Delta mi!

Energetyka jądrowa nie stanowi fundamentalnej dziedziny wiedzy, takiej jak matematyka czy fizyka. Jest natomiast dziedziną bardzo szeroką – zrozumienie całości występujących tu zagadnień wymaga znajomości fizyki jądrowej, fizyki ciała stałego, termo- i hydrodynamiki, ale również takich nauk jak ekologia, ekonomia czy nawet socjologia. W tym krótkim artykule przedstawimy tylko fizyczne podstawy tej gałęzi przemysłu.

Naruszenie kombinowanej symetrii przestrzenno-ładunkowej CP (ang. charge-parity), odkryte w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku w systemie neutralnych kaonów, czyli neutralnych mezonów (stanów związanych kwark-antykwark) zawierających kwark dziwny, było sporym zaskoczeniem dla części środowiska naukowego. Później okazało się, że najprostsze wyjaśnienie tego zjawiska wymaga istnienia co najmniej trzech generacji kwarków, podczas gdy w chwili odkrycia jeszcze nie wiedziano o istnieniu kwarków, a hadronów, zawierających kwarki cięższe niż dziwny, jeszcze nie znano.

Sztab generalny pewnego zamorskiego kraju zamówił pewną liczbę bomb uruchamianych fotodetektorami wykrywającymi fotony o pewnej charakterystycznej częstotliwości. Niestety, z uwagi na panujący w wojsku tego kraju bałagan okazało się, że nie wszystkie bomby są sprawne. Jeżeli bomba jest sprawna, to absorbuje ona padający na nią foton i wybucha. Jeżeli zaś jest wadliwa, to uruchamiający zapłon detektor fotonów nie działa i nie wykrywa fotonów, więc padający na nią foton nie może wywołać eksplozji. Bomb nie da się rozebrać, można tylko oświetlać ich fotodetektory. Jak w tej sytuacji odróżnić bomby sprawne od wadliwych?

W sierpniu zeszłego roku światowe media obiegła informacja o „pokonaniu bariery prędkości światła”. Dowiedzieliśmy się, że teoria Einsteina została obalona, że podróże w czasie to tylko... kwestia czasu etc.

W 1933 roku Fritz Zwicky, badając prędkości galaktyk w gromadzie Warkocza Bereniki, uzyskał wyniki wskazujące na obecność w tej gromadzie znacznie większej ilości materii niż ta, którą było widać. Była to pierwsza ze wskazówek, że we Wszechświecie może być dużo czegoś, czego zobaczyć się nie da!

Miesiące wakacyjne to dla niektórych okres najbardziej wytężonej pracy. Nie, nie tylko dla rolników, ratowników WOPR, czy instruktorów windsurfingu. Również dla fizyków cząstek. W tym ostatnim przypadku powodem są serie letnich konferencji, na których albo prezentuje się nowe rezultaty... albo się nie istnieje.

Jak uwolnić okolicę od smoka? Sporym problemem jest samo osaczenie mitycznej bestii. Pewną szansą byłoby zaangażowanie matematyka, który by nieistnienie smoka udowodnił. Koszty byłyby jednak horrendalne. Ścisłe udowodnienie nieistnienia wymaga dokładnego zdefiniowania smoka, co nie byłoby możliwe bez szczegółowego opisania jego samego, o zwyczajach i interakcji ze środowiskiem nie wspominając. Do tego potrzebna by była cała rzesza biologów, socjologów etc.

Jednym z ulubionych poleceń w nowych, szkolnych podręcznikach fizyki jest wymienienie wszystkich stanów skupienia materii. Oprócz ciał stałych, cieczy i gazów autorom chodzi zazwyczaj o podanie czwartego, a czasem piątego stanu skupienia. Przyznam, że ja już dawno pogubiłem się, gdyż ostatnio stany skupienia mnożą się jak króliki.

Oddziaływania silne, słabe i elektromagnetyczne, w pełni zrozumiane w ramach Modelu Standardowego, są odpowiedzialne za nukleosyntezę i tworzenie się neutralnych atomów. Standardowy Model Kosmologiczny razem z Modelem Standardowym oddziaływań elementarnych daje w pełni zgodny z obserwacjami opis historii Wszechświata, począwszy od pierwszej sekundy po Wielkim Wybuchu.

Historia ruchów Browna jest niezwykle pasjonująca. Jest to historia zmagań mających na celu wyjaśnienie tajemniczego zjawiska, jakie odkrył w 1827 roku szkocki botanik Robert Brown.

Rok 2010 był pierwszym rokiem normalnego działania Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC – Large Hadron Collider).

„Liebe Radioaktive Damen und Herren”, tak zaczyna się słynny list Wolfganga Pauliego, w którym, 80 lat temu, dla ratowania zasady zachowania energii w rozpadach beta, w akcie rozpaczy, zarysował ideę istnienia bezmasowej, neutralnej cząstki, która tak słabo oddziałuje z materią, że „prawdopodobnie nigdy nie uda się jej wykryć”. Tę hipotetyczną cząstkę Enrico Fermi nazwał neutrinem.

Źródłem każdego prawdziwego sukcesu jest ciężka praca. W trakcie naprawiania i poprawiania LHC po awarii sprzed półtora roku wymieniono kilkadziesiąt kilkunastometrowych zespołów magnesów, zainstalowano kilka tysięcy czujników, co wymagało położenia kilkuset kilometrów nowych kabli, opracowano metodę i za jej pomocą wyczyszczono ponad 4 km rury próżniowej, w której panuje próżnia lepsza niż w przestrzeni kosmicznej.