Аксиоматизация и начала теории пространства как ИКЖ

[usachev]

мгновенный переброс лазерного импульса на расстояние

Это не "мгновенный переброс лазерного импульса на расстояние", а "выбивание" последнего кванта в сплошной цепочке квантов новым квантом, входящим в начало этой цепочки.
Процесс подобен передаче количества движения по цепочке от первого шарика последнему шарику в маятнике "колыбель Ньютона".

[usachev]

[usachev]

Какая же будет масса таких нейтронов?

Плотность нейтронных звёзд близка к плотности атомного ядра.

[usachev]

"Светимость ускорителя
Luminosity

Светимость ускорителя − характеристика эффективности системы “ускоритель + мишень”, показывающая сколько актов взаимодействия в секунду происходит между частицами пучка и мишени при единичном сечении этого взаимодействия. Используется как для ускорителей с неподвижными мишенями, так и для ускорителей на встречных пучках (коллайдеров).

Определим светимость ускорителя с неподвижной мишенью. j − плотность потока частиц от ускорителя. Облучаемая мишень − единственное ядро, заключенное в области пространствам размером [Processing...]1××1×1см^3. Число взаимодействий в секунду частиц пучка с такой мишенью дается соотношением N = jσ, где σ − эффективное сечений. Если теперь перейти к макроскопической мишени, с облучаемой поперечной площадью S, толщиной в направлении движения частиц пучка l и концентрацией ядер (их числом в [Processing...]1 см^3) n, то число взаимодействий в секунду будет определяться выражением
N = jnSlσ = jМσ, (1)
где М − полное число ядер в облучаемой части мишени. Величина L = jМ и есть светимость и вместо (1) можем записать
N = Lσ. (2)

К понятию “светимость”. Два сталкивающихся сгустка частиц (банча) в коллайдере

В случае экспериментов на встречных пучках два сталкивающихся пучка ускоренных частиц являются одновременно и движущимися мишенями. Встречные пучки состоят из отдельных сгустков частиц, называемых банчами (от англ. bunch), двигающихся с определенным интервалом (частотой) друг за другом. Рассмотрим два цилиндрических сгустка одинакового сечения, летящих навстречу друг другу и затем сталкивающихся.

Будем считать, что сгустки равномерно заполнены частицами и при столкновении полностью перекрываются. В левом сгустке [Processing...]n_1 частиц, а в правом - [Processing...]n_2. Вначале положим, что на орбите коллайдера сгустки сталкиваются один раз в единицу времени. Число взаимодействий [Processing...]N_1 в единицу времени между частицами этих двух сгустков (т. е. число актов реакций в единицу времени) можно вычислить по формуле (1), приняв левый сгусток за частицы-снаряды, а правый - за мишень:
[Processing...]N = jnSlσ = (n_1/S)n_2σ, (3)
Здесь учтено, что плотность потока падающих на правый сгусток частиц левого сгустка [Processing...]j = n_1/S, а полное число частиц в правом сгустке (принятом в качестве мишени) [Processing...]n_2= nSl, где n - концентрация частиц в правом сгустке. Если сгустки сталкиваются f раз в единицу времени (т. е. с частотой f), то число актов реакции N будет даваться выражением
[Processing...]N = f(n_1n_2/S)σ = Lσ, (4)
где
[Processing...]L = f(n_1n_2/S) (5)
и есть светимость коллайдера. Размерность светимости [Processing...][L] = см^{-2}·сек^{-1}. Для исследуемой реакции, имеющей сечение σ, число событий в единицу времени равно N = Lσ."
(http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e141.htm)

Исходя из длины волны де Бройля порядка [Processing...]10^{-13}см для протонов в пучках БАКа эффективное сечение реакции протон-антипротонных не упругих столкновений во встречных пучках можно принять приблизительно равным геометрическому сечению протона порядка [Processing...]σ=10^{-26} см^2=0,01барн. Значит, при светимости пучков [Processing...]L=10^{34}см^{-2}·сек^{-1} среднее вероятное число протон-антипротонных столкновений составит
[Processing...]N=Lσ=10^{34}см^{-2}·сек^{-1}×10^{-26} см^2=10^8 сек^{-1}.
Площадь S сечения пучка в зоне столкновения банчей около [Processing...]10^{-6} см^2.
Поэтому, вероятная плотность выделяемой энергии сталкивающихся пар (в зоне столкновений) составит:
[Processing...]W=2×7ТэВ×N/(c×S)=14ТэВ ×10^8 сек^{-1}/(3×10^{10} см×сек^{-1}×10^{-6} см^2). То есть, [Processing...]W=4,7×10^4 ТэВ×см^{-3}=0,47×10^{17}эВ/см^3 < 0,01Дж/см^3.
Много это или мало?
Если учесть, что один кубический сантиметр обыкновенной воды содержит около
[Processing...]10^{21} эрг/см^3=10^{14}Дж/см^3 потенциальной энергии "массы покоя" [Processing...]E=us=mc^2, то, очевидно, может показаться, что [Processing...]0,01Дж/см^3 в зоне столкновений пучков БАКа это ничтожно малая абсолютно безопасная плотность энергии.
К сожалению, это не так.

Дело в том, что при лобовом столкновении (центральном ударе) субсветовых протона и антипротона происходит их разрушение с освобождением всей аккумулированной ими энергии ускорителя в очень малом объёме V порядка объёма этих частиц
[Processing...]V=(10^{−13}см)^3=10^{−39}см^3.

Поэтому, мгновенная плотность освобождённой энергии в этом объёме будет иметь колоссальную величину:

[Processing...]14ТэВ/10^{−39}см^3=1,4×10^{40}ТэВ/см^3=1,4×10^{52}эВ/см^3=2,24×10^{33}Дж/см3.

Может ли оказаться достаточно такой плотности энергии для преодоления конфайнмента кварков в столкнувшихся частицах и образования новых частиц сверхвысоких энергий, которые могут спровоцировать начало цепной реакции распада, синтеза и аннигиляции ядер атомов окружающего вещества БАКа, планеты и всей Солнечной системы?

[usachev]

Может ли оказаться достаточно такой плотности энергии для преодоления конфайнмента кварков в столкнувшихся частицах и образования новых частиц сверхвысоких энергий, которые могут спровоцировать начало цепной реакции распада, синтеза и аннигиляции ядер атомов окружающего вещества БАКа, планеты и всей Солнечной системы?

Исходя из начал теории пространства как идеальной квантовой жидкости мы можем согласно законам МКТ и квантовой механики ответить на этот вопрос (в первом приближении).

[usachev]

Рассмотрим полную энергию [Processing...]W=14ТэВ, освободившуюся при столкновения пары протон-антипротон в объёме порядка [Processing...]V=10^{−39}см^3, как полную тепловую энергию смеси идеальных квантовых газов такого же объёма. В таком случае,с одной стороны, согласно МКТ получаем уравнение

1) [Processing...]W=PV×3/2=14ТэВ, из которого находим внутреннее давление в этом объёме квантовых газов

[Processing...]P=2W/3V=28ТэВ/(10^{−39}см^3)=1,6×28эрг/(10^{−39}см^3)=1,5×10^{40}дин/см^2.

С другой стороны, согласно теории пространства как ИКЖ находим давление её сил поверхностного натяжения на этот объём по формуле Лапласа

2) [Processing...]p=4u/d, где поверхностное натяжение ИКЖ пространства [Processing...]u≈10^{18}дин/см, а диаметр поверхности [Processing...]d=V^{1/3}≈10^{−13}см.

То есть, [Processing...]p≈(4×10^{18}дин/см)/(10^{−13}см)=4×10^{31}дин/см^2.

Таким образом мы нашли, что внутреннее тепловое давление в зоне протон-антипротонного столкновения превысит наружное давление натяжения поверхности ИКЖ пространства (то есть, сильное взаимодействие, удерживающее кварки внутри протонов) в миллиард раз, со всеми вытекающими из этого расчёта последствиями.

[usachev]

Выше нами принято, что при центральном столкновении пары протонов во встречных пучках проектной светимости БАКа внутри объёма ИКЖ пространства порядка [Processing...]V≈10^{−39}см^3выделяется тепловая энергия порядка[Processing...]W=PV×3/2=14ТэВ смеси идеальных квантовых газов (в "квази нанопузырьке" ИКЖ пространства этого объёма).
Запишем эти и вычислим для первого мгновения возникновения этого "квази нанопузырька" величины других физических параметров.
1)[Processing...]V≈10^{−39}см^3;
2) [Processing...]W=PV×3/2=14ТэВ×0,624эрг/ТэВ≈8,74эрг;
3) [Processing...]P=2W/3V≈1,5×10^{40}дин/см^2=1,5×10^{40}бар.
Температуру этого "квази нанопузырька" квантового идеального газа мы можем вычислить двумя способами: по МКТ и по КМ.
(Продолжение следует.)

[usachev]

Вычисление по формулам МКТ температуры T в "квази нанопузырьке" ИКЖ пространства при его образовании в момент центрального столкновения пары встречных протонов в пучках БАКа.
Так как число N=2 частиц в объёме [Processing...]V≈10^{−39}см^3 нам известно (по условию), то по по формуле МКТ
[Processing...]P=NkT/V мы получаем [Processing...]T=PV/Nk.. Так как произведение [Processing...]PV равно 2/3 полной внутренней энергии W данного объёма идеального газа, то записываем:
[Processing...]T=2W/3Nk=2×8,74эрг/(3×2×1,38×10^{-16}эрг/град)=2,1×10^{16} град Кельвина.

То есть, T≈21 000 000 000 000 000 К (двадцати одному квадриллиону градусов Кельвина).

[usachev]

Вычисление по формулам КМ температуры T в "квази нанопузырьке" ИКЖ пространства при его образовании в момент центрального столкновения пары встречных протонов в пучках БАКа.
С одной стороны, в КМ из формулы де Бройля [Processing...]\lambda=h/mv следует, что [Processing...]h\nu=mv^2; а, с другой стороны, скорость протонов в пучках предельно близка к скорости света. Поэтому , мы имеем при проектной светимости БАКа для каждого протона пучка кинетическую энергию порядка[Processing...]w=mc^2/2=h\nu/2=7ТэВ.
Но для идеального газа имеет место равенство [Processing...]mv^2/2=3kT/2. Таким образом, согласно законам МКТ и формулам КМ следует, что для каждого центрально столкнувшегося протона в "квази нанопузырьке" ИКЖ пространства имеет место равенство [Processing...]3kT=2×7ТэВ=8,74 эрг. Отсюда следует
[Processing...]T=8,74 эрг/(3×1,38×10^{−16}эрг/град)=2,1×10^{16}град.
То есть, T≈21 000 000 000 000 000 К (двадцати одному квадриллиону градусов Кельвина).

(Продолжение следует.)

[zlatomir]

Похоже пора бить во все колокола.