Все модели задействованных объектов и процессов приведены в нашей S_теории.
                                              По скорости стационарных полей – фотоны есть двух типов: виртуальные без импульса («кирпичики» стационарных полей), и реальные с импульсом (переносчики э/м излучения–энергии). У стационарных полей скорость распространения есть – это скорость «перестройки» виртуальных фотонов в цепочки-силовые линии (про гравитационные волны помните). Хотя по S_теории гравитационное взаимодействие – это гистерезис сил э/м притяжения и отталкивания.

                                                0
                                                С массой оно проще — есть центр масс, вокруг которого ЧД собственно и находится.
                                                Т.е. в случае падения большой массы — эта абстрактная точка сдвигается, с увеличением диаметра ЧД — не равномерно во все стороны а в сторону упавшей массы.
                                                А с электрическим зарядом сложнее.
                                                  0
                                                  Но заряд должен быть распределен по сфере равномерно, то есть симметрично не только относительно оси вращения ЧД, но и относительно центра масс.
                                                  Если что, это не я такое утверждаю, а Tyusha.
                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                              0
                                              Небольшой электрический заряд может накапливаться. Правда это нужны фантастические условия, вроде падения одиночного атома на ЧД — электрон упадет под действием огромной разницы потенциалов (гравитационных). Осталось прикинуть — может ли такая разность потенциалов возникнуть возле настоящей астрономической ЧД.
                                          0
                                          Это почему это?! Хокинг вообще ничего не знает про другие заряды, следовательно излучение по ним симметрично, статистика-то у них одинакова, а именно она имеет значение.
                                            0
                                            Так поглощение вещества несимметрично. Т.е. получается переход вещества в антивещество.
                                            Притом на квантовом уровне получается возможным протон->ЧД->позитрон+фотон
                                              0

                                              Именно в этом и состоит "информационный косяк", решения которого пока не видно.

                                                0
                                                А разве хранение информации на горизонте событий не решает проблему? Вроде как информационная ёмкость горизонта в точности достаточна для этого.
                                        0

                                        Получим фотоны.

                                        –1

                                        В S_теории все частицы материи и антиматерии состоят из симплов, рождающихся при растяжке электрических вихрей виртуальных фотонов в вихри-спиральки мощным магнитным полем лопнувшей сингулярности (подобно электрону двигающемуся по спирали в магнитном поле). Существует пять резонансных длин симплов: Su, Sd, Se, Sμ, Sτ, а с учетом зарядов ± всего получается 10 видов симплов. Разница заключается в том, что половина симплов образуется в магнитном потоке, вырывающемся с северного полюса лопнувшей сингулярности (бублика), а вторая половина симплов образуется в магнитном потоке, вырывающемся с южного полюса лопнувшей сингулярности. В результате образуется две вселенных – одна наша, вторая АнтиВселенная. Разное сочетание направлений магнитных векторов ВФ и ММП приводит к тому что во Вселенной образуются только симплы Su+ (без Su-), а симплов Sτ- образуется больше, чем Sτ+. В АнтиВселенной эта картина – наоборот. Остальные виды симплов в обеих вселенных образуются в равном количестве (+ и -). Данные различия симплов во Вселенной и АнтиВселенной и приводят к различию образующихся из них частиц и античастиц (S_модели представлены в S_теории). Дополнительным существенным моментом является небольшой избыточный отрицательный заряд Темной материи во Вселенной (за счет избытка симплов Sτ-), это приводит к взаимному расталкиванию галактик, что интерпретируется, как действие Темной энергии. В АнтиВселенной соответственно образуется ТМ с небольшим избытком положительного заряда, приводящем к тому же эффекту.

                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                        Самое читаемое