V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
projektu fotonové rakety počítá anihilační reakcí, popř. Jak bylo již výše nastíněno, záření vznikající při
anihilační nebo termonukleární reakci není světelné, ale vysokoenergetické korpuskulární záření, pro které neplatí
zákon odrazu; zrcadlo žádného známého materiálu toto záření neodráželo, ale převážně absorbovalo, což vedlo
k jeho tepelnému zničení. 1..
Pozn.2008 12:13:46]
. Pro fotony však nejpříznivější poměr (předaná
hybnost→tah)/(potřebná emitovaná hmotnost energie). problém mnohem složitější, vyskytují překážky
nejen technického, ale principiálního fyzikálního charakteru.5 Elementární částice
Kromě produkce vlastních antiatomů dalším krajně obtížným problémem jejich izolace od
okolní hmoty (snad daly určitou dobu udržet magnetickém poli), aby zabránilo
okamžité anihilaci.: Místo "fotonová raketa" možno použít názvu "kvantová raketa", neboť požadovaný efekt vzniká nejen
emisí fotonů, ale jiných kvant-částic nesoucích hybnost.: →
µ− ν'µ Následuje rozpad mionů, např.
Interakce elementárních částic obecné vlastnosti
Pod interakcemi elementárních částic rozumíme procesy při vzájemných srážkách dvou částic
nebo srážkách částice atomovým jádrem (zde problematika částečně prolíná jadernými
reakcemi rozebíranými výše §1. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Antihmota možný zdroj energie?
V populárně-naučné sci-fi literatuře často uvádí, při anihilaci hmoty antihmotou dochází 100-%
přeměně hmoty energii, souladu Einsteinovým vztahem m. Není však světlo, ale tvrdé záření gama, které zrcadlem fotonové rakety neodráželo,
ale pohlcovalo. Mohla tedy vzdálené budoucnosti
být antihmota nevyčerpatelným zdrojem energie, popř. sloužit pohonu mezihvězdných lodí (fotonové rakety*)
na rychlosti blízké rychlosti světla? Bohužel tomu tak není, resp. Při interakcích elementárních částic mezi nimi působí tři
základní druhy sil (fyzikálních polí) *):
■ Silné interakce mezi hadrony (mezony, baryony) mohou vyvolávat jednak rozptyl, jednak jaderné
reakce, při vysokých energiích pak procesy vzniku nových částic antičástic, jako jsou π-
mezony, nukleony, hyperony jejich kombinace.c2.
Při vyzáření tato hybnost předává zdroji opačném směru, přičemž předaná hybnost jednotku času udává
působící sílu "tahu".3).
Při anihilaci elektronu pozitronem skutečně veškerá klidová hmotnost obou částic mění elektromagnetické záření:
e+ 2γ. p'+p→2π++2π−+πο pak rozpadají miony neutrina, např. vytvoření většího množství antihmoty, stejně jako složitějších antiatomů, není
zatím žádná naděje blízké budoucnosti..htm 43) [15.RNDr. vůbec není možné využít energii
odnášenou neutriny.
V hypotetickém "anihilačním reaktoru" budoucnosti tedy muselo být dosaženo nejen účinné energetické
využití tvrdého záření ale uzavření protonového, pionového, mionového elektronového (+
antičásticového) vysokoenergetického "plasmatu" tak, aby sekundární částice mohly spolu účinně anihilovat. Zatím
není znám žádný fyzikální mechanismus, který umožňoval.
■ Elektromagnetické interakce nabitých částic způsobují Coulombovský rozptyl, radiační procesy jako
http://astronuklfyzika. ν'e+ νe+ ν'µ teprve potom by
mohla nastávat anihilace elektronů pozitrony (všechny tyto interakce jsou podrobněji rozebírány níže).10. Při anihilaci protonů neutronů antiprotony antineutrony však nevzniká elektromagnetické
záření (aspoň přímo), nýbrž π-mezony, např.f/c).cz/JadRadFyzika5. Výrazně projevují neutronů (vzhledem jejich rozpadu beta),
neutrin (interakce neutrin nukleony viz popis neutrinových experimentů §1.f hybnost p=h.2) a
vysokoenergetických procesů, kde vznikají mezony hyperony další částice rozpadající v
důsledku slabé interakce. Aby tento "raketový efekt" byl znatelný, třeba neobyčejně vysoký tok záření, který není
dosažitelný stávajícími technickými prostředky.
■ Slabé interakce, projevující leptonů, mezonů baryonů, při srážkách většiny druhů částic
uplatňují jen poměrně okrajově.
*) Fotonová raketa
Kolimovaný zdroj elektromagnetického záření vykazuje efekt "raketového tahu" (je obrácený efekt světelnému
tlaku, který poprve pozoroval již Lebeděv)..
s termonukleární reakcí, která probíhala ohnisku velkého polokulového parabolického zrcadla, které by
odráželo vznikající fotony kolimovalo směrem "dozadu". důsledkem zákona zachování hybnosti, neboli zákona akce a
reakce: elektromagnetické záření tok hybnosti, který klasické elektrodynamice popsán Poyntingovým vektorem a
z kvantového hlediska dán hybností fotonů (každý foton vlnění frekvenci energii E=h
