Exploziile solare şi dezintegrările radioactive

Am văzut aseară la Discovery Science că s-au descoperit legături misterioase între exploziile solare şi dezintegrările radioactive. Mai precis, în perioada exploziilor solare creşte rata de dezintegrare radioactivă a uraniului, de exemplu.

Părerea mea este că acest fenomen confirmă importanţa pe care o are forma traiectoriilor în Fizică. În acest sens, legătura dintre exploziile solare şi dezintegrările radioactive ar fi dată de faptul că traiectoria sistemului solar în jurul Galaxiei nu este plană, ci este ondulată, iar aceste ondulaţii se răsfrâng simultan asupra tuturor fenomenelor fizice care se petrec în sistemul nostru solar.

Voi ce părere aveţi? Aveţi vreo idee despre ce legătură ar fi între exploziile solare şi dezintegrările radioactive?

In perioadele in care ai explozii solare puternice ai un flux mai mare de particule care vine dinspre Soare catre Pamant. Fluxul crescut de neutrini are consecinta directa cresterea ratei la care au loc dezintegrari beta, iar un flux crescut de neutroni ar duce la o rata mai mare a fisiunii nucleare. Ambele sunt posibile in diversi izotopi ai uraniului, deci asta ar fi, cred eu, ideea de baza.

Într-adevăr, e o explicaţie tentantă. Dar atunci oare de ce ei au numit ca fiind „misterioasă” această relaţie? Să nu fi ştiut ei de neutrini şi neutroni? Dar neutronii ăştia nu ar fi absorbiţi în drumul lor de la Soare la atomii de pe Pământ?

Eu am schitat doar o idee generala, strict calitativa. In fizica, pana nu pui la punct toate detaliile cantitative si poti calcula exact "ce iese" pe baza a ceea "ce intra" inca ai mistere, in orice problema.

Neutronii au o sectiune eficace de interactie cu materia extrem de mica, datorita razei scurte a interactiei nucleare, deci sansele sa se piarda masiv din ei pe drum prin absorbtie sunt infime, avand in vedere cat de mica este densitatea de materie in spatiul extraplanetar. Se poate intampla altceva insa: neutronii liberi sunt instabili, au un timp de viata de aproximativ un sfert de ora dupa care dezintegreaza beta, caz in care mai sunt sanse ca la suprafata Pamantului sa ajunga cel mult neutrinii rezultati in urma dezintegrarii, particulele incarcate fiind in principiu deviate de campul magnetic terestru (desi evident, daca sunt suficient de energetice il pot penetra).

omuldinluna a scris:Se poate intampla altceva insa: neutronii liberi sunt instabili, au un timp de viata de aproximativ un sfert de ora dupa care dezintegreaza beta, caz in care mai sunt sanse ca la suprafata Pamantului sa ajunga cel mult neutrinii rezultati in urma dezintegrarii, particulele incarcate fiind in principiu deviate de campul magnetic terestru (desi evident, daca sunt suficient de energetice il pot penetra).

Prin acest mecanism, ar rezulta, totuşi, că la atomii de pe Pământ nu mai ajung altceva decât neutrini, nu şi neutroni. Aşadar, numar dezintegrările beta ar putea fi explicate astfel, dar şi asta numai calitativ.

Nu neaparat. Neutronul are in medie un sfert de ora la dispozitie sa interactioneze cu un nucleu, deci ar putea parcurge distanta Soare-Pamant in timpul acesta daca se deplaseaza la jumatate din viteza luminii (lucru care nu este deloc imposibil pentru o particula cosmica).

Cum am spus, e o idee strict calitativa, dar cred ca acei cercetatori care se ocupa de problema asta stiu sa estimeze (si poate sa si masoare) intensitatea si distributia fluxului de particule emise de Soare, iar odata ce acestea sunt cunoscute poti calcula cam tot ce este legat de dezintegrari radioactive pentru o sursa data. Genul asta de detalii nu se dau in documentare, ca s-ar plictisi audienta, dar este cea mai simpla explicatie care mie imi vine in minte, si in general cele simple sunt cele bune. Asta nu inseamna insa ca acesta este adevarul, poate fi vorba si de cu totul altceva, asa ca daca mai afli amanunte, tine-ne la curent.

Abel Cavaşi a scris:Dar atunci oare de ce ei au numit ca fiind „misterioasă” această relaţie?

Eu am impresia că misterul se referă la influenţa neutrinilor solari asupra dezintegrării beta, proces ce nu este încă pe deplin cunoscut.

omuldinluna a scris:Nu neaparat. Neutronul are in medie un sfert de ora la dispozitie sa interactioneze cu un nucleu, deci ar putea parcurge distanta Soare-Pamant in timpul acesta daca se deplaseaza la jumatate din viteza luminii (lucru care nu este deloc imposibil pentru o particula cosmica).

Ar fi aşa dacă neutronul s-ar deplasa numai prin vid până la experimentul cu pricina. Dar, dimpotrivă, există o mare probabilitate, zic eu, să se lovească de particule aflate în spaţiu sau în atmosfera Pământului. Deci, părerea mea este că numărul de neutroni care ar ajunge la experiment este prea mic pentru a explica rata de dezintegrare.

Razvan a scris:Eu am impresia că misterul se referă la influenţa neutrinilor solari asupra dezintegrării beta, proces ce nu este încă pe deplin cunoscut.

S-ar putea, doar că nu văd de ce neutrinii solari ar fi mai privilegiaţi decât alţii în acest proces.

Am uitat să vă spun că în documentar era un grafic care arăta că dezintegrarea începe să-şi mărească rata înaintea producerii exploziei solare. Deci, dezintegrarea poate fi utilizată pentru a face previziuni privind exploziile solare. Ori, cred că această informaţie anulează toate încercările voastre anterioare.

Razvan a scris:

E normal să fie aşa. Gândeşte-te la viteza neutrinilor în raport cu viteza materiei ejectate într-o explozie solară.

Mi se pare destul de ciudat să admitem că neutrinii nu interacţionează cu nimic altceva în drumul lor decât strict cu atomii aflaţi pe masa de probă de pe Pământ, încât să se deplaseze atât de repede şi rectiliniu.

În plus de asta, este posibil ca şi producerea de neutrini solari să aibe un aport la declanşarea exploziilor solare.

Desigur, atunci putem emite şi ipoteza că aceeaşi cauză care duce la producerea neutrinilor în Soare poate duce şi la creşterea ratei de dezintegrare la atomii de pe Pământ.

Oricum, se pare că putem povesti la nesfârşit pe această temă dacă nu avem elemente cantitative de pus pe tapet. De aceea, rămân să-i cred pe cuvânt pe cei care spun că relaţia este misterioasă.

Totuşi, n-aş folosi ceva necunoscut pentru a explica ceva necunoscut. N-aş folosi influenţa neutrinilor asupra dezintegrărilor dacă şi aceasta este încă necunoscută. Mai mult, nu e vorba doar de dezintegrări beta, deci nu putem să ne folosim în explicaţii numai de neutrini.

Razvan a scris:

De care alte dezintegrări mai este vorba?

Dacă am înţeles bine, e vorba de toate dezintegrările, nu doar de cele beta.

Abel Cavaşi a scris:Dacă am înţeles bine, e vorba de toate dezintegrările, nu doar de cele beta.

Tot ce se poate! Eu ştiam doar de cele beta.

Legat de discutia de mai devreme privitoare la neutroni, spatiul extraplanetar fiind practic vid (din cate imi amintesc, densitatea medie de materie in Univers este de 3 atomi de hidrogen pe metru cub!), acestia se pot deplasa nestingheriti pana la Pamant, iar elementele chimice care compun atmosfera sunt prea usoare ca sa poata captura neutroni. Pot avea loc coliziuni inelastice si poate intr-un final capturi in straturile inferioare, mai dense, ale atmosferei, dar cred ca singurele optiuni viabile in final sunt fie dezintegrarea neutronului in drum, fie absorbtia sa intr-un nucleu greu, cu posibilitatea ca inainte de asta sa fi declansat una sau mai multe reactii de fisiune. Cat priveste numarul acestora, nu am cifra exacta, dar dintr-o sursa de dimensiunile Soarelui ma astept sa fie multi, extrem de multi .

Scenariul despre care am discutat pana acum se poate aplica in cazul fisiunii, dezintegrarii beta si gamma. Cred ca dezintegrari tip alfa ar putea fi induse de captura neutronica sau in urma dezintegrarii beta, deci pe mine ma multumeste aceasta ipoteza pentru cresterea ratelor reactiilor nucleare uzuale in timpul exploziilor solare.

Daca cineva gaseste informatii suplimentare il rog sa lase linkuri sau detalii.

Consider că mişcarea neutronilor între locul în care aceştia sunt produşi în Soare şi locul în care are loc dezintegrarea pe Pământ nu poate explica anticiparea cu care se pot prevedea exploziile solare. Deci, pe mine nu mă mulţumeşte explicaţia cu neutronii.

Am gasit povestea aici. Materialul este in engleza, iar ce spun pe scurt este ca oscilatiile ratelor de dezintegrare sunt in tandem cu orbita eliptica a planetei (adica ratele sunt mai mari la periheliu) si cu perioada de revolutie de 33 de zile a nucleului solar, dar intr-adevar, la data publicarii, adica acum aproape 2 ani, inca nu era foarte clar cum si daca neutrinii sunt particulele responsabile.

Da, relevant articolul! Deci, până la urmă, misterul tot rămâne, doar că cea mai mare parte a misterului ar putea fi de fapt modul în care influenţează neutrinii din Soare dezintegrările de pe Pământ.

Şi atunci revenim la principiul acela prost că explicăm un mister cu ceva ce nu înţelegem bine. Nu e bine! Mai bine preferaţi să explicaţi neexplicatul cu alt neexplicat decât să încercaţi să vedeţi cum e cu forma traiectoriei de care ziceam? Hmmm...

S-au facut progrese mari in fizica neutrinilor in ultimii ani, dar nu stiu daca in aceasta directie sau nu. Cum am spus deja, s-a observat o corelatie clara intre forma orbitei planetei, rotatia miezului solar si variatiile ratelor de dezintegrare. Daca exista si un factor extern, provenind de altundeva din galaxie, probabil va fi scos in evidenta de observatii mai indelungate.

Deci, vrei să spui că trebuie să aşteptăm ca experimentul să ne spună în continuare ce avem de făcut?

Eu propun o nouă teorie, bazată de altfel tot pe experiment, o teorie care cere puţin şi dă mult. O teorie care spune, printre consecinţe, că toate particulele din sistemul solar conţin simultan în forma traiectoriei lor proprietăţi ce ne vorbesc de mişcarea întregului sistem solar faţă de Galaxie. Dacă ar fi aşa, nu am putea explica relaţiile strânse dintre fenomenele solare şi fenomenele planetare?

Ce ne facem dacă mâine-poimâine descoperim că şi pe Neptun se produc simultan cu exploziile solare nişte modificări în rata de dezintegrare a nucleelor de acolo? Cum mai explicăm asta cu ajutorul neutrinilor, care nu mai pot ajunge la timp acolo?

Si daca nu-i asa, atunci ce facem ?

Nu am spus decat ca daca exista si un factor exterior sistemului solar acesta nu va putea fi detectat decat dupa o perioada foarte, foarte lunga de timp, asta in ipoteza in care conditiile acestea externe raman neschimbate la parcursul complet al sistemului solar in jurul centrului galactic.

Obiectiile principala pe care le am eu impotriva teoriei tale (sa-mi fie scuzata divagatia de la subiect) deriva din faptul ca traiectoriile clasice au caracter relativ, nu absolut, caci depind de sistemul de referinta din care sunt urmarite si in al doilea rand, de faptul ca insusi conceptul de traiectorie isi pierde sensul cand vorbim de "particule" cuantice.

omuldinluna a scris:Si daca nu-i asa, atunci ce facem ?

Dacă nu-i aşa, atunci ne chinuim să înţelegem de ce matematica spune că există ceva comun traiectoriilor tuturor particulelor din sistemul solar pe când experimentul ar spune că nu. Deşi mă îndoiesc că experimentul poate contrazice matematica.

Nu am spus decat ca daca exista si un factor exterior sistemului solar acesta nu va putea fi detectat decat dupa o perioada foarte, foarte lunga de timp, asta in ipoteza in care conditiile acestea externe raman neschimbate la parcursul complet al sistemului solar in jurul centrului galactic.

Iar eu am vorbit de nişte ondulaţii ale traiectoriei sistemului solar în jurul Galaxiei, ondulaţii a căror perioadă poate fi mult mai mică decât perioada de rotaţie în jurul Galaxiei.

[Offtopic]

Obiectiile principala pe care le am eu impotriva teoriei tale (sa-mi fie scuzata divagatia de la subiect) deriva din faptul ca traiectoriile clasice au caracter relativ, nu absolut, caci depind de sistemul de referinta din care sunt urmarite

Asta este o obiecţie importantă. Dar se datorează faptului că nu a fost înţeleasă independenţa curburii şi torsiunii de reper, n-a fost înţeles faptul că forma traiectoriei nu depinde de reper, ci este ceva intrinsec, obiectiv!

si in al doilea rand, de faptul ca insusi conceptul de traiectorie isi pierde sensul cand vorbim de "particule" cuantice.

Când veţi înţelege importanţa formei traiectoriei în Fizică, nu veţi mai obiecta că traiectoria îşi pierde sensul în Fizica cuantică. La urma urmei, se poate demonstra că noţiunea de traiectorie nu are sens? Sau este doar o poveste fără justificare, răspândită de către cei care nu au înţeles fenomenele care se petrec la scară microscopică? Cu ce justificare îşi arogă mecanica cuantică dreptul de a se pronunţa asupra relevanţei traiectoriilor? Însăşi ecuaţia lui Schrödinger conţine referire la „poziţie”. Cum vine asta, din moment ce poziţia este un concept fără sens în mecanica cuantică?

Da, chiar e o divagaţie, dar dacă ea se amplifică, atunci îi vom deschide un topic separat, pentru că merită.
[/Offtopic]