Arkisto
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- syyskuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- heinäkuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Sekoittumista
Minulta on kysytty viime tiistaina myönnetystä Nobelin fysiikan palkinnosta, joten sanon siitä lyhyesti.
Palkinto myönnettiin Takaaki Kajitalle ja Arthur B. McDonaldille ”neutriino-oskillaatioiden löytämisestä, jotka osoittavat, että neutriinoilla on massa”. Neutriino-oskillaatioista, eli neutriinojen muuttumisesta toisikseen, annettiin Nobelin palkinto jo vuonna 2002, ja kirjoitin siitä neljä vuotta sitten seuraavasti:
”Tällainen sekoittuminen on mahdollista vain kun neutriinojen massat ovat nollasta eroavia, joten neutriino-oskillaatiot ovat osoitus fysiikasta Standardimallin tuolta puolen. Vaikka tästä myönnettiinkin osa fysiikan Nobelin palkintoa vuonna 2002, löytöä ei kuitenkaan pidetä kovin ihmeellisenä, koska neutriinoiden massat olisi voinut laittaa Standardimalliin alun perinkin. Joskus neutriinojen massat katsotaankin vaivihkaa osaksi Standardimallia, kuin kyseessä olisi päivitys.”
On muuten huomionarvoista, että neutriino-oskillaatiot havaittiin alun perin kokeissa, jotka oli rakennettu etsimään protonin hajoamista, mikä olisi merkki Standardimallia laajemmista yhtenäisteorioista, ja jota ei vieläkään ole nähty. Tämä on esimerkki siitä, että ei voi ennustaa, millaisia kiinnostavia asioita kokeissa tulee vastaan. Koe voi olla parin Nobelin arvoinen, vaikka se ei löytäisi sitä, mitä lähdettiin etsimään.
Neutriinojen oskillaatiot olivat ensimmäinen laboratoriossa havaittu merkki Standardimallin tuonpuolisesta, mutta taivaalta tehtyjen havaintojen perusteella oli jo aiemmin päätelty, että on olemassa pimeää ainetta, mitä Standardimalli ei selitä. 1970-1980-luvuilla kaavailtiin, että pimeä aine voisi koostua neutriinoista, ja tässä niiden massoilla on ratkaiseva merkitys. Nykyään massat kuitenkin tiedetään niin pieniksi, että neutriinot ovat vain pieni osa pimeästä aineesta, korkeintaan prosentin luokkaa.
Kumma kyllä, lopuista 99% pimeästä aineesta ei ole vieläkään myönnetty Nobelin palkintoa, vaikka siitä on monenlaista todistusaineistoa gravitaation kautta (ja sitä etsitään monella tapaa muuten), ja keskeisiä havaintoja tehnyt Vera Rubin on vielä hengissä. Maailmankaikkeuden kiihtyvästä laajenemisestakin myönnettiin Nobelin palkinto, vaikka sen syytä ei ole tyydyttävästi ymmärretty, joten sen, että pimeän aineen hiukkasta ei etsinnöistä huolimatta ole löydetty, ei luulisi olevan esteenä.
Päivitys (12/10/15): Palkittujen nimet lisätty.
12 kommenttia “Sekoittumista”
Vastaa
Tarinoita tyhjyydessä
Minua oli pyydetty puhumaan lyhyesti runouden merkityksestä maailmankaikkeudessa Käpylän kirjaston kirjakalaasissa tänään, Aleksis Kiven ja suomalaisen kirjallisuuden päivänä. Sanoin jotakin seuraavanlaista.
Mitä enemmän tutkimme maailmankaikkeutta, sitä paremmin ymmärrämme, että ei ole olemassa kosmisia merkityksiä: ei niitä voi löytää, kaikki pitää keksiä. Ainoat merkitykset ovat ne, jotka itse kehitämme ja joita yhdessä kuvittelemme, joilla täytämme maailman välinpitämättömät puitteet inhimillisyydellä.
Runoudessa on tärkeää sanojen välinen tyhjyys. Runon sanat ovat kuin arabian ja heprean konsonantteja, joiden väliin vokaalit hengittävät merkityksen.
Voi kertoa tarinoita maailmankaikkeuden historiasta ja paikastamme siinä, tarinoita, jotka antavat näennäisiä merkityksiä toisiaan seuraaville muodonmuutoksille ja aineen kasautumille, tähtien tai ihmisten muotoon.
Runoillakin voi sepittää ihmisiä ja ihmisryhmiä, keksiä kansakunnan tai antaa äänen kylän hengelle, joka yhdistää siitä itsensä tunnistavat ja sivuuttaa ne, jotka eivät koe samoin.
Niin maailmankaikkeudessa kuin runoudessa: se että asiat ovat keksittyjä, ei tarkoita sitä, etteivätkö ne olisi todellisia.
Voisiko neutrinon spin olla vastuussa pikkiriikkisestä massasta? Vaikka esim. fotonin 1-spinillä ei voi olla massaa, ehkä leptoneiden ½-spinmillä voi???
Jari Tynkkynen:
Ei.
Hiukkasella voi olla massa, vaikka sen spin olisi 1. Fotoni on massaton siksi, että se on sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjä, ei siksi, että sen spin on 1.
Kaikkien muiden Standardimallin ainehiukkasten massa on paljon isompi kuin neutriinojen, vaikka niilläkin on spin 1/2.
Kun neutrinot ja niiden oskillaatioiden mukanaan tuomat massat nyt ovat Nobelien myötä kovasti esillä, eikö olisi Syksy Räsäsenkin puolelta aiheellista selvittää hieman tarkemmin tälläkin palstalla, mistä tässä kaikessa on kysymys. Toki Syksy on aiemminkin ansiokkaasti tätä selvitellyt (ylläolevien linkkienkin mukaisesti) mutta lähinnä (vanhan) standarditeorian puitteissa.
Vaikka osaltaan hypättäisiin hieman Standarditeorian tontin ulkopuolelle (tai uudelle päivitykselle), kiinnostaisi kovasti asiantuntijan yhteenveto oikeakätisistä neutrinoista, neutraaleista fermioneista eli Majorana-hiukkasista, mahdollisesta leptoniluvun särkymisestä (ja sen vaikutuksesta kosmologiaan, baryogenesiin/leptogenesiin (sähköheikko sphaleroni), CP-symmetriarikkoon jne). Eli yleisesti Sakharovin ehtoihin.
Miksi neutrinoilla on häviävän pieni massa (ja vastaavasti Majorana-neutrinoilla mahdollisesti valtava massa)? Mistä tulevat neutrinojen massat? Ilmeisesti Higgsillä ei ole mitään tekemistä asian kanssa (vai onko?). Yhteys pimeään aineeseen? Kerro myös hypoteettisestä neutrinottomasta kaksois beta decaystä (jota ilmeisesti myös LHC:ssä jahdataan). Kerro myös kiikkulautasysteemistä (jollaisen teorian ymmärtääkseni myös Kari Enqvist on loihtinut). Jne.
Maailmanhan pitäisi olla vasen/oikea -symmetrinen. Kö?
Lentotaidoton:
Baryogeneesistä on täällä:
http://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/aineen_synty
Voi olla, että palaan vielä oikeakätisiin neutriinoihin ja niiden yhteyteen baryogeneesiin, katsotaan.
Haluaisitko Syksy jossain tulevassa blogimerkinnässä kommentoida myös tätä koetta ja sen merkitystä: http://hansonlab.tudelft.nl/loophole-free-Bell-test/
Mika:
Lomittumisesta, ks. http://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/arjen_epatotuus
Taustaa on myös täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/kahden-ikkunan-nakoala/
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/koopenhaminan-takana/
Tuon kokeen tulos ei ole odottamaton, eikä se myöskään sulje kaikkia porsaanreikiä, osan vain.
Kiitos linkeistä. Olen seurannut blogejasi Tiede-lehden ajoista alkaen, joten nämä olivat tuttuja tekstejä, mutta ei kertaus koskaan pahaa tee. Voisitko vielä avata näitä jäljelle jääviä porsaanreikiä? Tutkijathan mainostivat koettaan artikkelinsa otsikossakin ”loophole-freenä”.
Arjen epätotuus -tekstissä kirjoitit ”Toisin sanoen joko spineillä ei ole koko ajan määrättyä tilaa, tai kahden mittauksen välillä on aina jokin yhteys – vaikka ne tehtäisiin niin nopeasti peräjälkeen, että valo ei ehdi matkata niiden väliä. Kvanttimekaniikassa pätee ensimmäinen vaihtoehto: hiukkasten spineillä ei ole mitään arvoa ennen kuin ne on mitattu.”
Tarkoitatko, että kvanttifysiikassa mittausten välillä ei ole aina jotain yhteyttä? Minulle muodostui esityksistä se kuva, että nimenomaan spineillä oli yhteys toisiinsa.
Mika:
Valintoja siitä, mikä spinin suunta mitataan, ei ole mahdollista tehdä riippumattomasti, koska valitsijat (ja kaikki heihin vaikuttavat ympäristötekijät) ovat olleet yhteydessä toisiinsa.
Tuo muotoilu yhteydestä on tosiaan vähän harhaanjohtava. Tarkoitin viestiyhteyttä, eli sitä, että mittaustapahtumien välillä kulkee informaatiota. (Kvanttimekaniikassa näin ei tapahdu.)
Ehkäpä palaan tähän vielä.