Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 18 dotazů obsahujících »protony«
12) Anihilace
29. 05. 2003
Dotaz: Při anihilaci se uvolňuje obrovské množství
energie, mě by zajímalo v jaké formě. Je to nějaká forma elektromagetického
záření či proud nějakých částic, popřípadě jakých. (Petr Hanuška)
Odpověď: Při anihilaci se uvolňuje energie v podobě různých částic, v
nejjednodušším případě například dva fotony (tedy kvanta
elektromagnetického záření), mohou se narodit ale i spousty dalších částic
(záleží především na energii, která je k dispozici). Například v americké
laboratoři FNAL se srážejí protony s antiprotony při energiích 1+1 TeV a
narodí se dost nových částic, viz.:
http://www.fnal.gov/pub/now/live_events/index.html .
Dotaz: Měl bych dotaz ohledně stability jader a jejich přeměny.
Mě by velice zajimalo, jaký je vlastně pravý důvod toho, že atomová jádra,
která se nacházejí dále od křivky stability (tedy mají o něco více nebo méně
neutronů) jsou nestabilní. A proč jsou nestabilní, když za soudržnost jader
může silná interakce, která je silovými účinky mezi protonem a neutronem
téměř stejná. Proč tedy neexistuje např. vodík s 12 nukleony, když může
existovat uhlík s 12 nukleony?
(Kolar Pavel)
Odpověď: Milý pane,
takové jednoduché vysvětlení by mohlo být třeba v tom, že jádra
vzdálená od linie stability mají větší energii než ta bližší, a že navíc
existuje jednoduchá možnost, jak se stát jádrem stabilnějším - přeměnit
buď neutrony na protony nebo naopak tak, aby výsledné jádro mělo energii
nižší. Takže kdybyste nějak donutil být 1 proton a 12 neutronů pohromadě,
hbitě by se přebytečné neutrony rozpadly na protony a elektrony, elektrony
by vylétly a vám by zbyl C13. PROČ mají jádra daleko od linie stability
větší energii se dá vysvětlit výpočtem, ve kterém uvažujete vázaný systém
příslušného počtu nukleonů a do kterého vsadíte potenciály silné interakce
(které jsou velmi netriviální).
Dotaz: Chcel by som sa spytat na nieco o kvadrupolovom spektre.
Ked je dane jadro v základnom stave má nejake kvadrupolové
spektrum. Teraz sa chcem spytat na to, či sa to spektrum
pri excitovani jadra meni (nakolko dochadza k zmene spinu
jadra) alebo prave naopak, ci je dane spektrum stale rovnake?
Mozete mi povedat aj nejake zdroje informacii, ci uz
literaturu alebo web, odkial ste dane informacie ziskali. (Jaroslav Granatier)
Odpověď: Pravděpodobně
nemáte na mysli kvadrupólové spektrum, ale kvadrupólový
moment. To je veličina, která vyjadřuje míru geometrické
deformace daného kvantového stavu atomového jádra, např. -
jak uvádíte - stavu základního. Kvadrupólový moment se
hodí k měření tvarů, které vypadají jako protáhlý nebo
zploštělý elipsoid, tj. jako doutník nebo disk. O dalších
"vyšších" typech deformací jader se občas také
spekuluje (např. oktupólová deformace vede ke tvarům
podobným hrušce), ale s jistotou prokázány zatím nebyly.
Je-li základní stav jádra deformovaný (tj., má-li nenulový
kvadupólový moment), vznikají bezprostředně nad ním
specifické rotační a vibrační vzbuzené stavy, které si
můžeme představit - jak už názvy napovídají - jako rotace
či speciální vibrace deformované "jaderné kapky".
V případě kulatého jádra (nulový kvadrupólový moment)
nevznikají rotační stavy (v důsledku kvantové
nerozlišitelnosti částic neváže rotace symetrického objektu
v kvantové teorii energii), ale spektrum nad základním stavem
má charakter spektra kvantového oscilátoru. Dnes víme docela
dobře, která jádra jsou ve svém základním stavu
deformovaná a která naopak sférická. Máme dokonce i jakousi
představu o tom, co na mikroskopické úrovni (tj.,na urovni
elementarních interakcí mezi protony a neutrony, z nichž se
jádra skládají) ke vzniku deformace vede.
Zajímavé je, že deformace se může se vzrůstající energií
(teplotou) a momentem hybnosti (spinem) jádra výrazně měnit.
Jsou např. známy případy tzv. superdeformovaných
excitovaných stavů, kdy poměr délek poloos přislušného
elipsoidu je cca 1:2. Zdá se, že k přechodům mezi
sférickými a deformovanými tvary (nebo mezi protáhlými a
zploštělými deformovanými tvary) dochází formou jakýchsi
kvantových fázových přechodů, které trochu připomínají
fázové přechody mezi různými symetriemi krystalu.
Relevantní literaturou k tomuto tématu jsou asi jen vesměs
anglicky psané učebnice univerzitních kursů jaderné fyziky.
V poslední době jsem viděl upoutávky na český překlad
jakési popularizační knihy o jádrech, ale ještě jsem ji
bohužel sám neviděl.... O jaderné fyzice, i když z trochu
jiného hlediska, se populárně psalo např. v červencovém
čísle časopisu Scientific American (článek Jana Jolieho).
Doporučuji.
Dotaz: Při obědě u nás vypukl spor o protony. Je vodíkové jádro to samé jako proton?
Ve škole nás učili, že kyselina odštěpuje vodíkový proton H+, otec tvrdí, že
to je proton jako proton, tedy každý volný proton je zároveň vodíkové
jádro.Já tvrdím, že to je rozdíl. (Šárka Nováková)
Odpověď: Proton je jako proton a jako vodíkové jádro, navíc jsou všechny stejné a dva vedle sebe se od sebe nepoznaj.
Dotaz: Včera byl na kanálu Spectrum odvysílán dokument o tzv. Studené fúzi. Pojednával o pokusu fyziků Pondse a Fleischmanna (snad jsem pochytil ta jména O.K.) z roku 1989, kdy se při reakci uvolnilo zajímavé množství "zbytkového" tepla.
Při ověřování však nebylo dosaženo pokaždé stejného výsledku a na popud prezidenta Busche (staršího) byla ustavena vyšetřovací komise, která pokus vyvrátila.
V průběhu 90. Let pak docházelo ke střetnutí mezi přívrženci a odpůrci této metody, přičemž vždy měli navrch odpůrci. Dokument však naznačuje, že odpůrci nikdy nejednali zcela nezaujatě.
Můžete to prosím nějak nezávisle komentovat?
(Jan Rechnovský)
Odpověď: Nevylučuji v principu, že by šla najít nějaká ta
"studená fúze", tj. že by šlo nějakým trikem
nechat k sobě přiblížit např. dvě jádra vodíku, tedy
protony, aby z nich vzniklo jádro deuteria (p+n+e+neutrino).
Toto splynutí se nazývá fúze. Je ale nutno dodat oběma
jádrům velikou energii (420 keV, tedy urychlit je napětím 420
000 V a strefit se čelně), protože se na dálku odpuzují
(tak, jak bychom taky čekali od elektricky stejně nabitých
částic). Pravda je, že po překonání této energiové
bariéry se nám všechna dodaná práce nejenom vrátí, ale
ještě kus přibyde - ale kde si půjčit na ten začátek?
Klasická "horká fúze" spočívá prostě v tom, že
vodík dostatečně zahřejeme. Spočítáte-li si ale teplotu,
která odpovídá oné energiové bariéře, dostanete nesmírně
vysokou teplotu, překračující podstatně teplotu ve Slunci
(asi 15 milionů stupňů, což je jen 1,3 keV). Jeden trik je
ale v tom, že má-li látka nějakou teplotu, pak
odpovídající střední kinetická energie je opravdu jen
STŘEDNÍ, tedy některé částečky (molekuly, atomy, ionty,
podle toho, o co jde) budou v daném okamžiku mít energii
menší, jiné větší. Nepatrná část může mít i energii
podstatně větší, takže jí to stačí na fúzi - a to je
případ Slunce, které taky spíše "doutná" než
"hoří".
Další trik je v tom, najít nějaký šikovný mezistupeň,
přes který by se dala bariéra přelézt třeba tím, že by se
menší dávky energie složily dohromady - asi jako přelezete
zeď, bude-li u ní žebřík. Nalezení takového žebříku by
bylo právě onou studenou fúzí. Objektivně vzato se to zatím
nepodařilo, i když takový jev není vyloučen. (Není také
tak docela snadné poznat, zda na pár atomech k tomu došlo a
zda by to v takovém případě mělo vůbec význam.) Ovšem to,
že někdo bude zarputile hájit tézi, které věří, i když
nebyla pokusem ověřena - to už je otázka spíše
psychologická, ne-li psychiatrická.
