19. Cz.4. Wnioski bezpośrednie

   Kontynuujmy. Jeśli w modelu tym jest jakieś źdźbło prawdy, to rola, jaką spełniają neutrina w przyrodzie jest zróżnicowana i zależna tak od ich liczebności, jak i od wielkości ich rzeczywistej masy (ujemnej). Ale to rzecz bardziej złożona. Warto wyobrazić sobie proces uwalniania się neutrin z panelsymonu jako lawinę zapoczątkowaną przez nieliczne „forpoczty” i kończącą się nielicznymi resztkami. Jak lawina śnieżna. Rozkład ilościowy neutrin w funkcji czasu tworzył więc chyba krzywą dzwonową.

    Neutrina bardzo szybkie, a więc te o najmniejszej energii (z naszego punktu widzenia) mają masę (jej część rzeczywistą) stosunkowo dużą (ujemną). Dla przykładu, jeśli prędkość wynosi ok. 10c, to (na bazie wzoru (X), otrzymujemy masę równą ok. –1000eV (gdy przyjmiemy dla przykładu, że m = 100eV). Unikają więc w największym stopniu materię pozostałych cząstek, stąd ich (jeszcze większa) przenikliwość.

    Spontaniczny rozpad jest zjawiskiem powszechnie znanym. Spontaniczny? Tak się dziś sądzi. Mimo wszystko każdy (powiedzmy, że prawie – mamy przecież cząstki wirtualne, rezonanse) rozpad jest wymuszony, przede wszystkim przez neutrina tła. Tak ja to widzę. Neutrina o energii pośredniej (mezo-energetyczne) stanowią zdecydowaną większość (zgodnie z przypuszczalnie gaussowskim rozkładem). Koncentracja właśnie tych ze środka Ureli jest największa. Właśnie te neutrina, tworząc tło i dominując ilościowo, powodują „spontaniczne” rozpady cząstek swobodnych. Chodzi o to, że prawdopodobieństwo zajścia rozpadu w związku z dużą ilością tych neutrin, jest największe. Stąd średni czas życia większości cząstek jest bardzo krótki. Na przykład średni czas życia mezonu π zero wynosi (8,4 ± 0,6)·10^-17s. Neutrina te nie należą więc do tych wysoko-energetycznych, które w Kamiokande uprzedziły nas o wybuchu supernowej 1987A.¹⁾

[Jeśli rozpad cząstek jest wymuszony, to sądzić można, że w miarę rozszerzania się Wszechświata, koncentracja neutrin tła maleje. To prowadzić powinno do wydłużenia się czasu połowicznego rozpadu cząstek, a patrząc wstecz powinniśmy wykryć, że rozpad cząstek (jąder promieniotwórczych) dawniej przebiegał szybciej. Tę rzecz należałoby sprawdzić poprzez obserwację. Sądzę, że warto sprawdzić tę możliwość. Potwierdzenie tego przypuszczenia stanowiloby potwierdzenie całej koncepcji. Czy intensywność promieniowania, szczególnie tego wysokoenergetycznego (zdolność emisyjna, luminancja) odległych galaktyk jest większa? Czy wzrasta wraz z odległością?]   

  Kontynuując stwierdzić możemy, że koncentracja tych wysokoenergetycznych, zgodnie ze stwierdzonym powyżej dzwonowym rozkładem nie jest wielka. Stąd ich rzadkość i właśnie dzięki temu możliwość rozróżnienia i wyodrębnienia jako produkty konkretnych reakcji jądrowych, a w większej skali jako pozostałości po wybuchu supernowej. Te bowiem nie stanowią tła, a na tle wyróżniają się, gdyż zakłócają jednorodność promieniowania tła z powodu uczestnictwa w konkretnych oddziaływaniach. Przy tym ich detekcja jest łatwiejsza w związku ze stosunkowo dużym przekrojem czynnym. Sam rozpad konkretnych jąder jest zjawiskiem selektywnym, rezonansowym także w odniesieniu do określonych neutrin. Dlatego właśnie te neutrina się ujawniają.

   Wróćmy do pędu neutrina (powiedzmy, że antyneutrina). Oto, co otrzymujemy w kontekście powyższych konkluzji. Przede wszystkim stwierdzić powinniśmy, że także jego pęd jest liczbą zespoloną, w dodatku taką, której część rzeczywista jest różna od zera. Rysunek poniższy przedstawia wynik rozpadu neutronu (to, co się dzieje także podczas rozpadu β próbki materiału promiemiotwórczego), w układzie środka masy związanego

z protonem jądra atomowego, trzecią cząstką otrzymywaną w tym rozpadzie. Tym razem przyjmujemy istnienie części rzeczywistej masy antyneutrina. Widzimy, że część urojona pędu antyneutrina ma kierunek prostopadły do kierunku osi, na której pęd elektronu oraz część rzeczywista pędu antyneutrina tworzą jedną prostą. Zgadza się to z interpretacją doświadczenia pani Wu podaną wyżej. Porównaj to z treścią ilustracji poprzedniej (z rozwiązaniem problemu, którego nie zaakceptowaliśmy z powodu naruszenia zasady zachowania pędu). Widzimy tu, że tym razem zasada zachowania pędu jest spełniona. Antyneutrino ma masę rzeczywistą, a więc i pęd rzeczywisty (zwrócony przeciwnie do pędu elektronu). A co ze skrętnością antyneutrina, jego momentem pędu? W modelu tym, z założenia, oś obrotu elektronu jest prostopadła do kierunku jego ruchu postępowego. [Dokładnie prostopadła, a nie jakaś w uśrednieniu pochyła z powodu uwarunkowań probablistyczbnych. Mamy tu do czynienia z deterministycznym śledzeniem pojedyńczych cząstek, a nie z obserwacją (całej populacji cząstek) i związaną z nią nieoznaczonością. Nie angażujemy w to złożonego aparatu mechaniki kwantowej (operatory, funkcje falowe).] Zasada zachowania krętu żąda więc (jeśli model ten ma być słuszny), by część rzeczywista skrętności antyneutrina, także równa była zeru, to znaczy, by w kierunku osi rzeczywistej, jego oś obrotu była jednak prostopadła do kierunku ruchu postępowego. Oznaczałoby to w ogólności, że rzut momentu pędu neutrina na kierunek jego ruchu jest liczbą urojoną i dla odmiany, rzut na kierunek prostopadły do kierunku ruchu jest liczbą rzeczywistą. Dziś twierdzi się, że skrętność większą lub mniejszą (rzut na kierunek ruchu postępowego), posiada także elektron. Czy słusznie? Wróć, wyekwipowany w wyobraźnię, do rysunku pierwszego. Mamy tu rozwiązanie problemu, który, jak na razie, zalega pod dywanem czekając na lepsze czasy. Czy nadeszły? Czy elektron naprawdę powinien posiadać skrętność? Skrętność pozostała wyłącznie sprawą neutrin, a elektrony i pozostałe cząstki oddziaływujące elektromagnetycznie, nie posiadaja skrętności. Przy tym neutrina, w związku z ich masą zespoloną mogą też posiadać moment pędu poprzeczny (część rzeczywista). To coś nowego.

   Sądzę też, że warunki kwantowe, w sytuacji tu opisanej powinny prowadzić do opisu zagadnienia, zbieżnego z treścią powyższych wynurzeń. Należałoby tylko poszerzyć kwantowe spojrzenie na sprawę. Wiązałoby się to na przykład z koniecznością wprowadzenia nowych operatorów kwantowych, uwzględniających możliwość ruchu z prędkościami nadświetlnymi, hermitowskich z uwzględnieniem nowych uwarunkowań. Oczywiście należałoby także poszerzyć zakres spojrzenia na nieoznaczoność heisenbergowską. Otrzymalibyśmy nowe, fizycznie realne, rozwiązania funkcji falowych. Wówczas być może okaże się, także w mechanice kwantowej (nie miałem czasu na gruntowne przebadanie sprawy), że skrętność mimo wszystko jest, jak wspomniałem powyżej, parametrem charakteryzującym wyłącznie układy neutrinowe.  Młodzi do roboty! Obiecuję Wam parę Nobli.

    Wniosek stąd, że istnienie skrętności neutrina zbieżne jest z jego nadświetlną prędkością. [Może tylko dlatego, gdyż są reliktem fazy Urela.] Sądzę, że powyższe rozwiązanie problemu jest bardziej koherentne, niż rozwiązanie tradycyjne, przyjmujące prędkość neutrina za mniejszą lub równą prędkości światła (niezdecydowanie). Otrzymujemy je jednak zakładając, że cząstki neutrino znajdują się po drugiej stronie osi jaką tworzy niezmiennicza prędkość c. Jak widać, zasady zachowania, w formie stosowanej przez nas, obowiązują w naszym, podświetlnym świecie, to znaczy, stosują się wobec wszystkiego, co ma masę rzeczywistą (dodatnią, ujemną lub zerową – w odniesieniu do fotonów). Nie dziw. Dotyczą bowiem układów lokalnych.

    Wszyćko piknie, niepokoi jednak trochę ujemna masa rzeczywista neutrin. Wynikałoby stąd, że aby składowa rzeczywista pędu antyneutrina (z rozpadu b) była przeciwna (pędowi emitowanego elektronu), to poruszać się powinno w tę samą stronę, co elektron (albo w rzeczywistości otrzymujmemy... neutrino, które postrzegamy jako anty-). Rysunek poniższy uwzględniałby tę rzecz, tym razem jako konkluzja (Czy ostateczna?). Zatem, ta pierwotna (robocza) propozycja nie była tak całkiem pozbawiona sensu. 

A co mówi historia? Podejmowane były próby ratowania symetrii zwierciadlanej, bo przecież rozsądek, nie tylko ten „zdrowy” nie godził się na takie „imperadictum”. Asymetria przyrody wprawia w zakłopotanie a nawet szokuje; wydaje się czymś wprost nielogicznym. Widocznie przy jej opisie coś zostało pominięte. Człowiek, jak na niego przystało, znów popełnił jakąś niesprawiedliwość i obciąża oczywiście nie siebie, lecz Przyrodę.

Pretensje ma się też do Pana Boga pomimo, że wciąż próbuje się Go przekupić, nie tylko na tacy w Jego przybytku. Chitrusek, mądrala stego człeka. Homo sapiens (człowiek rozumny), a jednak wszyscy idioci na świecie, to ludzie. Niesprawiedliwość... Ileż dziś jest kłamstwa i nieuzasdnionych, oszczerczych oskarżeń... Cały świat najlepiej wie, kto jest wszystkiemu winien: cykliści. Trzeba ich wysłać do nieba (...), skąd przybyli parę tysięcy lat temu. Różne Galileusze, Newtony, Einsteiny, Bohry, Borny, Bohmy, Freudy, Feynmany; Pauli, Landau i tysiące innych. Fajnie. Prawdziwa ludzkość wyżywa się tam, gdzie nie ograniczają jej zakazy i nakazy kosmitów, nazywane etyką i moralnością – optymalne warunki panują w Syrii, Iraku, Iranie, Afryce Północnej i Środkowej, Hamastanie; tam, gdzie przed sześciu tysiącami lat... bardzo poprawiają się też w prawie całej Europie zachodniej i północnej. Także w środkowo-wschodniej mamy głosicieli ludzkich wartości, werbalnie w innym kolorze, ale z tym samym zapachem. Oto awangarda, oto Opowieść o Prawdziwym Człowieku...

A jeśli ci „kosmici” odejdą? To po krótkim czasie apokalipsy znów przyroda zapanuje na Ziemi. Amen.

¹) Zaraz, zaraz. Masa większości neutrin (ujemna) jest stosunkowo duża. Jeśli na przykład przyjmiemy, że pewne neutrino porusza się z prędkością 10c, to część rzeczywista jego zespolonej masy równa jest prawie -10m. Zauważmy jednak, że jeśli masa (ujemna) jest zbyt duża, w przypadku neutrin najszybszych (jest ich stosunkowo mało), nie mogą one spowodować rozpadu, nie mogąc się po prostu zbliżyć do cząstek (zbyt silne odpychanie, odczuwane w stosunkowo dużym zasięgu). A teraz, znając czas połowicznego rozpadu cząstek, w tym neutronów, i modelując sam ich rozpad działaniem neutrin (to wymagałoby sporego zbiorowego wysiłku teoretyków), można by mieć nadzieję na uzyskanie jakiejś indykacji na wartość masy górnej, czyli rzeczywistą wartość zespolonego współczynnika masy  neutrina (ZWMN). Umożliwiłoby to także opis oddziaływań między samymi neutrinami. Gdyby w dodatku, daj Boże, w tym wszystkim było choć odrobinę więcej, niż fantazja...     

Jak już fantazjujemy... Na samym początku był krótki bezruch. Teraz mamy materię o masie dodatniej – przyciagającą się, oraz neutrina o masie ujemnej, odpychające ją. Neutrina są dokładnie wymieszane z materią „naszą”. Stąd intuicyjny wniosek, że powszechne przyciąganie kompensowane jest przez odpychanie. Stąd płaskość przestrzeni – tym bardziej, że do „płaskości” przestrzeni doszliśmy wcześniej inną drogą (ogólnie i bez wdawania się w strukturalne szczegóły). Także na tę rzecz zwróciliśmy uwagę wcześniej. Dawniej jednak wątpliwość wzbudzała znikomość zmierzonej masy neutrin. Teraz już wiemy, że w odniesieniu do neutrin stanowiących większość (tych, których wykryć nie potrafimy), ujemna masa rzeczywista jest stosunkowo duża, nie mówiąc o masie tych najszybszych (najrzadziej występujących). Osobiście nie byłbym za tym, by odpychaniem neutrin uzasadniać istnienie ciemnej energii. Niejednokrotnie wskazywałem na jej faktyczne nieistnienie. Argumentacja z użyciem środków matematycznych znajduje się w artykułach pod wielce mówiącym tytułem: "Katastrofa horyzontalna".   Tam wyprowadziłem wzór na wielkość osłabienia supernowych, zgodny z obserwcją. Że ktoś zachachmęcił Nobla? Niech im będzie na zdrowie (Tym, którzy przyznają tę nagrodę. Zresztą nie po raz pierwszy dają plamę.).

18. Cz. 3. Modelowania ilościowego neutrin ciąg dalszy

    m₀, to oczywiście nie masa spoczynkowa, już wiemy dlaczego. Możliwe, że byłoby to  przypuszczalnie  zespoloną masą neutrina w momencie ustania Ureli, masą tych neutrin, które oddzieliły się w ostatniej chwili, w momencie zapoczątkowującym przemianę fazową. Oczywiście nie jest nam znana. Jej wyznaczenie, jeśli to wszystko ma jakikolwiek sens, jest sprawą przyszłości. W kontekście naszych rozważań stanowić może jednak pojęcie pomocnicze.

Zastosujmy je. To przecież tylko przymiarka, rodzaj matematycznego upoglądowienia przemyśleń. W opisanej tu sytuacji uzasadnionym jest przyjęcie tezy, że ta masa jest liczbą zespoloną. Zapiszmy to:

                                                                m₀ = m + im                    (****)   

                                   

Tutaj: m jest częścią rzeczywistą  Zespolonego Współczynnika Masy Neutrin (ZWMN) – Complex Coefficient Mass of Neutrino. Nazwijmy ją masą górną. Podstawmy wyrażenie (****) do wyrażenia (***). Oto co otrzymujemy:

Zauważmy, że część rzeczywista masy neutrina jest w naszym modelu liczbą ujemną, co odpowiada przypuszczeniom, które pojawiły się już w poprzednich artykułach, o odpychającym działaniu neutrin, powodujących, wskutek właśnie tego, rozpady cząstek. Ta ujemna masa jest także  przyczyną tego, że neutrina są tak bardzo przenikliwe. W samej rzeczy, masa ujemna oznacza odpychanie także materii „z sąsiedztwa”, w większym zasięgu. To wyjaśniałoby więc znikomy przekrój czynny na zderzenia neutrin z innymi cząstkami, innymi słowy fakt „unikania” materii substancjalnej, a więc łatwość, z jaką neutrina ją przenikają. Jak wiadomo, materia dla neutrin jest właściwie idealnie przeźroczysta.

   Przy defiowaniu ZWMN uznałem, przynajmniej roboczo za słuszną, równość części rzeczywistej i urojonej (m), wiedziony intuicją i potrzebą widzenia w tym jakiejś symetrii. W dodatku, gdyby nie były równe, szukalibyśmy przyczyn tego, a w związku z tym musielibyśmy określić związek między nimi, będący konsekwencją...czego? Może jednak się mylę. Nie w tym jednak rzecz. W tym momencie chodzi bowiem o stwierdzenie istnienia części rzeczywistej, zespolonej masy neutrina; tej, którą zmierzono, a właściwie oszacowano, na przykład w Los Alamos. Jak widać ze wzoru (X), część rzeczywista masy jest tym mniejsza, im prędkość neutrina bliższa jest prędkości światła (od góry). Dla prędkości „relatywistycznych”, czyli bliskich prędkości światła, masa (składnik rzeczywisty) jest znikomo mała, co stwierdzono doświadczalnie. Okazuje się, że przekrój czynny na detekcję neutrin jest tym większy, im większa jest ich energia, a energia jest tym większa, im prędkość bliższa jest prędkości światła (od góry). Wraz z tym masa (jej część rzeczywista) bliższa jest zeru, czym upodabnia się neutrino do fotonu o dużej energii. A fotony o małej energii, na przykład fotony światła widzialnego, a tym bardziej fal radiowych? One energią odpowiadałyby neutrinom szybkim o mniejszej energii (i większej masie), ale nie wykrywalnym, przynajmniej dziś – z powodu silniejszego odpychania.  Wniosek stąd, tak mimochodem, że w różnych doświadczeniach oczekiwać powinniśmy różnych mas (rzeczywistych) neutrin, zależnych od chemicznego składu detektorów. Warto i tę rzecz sprawdzić. To propozycja, gdyż ja nie dysponuję odpowiednimi środkami. Przypominam, że sam wzór (X) wcale nie musi być ostateczną fomułą. To tylko pierwsza przymiarka. Podkreślam, że masa ta jest ujemna. Im wartość tej masy jest mniejsza, tym słabiej neutrino jest odpychane przez inne cząstki, tym łatwiej neutrinu wtargnąć do jądra atomowego i spowodować jego rozpad. Neutrino takie wymusić może choćby rozpad neutronów w jądrach niektórych atomów, na przykład tlenu (jak w detektorze neutrin Kamiokande w Japonii). Istnieje więc zgodność proponowanego tu modelu z faktami ustalonymi empirycznie. Co do strony ilościowej, sprawa jeszcze nie jest zamknięta, dlatego nie proponuję tu podania metody wyznaczania masy górnej (na bazie wzoru (X) i pomiaru pędu elektronów z rozpadu beta), choć to chyba wykonalne. Niech się tym zajmą młodzi, jeśli okaże się, że proponowana tu koncepcja nie jest do końca chybiona.

17. Cz. 2. Modelowania ilościowego neutrin ciąg dalszy

   Poprzedni post zakończyłem zdaniem: „W tej sytuacji dopuszczalny byłby sąd (na razie tylko przypuszczenie), że ich energia (rejestrowana przez nas) jest tym większa, im prędkość mniejsza (czyli bliższa prędkości światła od góry).” Spróbujmy zmodelować tę rzecz. Za bazę weźmy wyrażenie (**). 

W związku z tym, że znajdujemy się po drugiej stronie osi c, wobec podkreślonego tuż powyżej stwierdzenia, powinniśmy (podpowiada to intuicja) otrzymane wyrażenie, oprócz m₀,  odwrócić. Otrzymujemy następujące wyrażenie: 

                         

  Tutaj m₀  jednak nie jest masą spoczynkową (wiemy dlaczego) i nie konkretnego neutrina, bo jakiego? Zakładam, że to wielkość wspólna dla wszystkich neutrin, wielkość stała i uniwersalna, będąca także liczbą zespoloną. Tak można tę rzecz zinterpretować. Dlaczego zespoloną? Sądząc po tutejszych konkluzjach, neutrina są reliktami Ureli, procesu poprzedzającego przemianę fazową. Właśnie to jest przyczyną nadświetlnej prędkości wszystkich bez wyjątku neutrin. Byłaby to jakby masa odniesienia, na podobieństwo zerowej wielkości gwiazdowej, będąca pojęciem pomocniczym, dotyczącym, jak stwierdziłem powyżej, wszystkich bez wyjątku neutrin. Wielkość tę nazwałem: Zespolonym Współczynnikiem Masy Neutrin – ZWMN (Complex Coefficient Mass of Neutrino). Jak widać, masa konkretnego neutrina zależna jest bezpośrednio od jego prędkości. Ze wzoru (***) wynika też, że masa neutrin, w przypadku prędkości (od góry) dążącej do c, dąży do zera. To by między innymi wyjaśniało znikomość zmierzonej masy neutrin, zresztą różnej w różnych doświadczeniach – widocznie chodziło o różne neutrina wykrywane w różnych detektorach, neutrina o różnych prędkościach (energiach).

Od razu paść może pytanie: Czy można wyznaczyć tę wielkość? Właściwie chodzi o wartość części rzeczywistej tej liczby. To byłaby stała uniwersalna (dla wszystkich neutrin danego zapachu), ta, którą należałoby wyliczyć na podstawie wyników doświadczeń. To nowa stała uniwersalna (jeśli to wszystko ma sens). [Na razie nie dopisywałbym do niej swego nazwiska. Należałoby najpierw ją wyznaczyć.] Ze wzoru (***) wynika, że należałoby w tym celu doświadczalnie wyznaczyć prędkość konkretnego neutrina (lub anty-) i jego masę, oczywiście rzeczywistą. Ale to nie takie proste. Z różnych powodów. Przede wszystkim, jak wyznaczyć prędkość, w dodatku nadświetlną? Tu odpowiedzi nie udzielę. Warto jednak zwrócić uwagę na to, że w warunkach doświadczenia Wu, poszczególne jądra (w tym konkretnym przypadku) kobaltu 60, są w zasadzie w spoczynku. W tej sytuacji wartość liczbowa pędu elektronu równa jest wartości pędu antyneutrina. Parametry ruchu elektronu (jego masa i prędkość) są do wyznaczenia. A co z masą antyneutrina? Jej wyznaczenie bezpośrednie, dziś, jak na razie, jest wyzwaniem poważnym. Na razie umiemy masę oszacować, jak gdyby wszystkie neutrina (powiedzmy, że elektronowe) były identyczne. Ale tak nie jest. Już wzór (***) podpowiada nam to. Co z tym fantem zrobić?

Przede wszystkim należy, właśnie w tym miejscu, uświadomić sobie rzecz zdawałoby się oczywistą: prędkości antyneutrin (anty-?) z rozpadu beta są zróżnicowane, tak, jak zróżnicowana (w sposób ciągły) jest ich energia kinetyczna. Wynika to z rozkładu energii elektronów emitowanych w tym rozpadzie, mającego charakter ciągły. Mamy więc tu do czynienia z różnymi neutrinami tła, a nie z „antyneutrinem jedynym istniejącym o zróżnicowanej energii, wytwarzanym dopiero w czasie rozpadu któregoś z neutronów, w którymś z jąder, antyneutrinem, które wcześniej nie istniało.” Gdyby rozpad zachodził zgodnie z przyjętym schematem (jedyne istniejące antyneutrino, kreujace się podczas rozpadu), to wobec identyczności neutronów tworzących jądro atomowe, energia elektronu z rozpadu beta byłaby tylko jedna – w doświadczeniu otrzymalibyśmy pik rezonansowy lub ewentualnie mielibyśmy zbiór pików rezonansowych w związku z tym, że także wewnątrz jądra istniałaby jakaś hierarchia poziomów energetycznych zawartych w nim neutronów. A co mamy? Rozkład ciągły energii emitowanych elektronów. Jak widać to bardzo istotna różnica. Powtarzam konkluzję: Mamy tu do czynienia z różnymi neutrinami tła, o zróżnicowanych energiach, powodującymi rozpad, a nie z pojedyńczym antyneutrinem, który z własnej nie przymuszonej woli ustala sobie wielkość swej energii, dzieląc się nią z elektronem w sposób dowolny. [Tak robią ludzie, z tym, że w dodatku na ogół wolą oszukiwać.] Wbrew pozorom, to rzecz bardzo istotna: zbiór różnych neutrin tła (a nie oszukańcze ludzkie ciągoty). Już zdążyłem to (z neutrinami) zauważyć wcześniej (albo z nimi uzgodnić, za plecami...).

   A jednak nie znaczy to, że energia pojedyńczego neutrina nie może ulegać zmianie, na przykład wzrastać, w wyniku oddziaływania z inną cząstką. To należałoby podkreślić.  

Konsekwencją powyższej konkluzji jest jeszcze jedna hipoteza. Otóż, jak zauważyłem, neutrina (i anty-) nie są jedną cząstką, lecz tworzą nieprzeliczalny zbiór różnych cząstek. Nie jest wykluczone, że tworzą one między sobą różnorodne układy, tak, jak nasze nukleony, dając być może cały bogaty, może nawet nie mniej, niż nasz, świat po drugiej stronie (lustra?) osi c. [Ileż nowych filmów powstanie...] To czyni pełny byt materialny symetrycznym bardziej, niż myślałem wcześniej. 

    A podczas detekcji? Nietrudno przewidzieć, że zbiór neutrin wykrytych w detektorze chlorowym może być inny niż ten wykryty w detektorze tlenowym (na przykład w Kamiokande). Chcąc wyznaczyć rzeczywistą wartość zespolonego współczynnika masy neutrin, musimy wszystko to uwzględnić. Jednakże jego wartość powinna wyjść jednakowa w każdym doświadczeniu. To byłby nawet rodzaj kryterium. 

   Wracamy do m₀ To liczba zespolona. Jak ją wyrazić?

16. Próba modelowania ilościowego. Cz.1

  Przyjmijmy więc, że elektron z natury swej nie posiada skrętności. W tej sytuacji niezerowa skrętność oznaczałaby jedynie stan zakłóconej równowagi wskutek jakiegoś przypadkowego oddziaływania w krótkim zasięgu, równowagi, do której elektron ma powrócić natychmiast już choćby dlatego, gdyż otoczenie oddziaływuje z nim (nie jest on obiektem odosobnionym). Oto (poniżej) niekonwencjonalna (Mechanistyczna, naiwna?) interpretacja opisanego powyżej doświadczenia. Załóżmy mianowicie, że w rzeczywistości antyneutrino (jeśli już, by nie komplikować zaskoczenia) z rozpadu, biegnie prostopadle do kierunku ruchu elektronu. Wówczas kierunek spinu elektronu, zgodnie z jego naturą, jest prostopadły do kierunku ruchu (przy spełnieniu zasady zachowania momentu pędu). Widzimy to na rysunku poniższym. To brzmi zachęcająco, choć od razu zauważamy pogwałcenie zasady zachowania pędu. Czy rzeczywiście? By uprzedzić protesty zapowiadam, że zajmę się też pędem. To na razie pierwszy etap rozumowania.  

Otóż pęd jest iloczynem masy cząstki i jej prędkości. W odniesieniu do neutrina mamy kłopot. Załóżmy, że jego prędkość równa jest c, a jego masa spoczynkowa równa zeru. Co na to foton? Jego pęd wyraża oczywiście wzór:  

                                                                     p = hν/c

tutaj: h – stała Plancka, n - częstotliwość fali elektromagnetycznej jaką reprezentuje foton. Wzoru tego jednak nie można zastosować w odniesieniu do neutrina, które przecież nie oddziaływuje elektromagnetycznie. Widocznie prędkość neutrina rzeczywiście nie jest równa c, choć mniejszą być nie może, zważywszy na rozumowanie zaprezentowane w licznych argumentach, przytoczonych w poprzednich artykułach. A więc jest większa od prędkości światła… [Czy pęd jego należałoby wyrazić za pomocą jakichś innych stałych, nie mających nic wspólnego z oddziaływaniami: elektromagnetycznym i silnym? Na razie za wcześnie na poszukiwania. Może obejdziemy się bez tego.] 

    I tu znajdujemy trop, który doprowadzić ma nas (oby) do rozwiązania (powiedzmy, że ideowego) naszego problemu. Otóż masa neutrina przez to, że nośnikami informacji o nim mają być z założenia fotony, jest liczbą zespoloną. Także pęd jako iloczyn masy i prędkości, jest liczbą zespoloną. Właśnie to doprowadzi nas do ostatecznej konkluzji. Tutaj pozostańmy jednak przy masie. [To prościej. Jeśli okaże się, że idziemy we właściwym kierunku, dalsze badania będą miały sens (i będzie nisza dla młodych doktorantów). Na razie rozważamy sytuacje (i układy) najprostsze. Teraz liczy się idea.]

     Kojarzy się to ze wzorem relatywistycznym na masę dla przypadku ruchu z prędkością nadświetlną – hipotetyczne tachiony. Tachiony (gr. Tacheos – szybki) to hipotetyczne cząstki poruszające się szybciej niż światło. Hipoteza o ich istnieniu, dziś w zasadzie zarzucona, bazuje jedynie na wzorach szczególnej teorii względności. Tachiony pojawiły się także jako „produkt uboczny” w teorii strun. Uznano je jednak za „plewy” teorii. Okazało sie, że teoria superstrun już ich nie przewiduje. [Za to grawitony o spinie 2 przyjęto z radością, bo odpowiadały określonym mrzonkom.] By je opisać, należałoby posłużyć się wzorem: 

Przyznać trzeba jednak lojalnie, że gdyby wzór ten odnosił się także do neutrina, sprawą zagadkową byłaby jego masa spoczynkowa. Jednakże zdążyliśmy już stwierdzić, że jeśli neutrino porusza się szybciej, niż światło, to nie może posiadać masy spoczynkowej. W samej rzeczy. Spoczynek oznacza zerową prędkość względną. Czy może posiadać taką prędkość obiekt o prędkości nadświetlnej? Nawet fotonu zatrzymać nie można, a co dopiero... W dodatku fakt, że nie oddziaływuje ono elektromanetycznie sugerowałby potrzebę (być może nie koniecznie) określenia jego masy w inny sposób. 

Dla przypomnienia, liczba zespolona ma swoją interpretację geometryczną. Liczbę taką przedstawić można jako punkt na płaszczyźnie Gausa, w układzie współrzędnych, którego oś odciętych nazywana jest osią rzeczywistą, a oś rzędnych osią urojoną. Liczbę zespoloną zapisujemy jako sumę:

                                                                         u  = a + ib        

gdzie: a jest częścią rzeczywistą (reu), b – częścią urojoną (imu), a i nosi nazwę jednostki urojonej. Zgodnie z definicją, jej kwadrat równy jest -1. We wspomnianym wyżej układzie współrzędnych część rzeczywista znajduje się na osi OX, a urojona na osi OY. 

     W przytoczonym powyżej wzorze (*) dla prędkości nadświetlnej otrzymujemy wzór (**) – poniżej. Masa jest więc liczbą nierzeczywistą (zespoloną), w związku z tym, że v > c. Jej 

część rzeczywista, jak widać, tutaj równa jest zeru. A przecież masę neutrin już oszacowano. Jest mała, ale jest. Czy mimo wszystko wzór ten (**) ma jakiś sens w odniesieniu do neutrin?  Raczej chyba nie, już sądząc po zerowej wartości części rzeczywistej. W sposób naturalny pojawia się też pytanie: A co z masą spoczynkową, rzekomo wyznaczoną doświadczalnie? Pytanie to może nawet zaskoczyć, szczególnie w kontekście przypuszczenia (mającego już dość racjonalną bazę) o nadświetlnej prędkości tej cząstki. W tej sytuacji bowiem masa spoczynkowa nie może istnieć, gdyż neutrino nie może spoczywać. Jaką więc masę wyznaczyli uczeni? Jeśli jeszcze w dodatku przypomnimy sobie skąd się neutrina wzięły (patrz post 11), znalezienie jakiegoś punktu zaczepienia dla określenia ich masy stanie się wyzwaniem bardzo poważnym. Faktem jest, że masa istnieje. Wszak neutrina mimo wszystko oddziaływują z materią. W tym kontekście zyskuje na znaczeniu przypuszczenie, że także masa neutrin, określona przez uczonych jako spoczynkowa (bo „przecież nie relatywistyczna”), jest w rzeczywistości częścią rzeczywistą liczby zespolonej. To opcja dosyć przekonująca, szczególnie w kontekście zawartości tej pracy. Wynikałoby stąd, że część rzeczywista tej zespolonej masy może być różna od zera. Zobaczymy to dalej. Różna od zera może być więc także część rzeczywista ich (zespolonej) energii kinetycznej. Właśnie to wyjaśniałoby rozkład energii elektronów emitowanych podczas rozpadu beta. Gdyby część rzeczywista zespolonej masy neutrin była równa zeru, wyjaśnienie rozpadu beta nie byłoby tak proste (jeśli w ogóle byłoby możliwe). Już sam fakt, że neutrino oddziaływuje z materią (nie ważne, że słabo, ważne, że w ogóle oddziaływuje), oddziaływuje nie elektromagnetycznie i nie silnie, a jednak – pozostaje grawitacja, świadczy o tym, że posiada ono masę. Zgodnie z naszymi rozważaniami, to część rzeczywista masy zespolonej. (Na to już wcześniej zwróciłem uwagę). Mimo wszystko przyznać trzeba, że przekrój czynny*, a właściwie szansa na napotkanie przez neutrino jądra atomowego i oddziaływania z nim, jest niewielka. Przyjęcie masy za ujemną, niewątpliwie wyjaśnia tę rzecz (było o tym już na początku tego eseju.) Właśnie to jest przyczyną  trudności z detekcją neutrin, a także przyczyną tego, że z taką łatwością przenikają one materię. Wyznaczona doświadczalnie masa neutrin jest więc (bardzo niewielką) częścią rzeczywistą ich całkowitej masy, w dodatku wszystko wskazuje na to, że jest ujemna. Można sądzić, że bardzo mała masa rzeczywista neutrin i bardzo słabe oddziaływanie ich z materią (nie mylić z ich przenikliwością), to fakty ze sobą powiązane. Zatem znikomo mała masa (rzeczywista) neutrin jest właściwie dowodem ich nadświetlnej prędkości. Gdyby poruszały się wolniej niż światło, to znaczy, gdyby ich masa spoczynkowa była liczbą rzeczywistą i dodatnią, to przy dużych prędkościach relatywistycznych (pomijam tu kwestię względności ruchu, omówioną wcześniej), masa rejestrowana doświadczalnie byłaby bardzo wielka. Jak wówczas przebiegałyby oddziaływania neutrin z materią? Neutrina nie byłyby tym, czym są. Wniosek, że poruszają się szybciej, niż światło jest więc logiczną konsekwencją. [Czy łapie to uformowana już wyobraźnia, to inna sprawa.] W tej sytuacji dopuszczalny byłby sąd (na razie tylko przypuszczenie), że ich energia (rejestrowana przez nas) jest tym większa, im prędkość mniejsza (czyli bliższa prędkości światła od góry). 

*) Wielkość określająca prawdopodobieństwo zajścia określonego zdarzenia: rozpraszania, zderzenia, reakcji, najczęściej jądrowej, na przykład w wyniku bombardowania przez strumień określonych cząstek, w naszym przypadku neutrin.

15. Historia badań

   Na fakt niezachowania parzystości zwrócono uwagę już w połowie lat pięćdziesiątych ubiegłego stulecia (to brzmi dawno). W tych dawnych czasach neutrina były wyłącznie hipotezą Pauliego. Właśnie miały wtedy zostać doświadczalnie odkryte (Fred Reines i Clyde Cowan, 1956)*. Od tego do systematycznego badania ich własności było jeszcze dosyć daleko. W tych czasach uczeni mieli sporo powodów do innych zastanowień. Właśnie, ku swemu zaskoczeniu, zwrócili uwagę na zastanawiający przebieg rozpadu mezonu K (kaon). Wbrew powszechnemu przekonaniu, że prawo zachowania parzystości jest prawem uniwersalnym, wykryto, że w niektórych rozpadach kaonów prawo zachowania parzystości nie jest spełnione. Przypuszczenie takie wysunęli w roku 1956 dwaj uczeni chińscy (pracujący w USA): Tsung Dao Lee i Chen-Ning Yang.

    To była wręcz dramatyczna konkluzja. W tym samym roku wysunęli też przypuszczenie, że parzystość może też być niezachowana w rozpadzie beta. Nie dość na tym. Zaproponowali też doświadczenia mające tę konkluzję potwierdzić (lub obalić). W doświadczeniach tych, jeśli parzystość może być rzeczywiście naruszona, przestrzenny rozkład produktów rozpadu preferować powinien jeden z kierunków ich ruchu, na niekorzyść kierunku przeciwnego. Z dzisiejszego punktu widzenia odpowiadałoby to łamaniu symetrii zwierciadlanej podczas rozpadu beta w związku z istnieniem skrętności neutrin i tym, że neutrino i anty-neutrino, to dwie różne cząstki. Opisałem to powyżej. Na to było wówczas jeszcze trochę za wcześnie.

   Nawet bez patrzenia w zwierciadło! „Symetria nie jest pełna, a lewe nie jest równoważne prawemu?” Czyż to nie fantazja? Należy więc znaleźć rozwiązanie tej kwestii, a nie pogodzić się z „wyrokiem niebios”. Przeprowadzono szereg doświadczeń, wśród nich zaproponowane przez wyżej wymienionych fizyków. Jako pierwszy, w roku 1957, przeprowadził je zespół pod kierownictwem pani Wu (też z Chin), przy bacznej uwadze wymienionych wyżej fizyków. Doświadczenia te potwierdziły dramatyczną hipotezę. Asymetria przyrody jest faktem obiektywnym! Czyżby? A jednak, w samej rzeczy. Wszak opisany powyżej rozpad neutronu (nawet) stanowi świadectwo tego „faktu”. Toż to fantazja największa, gdyż tylko Przyrodę stać na nią…a nam nie pozostaje już nic poza uznaniem asymetrii za wybryk Natury, oj przepraszam, po prostu za fakt przyrodniczy, za prawdę obiektywną. A może jednak wdrapaliśmy się na wysokie drzewo, z którego należałoby kiedyś zejść by powrócić do starego, dobrego świata, prostego i normalnego, zrozumiałego (ma się rozumieć, nie z zarozumiałości) i symetrycznego? [Dziś wielu komplikuje świat wikipedycznymi hasłami emanując zarozumiałość zamiast myśleć.] By to uczynić należałoby jednak, być może, uruchomić jeszcze jedną fantazję… (lub pozostać na drzewie, by z wysoka lepiej i dalej widzieć, albo siedzieć na płocie i wyczekiwać). Ale nie uprzedzajmy faktów.

   We wspomnianym powyżej doświadczeniu pani Wu badano rozpad β jąder kobaltu 60. Jądra te zostały najpierw uporządkowane. W tym celu próbkę zawierającą wspomniany izotop oziębiono do bardzo niskiej temperatury (0,01K) i umieszczono w bardzo silnym polu magnetycznym. Jądra kobaltu (oczywiście jądra każdego pierwiastka) posiadają określony spin. To pociąga za sobą istnienie momentu magnetycznego. W warunkach normalnych, w rozkładzie przestrzennym momentów magnetycznych nie ma mowy o uprzywilejowaniu określonego kierunku. Płaszczyzny „wirowania” zorientowane są dowolnie. Niska temperatura i silne zewnętrzne pole magnetyczne powodują jednak powstanie orientacji zgodnej jądrowych momentów magnetycznych. W tak spolaryzowanej magnetycznie próbce, każde (w zasadzie) jądro kobaltu, rozpadając się, emitować może (tak sądzono) elektron w dwóch przeciwnych kierunkach (np. na dół lub do góry), zgodnie z kierunkiem pola magnetycznego. Chodzi o to, że spiny emitowanych elektronów ±1/2 względem zewnętrznego dla nich pola magnetycznego, a więc także ich momenty magnetyczne o dwóch orientacjach, sądząc po dominujących w tych czasach przekonaniach, są jednakowo prawdopodobne. Należałoby więc oczekiwać dwóch jednakowych strumieni elektronów, biegnących w przeciwne strony.

   Tak, ale dlaczego same neutrony miałyby się różnić między sobą, by rozpadać się na dwa sposoby, czyli wysyłać elektron o momencie magnetycznym dodatnim lub ujemnym względem pola zewnętrznego? Sam spin elektronu (jeśli jego oś rotacji jest prostopadła do kierunku ruchu postępowego), nie zależy od układu odniesienia i dlatego równy jest 1/2 (bez ±) pomimo, że z określonego miejsca patrząc widzimy rotację bądź w prawo, bądź w lewo. Elektrony faktycznie różnią się między sobą (w stosunku do zewnętrznego pola magnetycznego), jeśli  stanowią parę okrążającą na przykład (w najprostszym przypadku) jądro helu – wtedy można mówić o rotacji – jednego z nich w lewo, a drugiego – w prawo. OK.

   Jednak w neutronie (przed jego rozpadem) elektrony nie istnieją, a wszystkie neutrony są identyczne. Zatem, „wszystkie elektrony powinny lecieć w tę samą stronę.” To tylko naiwna wątpliwość „licealisty”, by zbudzić znużonego czytelnika. Przecież sprawa jest bardziej złożona. Poza tym wtedy jeszcze nie było mowy o czynnym udziale neutrin w opisywanym procesie.

   Okazało się, że elektrony w doświadczeniu tym jednak (...) preferują jeden z dwóch zwrotów (na przykład podążają w dół). W połowie wieku dwudziestego było to rzeczą zaskakującą, wprost niewiarygodną. [Dziś, jeśli jednak wszystkie elektrony są identyczne, to to, że preferują określony kierunek ruchu, natychmiast wynika z cech neutrin.] (Dziś dla studenta niewiarygodne, jak mogło to zaskakiwać, choć wcale nie jest pewne, że wszystko on rozumie.).

W wyniku rozpadu jądra kobaltu 60 powstaje jądro niklu 60. Drugim wykrywalnym produktem rozpadu jest elektron.

Rozważamy ruch tego elektronu względem nieruchomego jądra. Zasada zachowania pędu wymaga, by oprócz elektronu biegnącego dajmy na to, że w dół, istniała cząstka biegnąca do góry, natomiast elektronowi biegnącemu do góry powinna towarzyszyć cząstka biegnąca ku dołowi. Jeśli cząstką towarzyszącą jest w pierwszym przypadku antyneutrino (prawoskrętne), to w drugim neutrino (lewoskrętne). Tego wymaga z kolei zasada zachowania momentu pędu – wszystko dla określonego stanu jądra emitującego. Przypadek drugi jest zwierciadlanym odbiciem pierwszego. W pierwszym przypadku łączny moment pędu elektronu i antyneutrina równy jest jedności, co implikuje malenie o tyleż momentu pędu jądra emitującego. W drugim przypadku (elektron i neutrino) znak momentu pędu jest przeciwny (-1), w tej sytuacji moment pędu jądra emitującego wzrasta o jedność (tak, jak odejmujemy liczbę ujemną). Tak można rzecz opisać w uproszczeniu, dla upoglądowienia. Tu trzeba zaznaczyć, że jądra: rozpadające się i otrzymane z rozpadu beta, są izobarami. W związku z tym ich spin zmieniać się może o liczbę całkowitą, w tym przypadku o jedność. W warunkach idealnych doświadczenia realizuje się tylko przypadek pierwszy. W tym przypadku bowiem łączny spin elektronu i antyneutrina równy jest jedności. O tyle właśnie zmniejsza się spin jądra (nikiel 60), które pozostaje. Spin jądra niklu 60 jest jednoznaczny. W tym przypadku wszystko się zgadza. W doświadczeniu elektrony wybierają właśnie ten (ku dołowi) kierunek. Podsumowując stwierdzamy, że istnieje uprzywilejowany kierunek emisji elektronów, ten, któremu towarzyszy emisja (w przeciwną stronę) antyneutrin. Inne opcje są niemożliwe w związku z koniecznością spełnienia prawa zachowania momentu pędu. Oczywiście należy tu uwzględnić też samo jądro – trzeci element układu (jego spin i orientację przestrzenną).  

    To uprzywilejowanie określonego kierunku emisji elektronów w powiązaniu z właściwościami neutrin stanowi o łamaniu symetrii. Dziś jest to zrozumiałe. Gdyby bowiem elektrony biegły także w kierunku przeciwnym (do „góry”), to by spełniona była zasada zachowania momentu pędu, emisji elektronu musiałaby towarzyszyć, jak wyżej wspomniałem, emisja neutrina (a nie antyneutrina). Taki właśnie przebieg doświadczenia widzielibyśmy w ustawionym poziomo zwierciadle. Jednakże wiadomo (właściwie już to doświadczenie mogłoby o tym świadczyć), że neutrino i antyneutrino, to dwie różne cząstki, choć sprawa dotyczy przecież tego samego rozpadu wszystkich bez wyjątku neutronów (w jądrze kobaltu). Są one przecież identyczne. Dodatkowo, jak wspomniałem, spin otrzymanego jądra (Ni) jest mniejszy (a nie większy) o jedność od spinu jądra kobaltu 60.  W rozpadzie beta (i w innych rozpadach cząstek w ramach oddziaływań słabych) nie jest więc zachowana symetria zwierciadlana. Dziś wnioskować możemy, że stwierdzony doświadczalnie brak symetrii oznacza, iż neutrino i antyneutrino, to dwie różne cząstki (już to wystarczy dla takiego wniosku), a rozpad neutronu nie przebiega na dwa różne sposoby (antyneutrino-neutrino). W doświadczeniu preferowany jest właśnie kierunek ruchu elektronu, w naszym przykładzie: ku dołowi.  

A jednak zastanawiające w tej interpretacji doświadczenia pani Wu jest to, że spinowy moment pędu elektronu emitowanego z jądra kobaltu, jeśli ma biec w kierunku przeciwnym niż antyneutrino i jeśli spełniona ma być zasada zachowania momentu pędu, musi być równoległy do kierunku ruchu (elektron powinien posiadać skrętność). Nie jest to jednak cechą swoistą tej cząstki, właściwie każdej cząstki oddziałującej elektromagnetycznie. Zauważmy, nie po raz pierwszy, że fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi, a naturalny kierunek spinowego momentu pędu, w odniesieniu do cząstek oddziałujących elektromagnetycznie, jest prostopadły do kierunku ich ruchu postępowego. Przypadek? W przyrodzie nie ma przypadkowych zbieżności, a dopasowania, to domena ludzkiej niedoskonałości. Doskonała jest właściwie umiejętność zmiatania pod dywan.

W dodatku, w odniesieniu do samego elektronu, w tymże rozpadzie, symetria zwierciadlana jest zachowana, prawo zachowania parzystoći jest spełnione. Zwróciłem na to uwagę już na początku tego cyklu. W odbiciu zwierciadlanym elektron pozostaje elektronem, nie staje się pozytonem! Pomimo niezerowej skrętności? Z neutrinami jest inaczej. Czy zatem elektron jako produkt rozpadu rzeczywiście posiada skrętność? Jest inny, niż te, które okrążają jądro w atomie? A jeśli ma być złapany przez jakiś jon, to co z nim?...  W tej sytuacji pytanie: „Jak dokonuje się inwersja spinu na prostopadły do kierunku ruchu, by elektron był tym, czym go znamy?”, nie jest wcale trywialne, choć nikogo to nie podnieca. „W teorii wszystko ma swoje miejsce, wszystko jest OK, już pomyślano o tym.” A jednak o tej prostopadłości świadczy przecież pośrednio nierozróżnialność swobodnych elektronów. [Spinowy moment pędu elektronu nie zależy od układu odniesienia – nie ważne z której strony nań patrzymy. Czy także w przypadku istnienia skrętności? Z neutrinami jest inaczej. Jak to jest w istocie, zobaczymy dalej – zgodnie z moimi propozycjami] Świadczy też istnienie promieniowania mikrofalowego 21,1cm, emitowanego przez neutralny wodór. Gdyby elektron swobodny przechwycony przez atom zjonizowany, posiadał skrętność, to pod wpływem jądrowego pola magnetycznego, wówczas prostopadłego do momentu magnetycznego elektronu, nastąpiłaby inwersja likwidująca skrętność. Związane to musiałoby być z emisją (lub absorpcją) promieniowania o określonej energii. Można nawet odgadnąć, że byłoby to promieniowanie o w przybliżeniu połówkowej długości fali, czyli ok. 10 cm. Jak dotąd nie słyszałem o jego odkryciu. Może dlatego, gdyż po prostu nie istnieje. A to by mogło oznaczać, że elektrony z rozpadu b nie posiadają skrętności. A jednak sądząc po tradycyjnym widzeniu spraw można stwierdzić, że „nie istnieje żadna przyczyna, dla której elektron posiadający skręność, nie mógłby okrążać jądra atomowego. Nie ma tu bowiem mowy o jakimś mechanistycznym ruchu, a wszystkim rządzą prawa mechaniki kwantowej, dopuszczające wspomnianą możliwość” (Amen). Zwróciłem już na to uwagę wcześniej. Dziś skrętność leptonów (wszystkich) jest rzeczą normalną. Nawet została wyznaczona (na bazie dzisiejszego stanu zapatrywań) skrętność elektronów przez Goldfabera. Dalszy ciąg naszych rozważań, w szczególności ilościowych powinien mimo wszystko skłonić myślących krytycznie do ponownego rozważenia tej kwestii.

  A teraz zafantazjujemy, choćby po to, by odpowiedzieć na  zadane powyżej kłopotliwe pytanie: „Czy rzeczywiście elektron może posiadać skrętność?”, odpowiedzieć jednoznacznie pomimo, że sytuacja opisana tuż powyżej (skrętność elektronu) jest dopuszczalna (mechanika kwantowa tego nie wyklucza, wprost przyjmuje za rzecz normalną). Odpowiedź przecząca na zadane pytanie, w kontekście naszych rozważań, jest czymś naturalnym. Zobaczymy to dalej. 

Teoria teorią, a jednak jakieś odczucie niedosytu pozostaje. Mianowicie, jeśli antyneutrino jest za każdym razem produktem rozpadu cząstki oddziałującej elektromagnetycznie, a samo przy tym w tym rodzaju oddziaływania nie uczestniczy i znajduje się poza zakresem, w którym istnieją cząstki „normalne”, to jak może z niebytu stać się bytem? Zgodnie z zasadą „Deus ex machina”? Tylko po to, by ratować zasady zachowania? A może w rzeczywistości przyczyną rozpadu są neutrina, istniejące już, obce, pochodzące z tła? Tej opcji wykluczyć mimo wszystko nie można, tym bardziej, że nie godzi to w zasady zachowania. Nie dość na tym. Zapytajmy: Czy możliwy jest opis rozpadu cząstek jednoznaczny, powiedziałbym nawet: opis deterministyczny (nie w kategoriach prawdopodobieństwa), w dodatku opis ilościowy, na bazie prezentowanej tu, nowej koncepcji, opis weryfikowalny doświadczalnie? Sądzę, że tak.

*) Bazowali na reakcji tzw. odwrotnego rozpadu beta, w której, zgodnie z tradycyjnym przedstawianiem spraw antyneutrino uderzając w proton powoduje powstanie neutronu i emisję pozytonu. Chodzi więc o oddziaływanie antyneutrina z jądrem atomowym. Sama reakcja zachodziła w zbiorniku wypełnionym wodą z dodatkiem chlorku kadmu, zaopatrzonym w liczne scyntylatory rejestrujace promieniowanie gamma (2g), które pojawiło się w wyniku anihilacji otrzymanego pozytonu z elektronem. Sam neutron otrzymany wraz z pozytonem reagował z jądrem kadmu, co było przyczyną emisji jeszcze jednego fotonu gamma. Wykrycie tych fotonów stanowilo potwierdzenie zajścia reakcji z udziałem neutrina (anty-), a więc potwierdzenie istnienia tych cząstek. W roku 1995 Reines otrzymał nagrodę Nobla (Cowan już wówczas nie żył).

14. Neutrino w zwierciadle. Niezachowanie parzystości i konsekwencje tego

Gdy patrzymy w lustro widzimy siebie, nasze otoczenie, widzimy rzeczywistość. Nie przeszkadza nam, że napisy są nieczytelnie obrócone, „on” podnosi lewą rękę gdy ja prawą, a moje lewe „oczko”, u „niego” jest prawym. To nasza codzienność, powszedniość, normalność nie budząca nawet specjalnego zainteresowania. Z łatwością wyjaśniamy ten „obrót" i śmieszy nas reakcja niektórych zwierząt wpatrujących się w lustro.. Ich fascynacja jest z całą pewnością bardziej naukowa niż nasza obojętność. Przyzwyczailiśmy się do tej „asymetrii” do tego stopnia, że widzimy w tym przejaw symetrii. Wszystko co widzimy w zwierciadle obrócone, za pomocą drugiego zwierciadła możemy przywrócić do stanu wyjściowego. Ilustruje to poniższy rysunek.

Pamiętam, chyba 45 lat temu, podczas lekcji, przy omawianiu zwierciadła płaskiego, wziąłem kredę i, jakby od niechcenia (byłem wtedy żartownisiem, o którym krążyły po mieście legendy), napisałem coś lewą ręką (jestem w zasadzie leworęczny, choć piszę prawą). Ku swemu zaskoczeniu skonstatowałem, że swobodnie piszę lustrzanym pismem, w dodatku charakter pisma nie zmienił się. Wystarczyło wziąć lusterko. Uczniowie byli zachwyceni. Ja także. Umiejętność tę potem wykorzystywałem, by ukryć treść swych zapisków, szczególnie podczas jazdy pociągiem. Raz, pewna matrona siedząca obok mnie nie wytrzymała i tonem przygany wprost rzuciła: Po jakiemu pan pisze? Z prawa na lewo? Odpowiedziałem: Po polskiemu, tak, by nie mogła pani przeczytać. Reszta pasażerów wybuchła śmiechem. 

     Kłopotu z odczytaniem nie mamy. Nie mamy problemu także gdy w lustrze obserwujemy zjawiska elementarne, jak na przykład ruch, ciała oddziaływujące ze sobą, nawet elektromagnetycznie (również w tym przypadku). Wprawdzie obrót w prawo odzwierciedla się jako obrót w lewo, układ współrzędnych prawoskrętny widzimy jako lewoskrętny, ale wszystko to realizuje się w rzeczywistości i jest w gruncie rzeczy kwestią umowy preferowanie takiego czy innego kierunku. W tym sensie strona prawa jest w pełni równoważna lewej. Aż w głowie się nie mieści, że przyroda mogłaby preferować którąś ze stron, że przestrzeń mogłaby być anizotropowa. Już wyrazem tego jest przyjęty przez nas postulat nazywany zasadą kosmologiczną.

    Rozważmy jednak najbardziej chyba znany rozpad β^- neutronu, o którym była już mowa:

Otrzymujemy w jego wyniku między innymi antyneutrino elektronowe. [Pomijam tu rolę bozonu W(-).]  Pozostając przy schemacie reakcji zapisanym tuż powyżej (tak się dziś rozpad neutronu przedstawia), ustawmy zwierciadło i zajrzyjmy w nie. Co widzimy? Otóż proton pozostanie protonem, elektron elektronem, natomiast antyneutrino staje się neutrinem z powodu odwrócenia skrętności. Takiej reakcji jednak nigdy nie zaobserwowano, co więcej, wykazano doświadczalnie, że neutrino i antyneutrino, przynajmniej dla nas, obserwatorów ze świata podświetlnego, to dwie różne cząstki. Wspomniałem już o tym w pierwszych dwóch artykułach tego cyklu). Fakt ten świadczy o łamaniu symetrii zwierciadlanej, a także o niezachowaniu parzystości. Jest to cecha charakterystyczna oddziaływań słabych, oddziaływań z udziałem neutrin.

Tu wychodzimy z założenia, że w reakcji tej przykładowym źródłem antyneutrina jest rozpadający się spontanicznie neutron.Tak się sądzi. Z niego się ono bierze, powstaje, a wcześniej nie istniało. [Zgodnie z dzisiejszymi przekonaniami, proces ten przebiega w dwóch etapach. Najpierw jeden z dwóch kwarków dolnych (Który z nich?...) neutronu (down – d) rozpada się na kwark górny (u – up) i bozon W(-). Neutron staje się protonem. Następnie bozon W, po bardzo krótkim czasie, rozpada się na elektron i antyneutrino. Zapisany powyżej przebieg reakcji nie uwzględnia udziału bozonu W(-).] Podobnie z rozpadem wielu cząstek, a także jąder atomowych. Czy słusznie? Jeśli tak, to mamy we Wszechświecie coraz więcej cząstek neutrino. [Jeśli tak, to w końcu pozostaną wyłącznie protony i elektrony (i oczywiście neutrina). Co z nimi?] Czy tak właśnie (w wyniku rozpadów) powstały wszystkie neutrina (i anty-) istniejące we Wszechświecie??? Tak, ale pozytonów jest znacznie mniej, więc liczba neutrin i antyneutrin nie jest jednakowa? Tak w każdym razie można przypuszczać. To stawia całą sprawę na głowie. To zakłóca oczekiwaną symetrię i prowokuje do niegrzecznego pytania: Dlaczego?. W dodatku pojawia się wiele pytań, na które nie ma miejsca w koncepcji koherentnej, w modelowaniu konsekwentnym, szczególnie w odniesieniach kosmologicznych. O nich nie należy zapominać. Niestety, nie sprzyja temu ograniczanie horyzontu badań i dociekań (a więc także świadomości poznawczej) do raczej wąskiego zakresu tematycznego – u ogromnej większości badaczy. Właśnie takie redukcjonistyczne podejście cofa nas do stanu początkowego, do braku punktu zaczepienia. Dziś problem neutrin jest daleki od rozwiązania. W tym kontekście, wracając do mojej koncepcji, muszę zauważyć, że jak na razie nie doszedłem do ostatecznych konkluzji, jednakże porzucenie jej i powrót do chaosu pytań zadanych i nie zadanych jeszcze, to chyba jednak nie najbardziej roztropne rozwiązanie wobec dość obiecujących perspektyw modelu prezentowanego tutaj.

     Jak widać, na te sprawy (i na wiele innych) należy patrzeć w znacznie szerszym kontekście, bardziej emergentnie. 

     Wywnioskowałem przecież wcześniej, że liczba neutrin i antyneutrin powinna być jednakowa. Wszak modelowałem ich powstanie, a to modelowanie było w pełni uzasadnione.

     Robi się spory bałagan. W kontekście tym przekonanie o słuszności założenia wystawione jest na poważną próbę. Wynikałoby bowiem z niego, że neutrina są bytami wtórnymi, dopiero co powstającymi w wyniku rozpadów. Propozycją alternatywną mogłoby być przyjęcie, że rozpad neutronu jest wynikiem oddziaływania (odpychania) neurtina (nie anty-) z tła, zgodnie ze schematem:

Tu neutrino kontynuuje swój lot, choć zmieniona jest jego energia i pęd w związku z tym, że posiada ono masę rzeczywistą (ujemną). [W tej sytuacji bozon W nie jest potrzebny. Czy w ogóle konieczne są cząstki pośredniczące w oddziaływaniach? Grawitacja dualna tego nie wymaga.] Nie zapominajmy też, że ogólnie neutrina, zgodnie z tutejszymi przypuszczeniami, mają znajdować się po drugiej stronie  granicy c, a przecież prawa zachowania, w postaci nam znanej, obowiązują tylko i wyłącznie w świecie podświetlnym, bezpośrednio obserwowalnym.  

    Niby neutrina mają kreować się w rozpadach, ale równocześnie, tak mimochodem, wspomina się o neutrinach tła, jakby były z innej planety. Po prostu nikt (poza czytelnikami mych popełnień) nie wie, jak się pojawiły w najwcześniejszych fazach Wielkiego Wybuchu, choć wszystko wskazuje na to, że istnieją. Czy dlatego, gdyż było dosyć czasu, by było ich bardzo dużo (z rozpadów)? To może wobec tego, w dalekiej przyszłości, jedyną istniejącą materię stanowić będą (nie licząc protonów i elektronów puszczonych samopas) neutrina???  Jak wiadomo, sądząc z mojego modelu, neutrina pojawiły się jeszcze zanim pojawiły się oddziaływania niegrawitacyjne, zanim pojawiły się fotony, a tym bardziej neutrony. I nie zapominajmy, że rozpady cząstek mają charakter statystyczny, a w większej próbce (np. jąder promieniotwórczych), obowiązuje wykładnicze prawo rozpadu. Rozpady są więc nie spontaniczne, lecz wymuszone. 

     Wróćmy do głównego nurtu narracji. Jeśli neutrina są szybsze od światła (wiemy już w jakim sensie – wiele na to wskazuje), a przy tym są bytami wtórnymi (przy założeniu, że powstają w wyniku rozpadu spontanicznego), a także swymi cechami podstawowymi różnią się wyraźnie od pozostałej materii, to dlaczego? Jak pogodzić to i uzgodnić z cechami pozostałej materii? Jak w ogóle mogą powstawać w wyniku procesów, za które przecież odpowiedzialne są oddziaływania elektromagnetyczne i silne? Wszak w oddziaływaniach tych neutrina nie uczestniczą. Są one wprost ślepe i nie mają węchu (kolory i zapachy kwarków) i nic ich nie elektryzuje. Kręci je, nawet dosłownie, wyłącznie grawitacja. Jeśli tak, to to, co ma do powiedzenia na ich temat mechanika kwantowa, jest bardzo niepewne, wprost ograniczone do inercji konceptualnej. I jeszcze ta nieoznaczoność... Mechanika kwantowa bazuje przecież na oddziaływaniach silnych i elektromagnetycznych, a grawitacja, jako niemierzalnie słaba w subatomowym zakresie rozmiarowym, nie jest uwzględniana. Wszak nasze działania badawcze ograniczają się do detekcji i pomiaru. „Byty nieobserwowalne znajdują się poza zakresem dociekań fizyki.” – tak twierdzą radykaliści. Chyba tu jest przyczyna kłopotów z neutrinami. Rzecz uporządkować może wyłącznie grawitacja dualna, stanowiąca bazę dla wszystkich bez wyjątku oddziaływań. [Oddziaływania nazywane słabymi, choć formalnie, matematycznie zostaly już powiązane z elektromagnetycznymi, dotyczą właśnie neutrin, rozpadów z ich udziałem (teoria Weinberga-Salama, Nobel). Ale nie tylko. Patrząc na to inaczej, można właśnie tu nawet dostrzec wielce atrakcyjną możliwość unifikacji elektromagnetyzmu z grawitacją. Tak, z grawitacją. To to, o czym marzył Einstein, bez skutku, gdyż poszedł w zbyt atrakcyjnym kierunku (geometria i zakrzywiona czasoprzestrzeń). Sądząc z treści już pierwszej części tego eseju, chodziłoby bowiem o odpychanie grawitacyjne. Dlatego o oddziaływaniach słabych, tutaj niewiele wspominam.]     

13. Sens nadświetlnej prędkości neutrin

     „Jeśli neutrina są szybsze od światła, to uciekają poza Wszechświat”. Taka może być spontaniczna reakcja. Jak to pogodzić z tym, że zgodnie z tutejszym poglądem, rozmiary Wszechświata ogranicza horyzont hubblowski-grawitacyjny, oddalający się z prędkością c? Jak pogodzić to z ustaleniem, że Wszechświat obejmuje całą przestrzeń, że poza Wszechświatem przestrzeń nie istnieje? Przypuszczam, że jest to problem pozorny. Już wcześniej przecież podałem inne przedstawienie „nadświetlności”.

     „Nadświetlność” z naszego podświetlnego stanowiska, nie musi oznaczać rzeczywiście szybszego rozszerzania się horyzontu. Dla neutrin (nadświetlnych przecież) największą, a właściwie niedoścignioną prędkośćią jest też c. Chodzi więc raczej o rodzaj „uwarunkowania topologicznego”. Chodzi też o to, że wyobraźnia nasza ukształtowana jest przez nasze lokalne widzenie rzeczywistości. Ta nadświetlna prędkość była w fazie Ureli prędkością w samouzgodnieniu panelsymonu. Poszczególne jego elementy nie mogły między sobą kontaktować się. Nie jest to więc ruch posiadający cechy względności i inercjalności. Nie jest to ruch definiowany przez nas jako wzajemna zmiana położenia dwóch ciał. Nie jest to ruch kreujący przestrzeń Wszechświata. Nie jest to ruch o charakterze lokalnym. Już to jest przyczyną braku możliwości bezpośredniego kontaktu między neutrinami, a światem naszej percepcji. Nie istnieją fakty doświadaczalne, które by temu przeczyły. Ta „nadświetlność” nie podlega uwarunkowaniom szczegolnej teorii względności. Tylko w tym sensie prędkość neutrin nazwać można nadświetlną. Neutrina zatem, jeśli także ich ruch tworzy naszą przestrzeń, „widzą” w c niedościgniony dla nich kres górny prędkości, a maksymalną odległość wyznacza właśnie ta prędkość. Zatem granicę ich przestrzeni  wyznacza horyzont hubblowki, oddalający się od wszystkich bez wyjątku obserwatowów (zasada kosmologiczna) z prędkością niezmienniczą c. Dla nas obserwatorów, przestrzeń tworzy materia Wszechświata, której elementy poruszają się w zbiorze prędkości względnych [0,c). Istnienie tego zbioru ruchów stanowi o rozszerzaniu się przestrzeni Wszechświata. Z tego powodu przestrzeń Wszechświata jest immanentnie płaska. A zakrzywienie przestrzeni? To wyłącznie jakość o charakterze matematycznym. To nie ontologia, lecz procedura obliczeniowa. Wskazałem na tę możliwość już na początku naszych rozważań (już w artykule: „Dualny charakter grawitacji”). Tam przecież dokonałem modyfikacji newtonowskiego prawa grawitacji, która wprowadza poprawki tym bardziej znaczące, im silniejsze jest pole grawitacyjne. Zachęcam do przebadania kwestii, choćby w zamiarze odrzucenia całej (mojej) koncepcji.