Żywa nauka – 2. Naturalne komiksy. Rem Word
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Żywa nauka – 2. Naturalne komiksy - Rem Word страница 2
Jeśli obecność pól Pauliego i stref Fermiego (mianowicie makroskopowych regionów wewnątrz obiektu, a nie cech jego spektrum) zostanie potwierdzona, fascynująca perspektywa otworzy się dla nauki. Niektóre eksperymenty, które już osiągają granicę magii naukowej, są wymienione w książce «Żywa nauka-1». Niestety, eksperymenty z wzajemnie podobnymi i przestrzennie oddzielonymi formami nie wyróżniają się dobrą powtarzalnością i jest zbyt wcześnie, aby o nich mówić. Pamięć przeszłych eksperymentów wydaje się kolidować z przebiegiem każdego nowego doświadczenia. Być może jest to charakterystyczna cecha układów kwantowych, a nie irytująca pomyłka? Jeśli przeniesiemy prawa mechaniki atomowej do naszego świata, otrzymamy zbyt wiele pytań.
Prostokątne biurety z osadzoną gorącą zawiesiną są oddalone o 6 cm, a rola wymiany ciepła w oddziaływaniu na zawiesinę jest oczywiście minimalna. Jednak ogólne «linie Fermiego» pojawiają się również w tym przypadku, w przybliżeniu tak, jak pokazano na zdjęciu, i wyjaśniają szczegóły widoczne przez oko (ale nie aparat), postać. Istnieje pokusa, aby umieścić w jednym z pojemników pewien mały przedmiot, «tag», aby zobaczyć, jak jego obecność zostanie odzwierciedlona w podobnej formie. Podobne eksperymenty, jak pokazano w książce «Żywa nauka-1», były wielokrotnie prowadzone przez autora. Zgodnie z nierozwiązanymi prawami mechaniki kwantowej lub z innych powodów, pozytywny wynik zanika.
Interesujący wynik, który można wytłumaczyć jakimś rodzajem banalności fizycznej, niezależnie od tego, czy nadal reprezentuje on działanie pola Pauli, które promujemy wśród szerokich mas społeczności naukowej. Jest szklany zbiornik wypełniony 80% gorącym (80—90 C) syropem z zawiesiną drobnego proszku metalicznego. Dodajemy kolejne 20% normalnej zimnej wody, delikatnie mieszamy i zamykamy pokrywkę. Po 15—20 minutach obraz zgrabnych ciemnych i jasnych pasków. Formacje te nie mieszają się ze sobą i utrzymują się przez kilka dni. W rzeczywistości takie wyraźne oddzielenie warstw wody nie jest powszechne. Zjawisko to zastanawia wielu naukowców badających warstwy jezior, mórz i oceanów. Kliny wodne o specjalnych właściwościach, na głębokości, czasem – wyjątkowo stabilne formowanie. Dźwięk jest odbijany od ścian kanału dźwiękowego utworzonego w ten sposób, a zatem jest w stanie pokryć odległość (tak – tak) dziesiątek kilometrów. Nawet jeśli można zrozumieć istnienie jednego, dwóch, nawet trzech skoków gęstości cieczy. Jednak tutaj mamy zdjęcie kilkudziesięciu warstw o tej samej grubości (0,7 – 1 cm), od dołu do samej górnej części pojemnika laboratoryjnego. Przejdźmy do koncepcji «pola Pauli». Ze względu na obecność sił odpychających, a nawet unikanie identycznych, wystarczająco małych przedmiotów, są one rozłożone nierównomiernie w cieczy. Fizyczne odpychanie zapobiega mieszaniu się pasm i osiadaniu na dnie, nawet pomimo naturalnej dyfuzji. Dlaczego jednak pole Pauli nie odsuwa cząstek znajdujących się w każdej poziomej warstwie? Można to wyjaśnić faktem, że pole to nie jest izotropowe. Siła wyporu jest w tym przypadku skierowana w górę iw dół, ale nie poziomo. W ten sposób hydrofilowe lub hydrofobowe cząsteczki tworzą swoje warstwy. Być może, w niektórych przypadkach, na poziomie mikroskopowym, akcja pola Pauliego jest maskowana przez tę akcję. Zakładamy jednak, że «ręce» nowego rodzaju interakcji są znacznie dłuższe niż wiązania molekularne. Jeden centymetr jest daleko od limitu. Innym wyjaśnieniem jest to, że każda warstwa ma poziomą gradację widma. W rzeczywistości wcześniejsze eksperymenty z sedymentacją zawieszonych cząstek na dnie biurety wykazały to dość przekonująco.
Przenieśmy nasze konstrukcje na odległości kosmiczne. Oto słynne pierścienie Saturna. Składają się zarówno z cząstek pyłu, ziaren piasku, jak i dość dużych, dość spiętrzonych bloków o rozmiarze około jednego metra. Astrofizycy uważają, że współistnieją przez setki milionów lat. Dlaczego warstwy się nie mieszają? Prędzej czy później, dzięki swojemu «ruchowi Browna», musiałoby się to wydarzyć. Również pola grawitacyjne, magnetyczne i elektrostatyczne przyczyniają się do mieszania elementów pierścieni. Domyślamy się, że to Pauli. Nie pozwala, aby kosmiczny pył i bardziej imponujące kamyki unoszące się w nieważkości trzymały się z daleka od siebie. Nasze założenie o pewnej nieizotropii pola P potwierdzają tak zwane «szprychy», które manifestują się na pierścieniach Saturna rozciągających się na dziesiątki tysięcy kilometrów. Gdybyśmy mieli dość wyobraźni, moglibyśmy nawet założyć, że pchanie galaktyk z coraz większą prędkością («czerwone przesunięcie») lub przynajmniej utrzymywanie grawitacyjnego Wszechświata w stanie stacjonarnym jest również odpowiedzialne za Pole Pauliego
Jednym z paradygmatów Living Science jest to, że oddziaływanie ciał zawsze odbywa się nie przez ich całkowitą objętość, wzdłuż środków masy lub ładunków, ale jako indywidualna wymiana kwantów, składanie ich mikroskopijnych cząstek. Średnio wynik jest w przybliżeniu taki sam, jak gdyby obiekty makroskopowe były połączone zwykłymi siłami centralnymi. Ale są istotne niuanse. Spróbujmy zrozumieć doświadczenia z poprzedniej edycji Living Science. Wyobraź sobie, że masz dwa stałe magnesy w rękach. Zmień pozycję jednego z nich – drugi odpowie mu natychmiast. Wyobraź sobie teraz, że są to magnesy elementarne – żelazne atomy z elektronami krążącymi w ich orbitale (z nieskompensowanym spinem). Przenieś jeden – zmień pozycję drugiego, prawda? Tak samo. Jeśli podamy atomowi temperaturę, przyspieszymy jego oscylacje w siatce metalowej, czy odpowiednia prędkość ruchu termicznego drugiego magnesu elementarnego odpowiednio wzrośnie? Zwiększamy liczbę magnesów do wielu bilionów, aby uzyskać magnes stały widoczny dla naszych oczu. Jeśli więc podgrzejesz magnes znajdujący się w polu interakcji z innym magnesem, czy ten drugi również stanie się cieplejszy? Jest to pytanie, na które trudno odpowiedzieć od razu. Uważa się, że, z grubsza mówiąc, «pole magnetyczne nie topi się», mogą łatwo utrzymywać plazmę wysokotemperaturową bez obawy o jakiś wpływ na magnesy Tokamak lub Stellarator. Czy nie jest to jednak przyczyną całkowitych niepowodzeń w budowie «elektrowni wodorowych przyszłości»? Autor przeprowadził kilka eksperymentów, w których próbował przenieść ciepło z jednego magnesu na drugi za pomocą tylko jednego pola magnetycznego. W ciągu 0,1 C, gdy jeden z magnesów jest ogrzewany w temperaturze 120°C, w odległości 4 cm (nie wiem, jakie jest natężenie pola magnetycznego magnesów z głośnika dźwiękowego), nie nastąpił transfer ciepła. Wynik był również negatywny dla zawiesiny namagnesowanego proszku w gęstym