[Dịch] Các nhà vật lý phát hiện ra cấu trúc gluon ẩn bên trong proton, khám phá này có thể khiến giáo trình vật lý phải viết lại.

  • Người tạo chủ đề Người tạo chủ đề Ma trận
  • Ngày bắt đầu Ngày bắt đầu
Công trình éo phải của tàu cẩu nên chắc chắn éo thọ được quá 20 post. Vì sẽ không có dư luận viên cẩu vào sóc lọ.
Đang khoa học lại tổ lái
6hGcW85.gif

Xin mấy thằng như anh sau đừng cmt
 
Giờ có AI nên các vấn đề về toán học nó giải được hết. Giờ thì sinh ra phát hiện vật lý.
8LsIshX.png
 
e hiểu nó như 1 hạt cũng đc, hay hiểu nó là 1 vùng năng lượng(hàm sóng) mà bạn tương tác đo đạc ở cái vùng đó bạn sẽ thấy hoặc lấy nó đi như là 1 hạt e :confident:
 
Để tui ví dụ làm rõ ý của bạn kia nhé. 1. Chồng chập lượng tử: Bạn hãy hình dung, bạn tóm 1 con ong vo ve gần bạn, bạn ngắm nghía nó rồi thả cho nó bay đi... nó bay loạn xạ một lúc, bạn lại tóm nó và ngắm nghía... Bạn làm nhiều lần và thấy rằng: mỗi lần tóm nó bạn thấy nó ở tư thế và góc xoay khác nhau... Rồi, tập trung nào, giờ hãy nâng tốc độ bay con ong bằng tốc độ của e, điều gì xảy ra? Bạn chỉ có thể tìm, tóm nó khi biết thuộc tính: gần tổ hay khu vực có hoa gì đó... với xác suất nhất định. Bạn không thể thấy nó ngoài đám mây ong dày đặc, cứ như nó phân thân vậy... nhưng khi bạn tóm được nó: "hàm sóng" biến mất! Vậy thuộc tính ở đây là gì đối với e? chẳng hạn là không gian quanh hạt nhân!. Do đó, hạn chế của ta chính là tốc độ. 2. Bạn có tấm lưới với mắt lưới vừa khít quả bóng, giờ bạn ném liên tục quả bóng, sẽ có xác suất bóng lọt qua mắt lưới, bạn tăng tốc ném lên thì xác suất bóng qua lưới cũng tăng... Thu nhỏ tấm lưới và quả bóng đi 1 tỷ lần, bạn sẽ nghĩ lưới không có lỗ và bóng kia không thể vượt qua.

Thấy chả liên quan lắm.
Vì hoàn toàn có thẻ tính toán hoặc là xấp xỉ để tính trước vị trí của mấy cái con ong hay quả bóng nếu biết các điều kiện cho trước, vì nó vận hành theo cơ học cổ điển.

Còn nếu là electron thì đơn giản là không thể làm vậy, vì không thể biết chính xác đồng thời vị trí và động lượng của e.

Trong lõi ngôi sao cũng thế, nó chắc chắn không thể đặc như trong lỗ đen(mà trong lỗ đen cũng chưa chắc là đặc đúng nghĩa) nên với hàng tỷ tỷ tỷ tỷ.... hạt vận động điên cuồng thì cũng sẽ có hạt bức phá ra thôi... Vẫn quy về bài toán xác suất mà thôi.

Đoạn này ý tưởng thì hay nhưng nếu tính ra thì không đơn giản như vậy.

1. Thế năng lực tĩnh điện giữa hai hạt proton là: E = q^2 / (4*pi* e0 * r). Thay số vào: q = điện tích proton = 1.6e-19, r=1e-15 m (khoảng cách tối đa để lực tương tác mạnh có tác dụng), e0 = 8.854e-12 (hằng số điện môi chân không), ta có E ~ 2.3e-13J = 1.44MeV

2. Lõi Mặt Trời có nhiệt độ 15 triệu Kelvin. Theo phân phối Maxwell-Boltzmann thì xác suất hạt có động năng lớn hơn 1.44MeV là cỡ 10^-300, trong khi ở lõi Mặt Trời chỉ có khoảng 10^57 hạt.

Tức là trong cơ học cổ điển thông thường, cái chuyện "có một hạt bức phá ra" xác suất nó gần bằng 0.
Điều này chứng tỏ còn có một cơ chế khác để phản ứng hợp hạch diễn ra, chứ không phải chỉ là "chọn 1 trong hàng tỷ tỷ hạt".
 
e hiểu nó như 1 hạt cũng đc, hay hiểu nó là 1 vùng năng lượng(hàm sóng) mà bạn tương tác đo đạc ở cái vùng đó bạn sẽ thấy hoặc lấy nó đi như là 1 hạt e :confident:
t tưởng hàm là mấy công thức kiểu y = fx mà nhỉ, t thường thấy nta bảo cái gì đó được miêu tả bằng hàm chứ nói kiểu electron là hàm sóng như a gì kia cứ là lạ
 
Anh cứ hiểu số baryon là thẻ căn cước vật chất.
Xem tệp đính kèm 3759411

Trong tự nhiên, tổng số baryon trước và sau bất kỳ phản ứng hạt nhân nào luôn không đổi. Anh không thể tự nhiên làm mất đi hoặc tạo thêm một baryon mà không đi kèm với một phản hạt tương ứng để cân bằng về 0. Mọi thứ như cơ thể anh hay cái điện thoại đều được cấu tạo từ nguyên tử, mà lõi nguyên tử thì có proton và neutron. Proton là hạt baryon nhẹ nhất trong vũ trụ. Nếu muốn phân rã, proton phải biến thành những hạt nhẹ hơn (như electron hay photon). Nhưng những hạt này đều có B (baryon) = 0. Vì số baryon bắt buộc phải bảo toàn (B ban đầu là +1 thì sau phản ứng cũng phải là +1 ), proton không có hạt baryon nào nhẹ hơn để phân rã về. Nhờ đó, proton gần như bất tử, giúp hạt nhân nguyên tử bền vững và cho phép thế giới vật chất tồn tại.

Trong proton lại có 3 hạt quark và ba hạt quark này gắn kết với nhau nhờ chất keo là gluon, nhiều năm qua người ta tin rằng các hạt quark là nhân vật chính quyết định số baryon của proton, nhưng giờ người ta phát hiện ra rằng thằng gluon kết dính quark mới là nhân vật chính.

Điều này giúp loài người tiến gần hơn câu trả lời vấn đề sau đây:
Vào những khoảnh khắc đầu tiên của Big Bang, vũ trụ chưa hề có nguyên tử, proton hay neutron. Vũ trụ lúc đó chỉ là một biển bức xạ và năng lượng thuần túy (các hạt photon không phải proton). Vì photon không phải là vật chất baryon, số baryon ban đầu của toàn bộ vũ trụ bằng 0. Khi vũ trụ giãn nở và hạ nhiệt, năng lượng chuyển hóa thành các hạt vật chất theo quy tắc tạo cặp.

Theo định luật bảo toàn anh không thể tự dưng tạo ra điện tích hay vật chất từ hư không mà không có đối trọng. Mỗi khi năng lượng cô đọng thành một hạt vật chất, nó bắt buộc phải tạo ra kèm một phản hạt tương ứng:

Vì mọi hạt sinh ra đều có thằng em song sinh phản vật chất đi kèm để bù trừ, nên trên lý thuyết, tổng số baryon toàn vũ trụ vẫn luôn phải giữ nguyên ở mức 0.Nếu tỷ lệ 1:1 này được giữ nguyên vẹn 100% -> Khi vũ trụ nguội bớt, mọi hạt vật chất sẽ va chạm với phản hạt của nó và tự hủy diệt lẫn nhau hoàn toàn, biến ngược lại thành ánh sáng.Vũ trụ ngày nay sẽ chỉ là một khoảng không vô tận tràn ngập bức xạ photon, không có ngôi sao, hành tinh hay con người nào có thể hình thành.

Nhưng một quá trình vật lý chưa rõ nguồn gốc đã phá vỡ thế cân bằng này trong tích tắc sau Big Bang. Cứ mỗi 1 tỷ cặp hạt triệt tiêu nhau, lại có đúng 1 hạt vật chất sống sót. Toàn bộ các thiên hà, đại dương và cơ thể anh ngày nay chính là phần dư 1 phần tỷ may mắn đó.

Hiểu rõ cách số baryon được bảo toàn và vận chuyển qua nút thắt gluon sẽ giúp giải mã vì sao ngày nay vũ trụ lại chỉ toàn vật chất mà không có phản vật chất.
Luận điểm này có lõi đúng rất lớn, nhưng có vài chỗ sai quan trọng về vật lý hiện đại. Nếu chấm theo mức độ chính xác khoa học, mình sẽ cho khoảng 7/10.
Điểm đáng chú ý nhất: đoạn nói về gluon là “nhân vật chính quyết định số baryon của proton” là cách diễn đạt gây hiểu nhầm, và đoạn “vũ trụ ban đầu có baryon bằng 0 vì chỉ có photon” cũng không thể khẳng định như vậy.

1. “Tổng số baryon luôn được bảo toàn” → ❌ Không hoàn toàn đúng​

Trong Mô hình Chuẩn ở mức nhiễu loạn, số baryon B được bảo toàn cực kỳ tốt. Nhưng ở mức lý thuyết đầy đủ, số baryon không phải là một đại lượng bảo toàn tuyệt đối.
Có các quá trình sphaleron liên quan đến tương tác điện yếu có thể vi phạm:
ΔB=ΔL=0
trong khi vẫn bảo toàn:
B−L
Đây chính là một trong những cơ chế quan trọng được nghiên cứu khi giải thích bất đối xứng vật chất–phản vật chất.
Vì vậy câu:
“Trong tự nhiên, tổng số baryon trước và sau bất kỳ phản ứng hạt nhân nào luôn không đổi.”
Nếu giới hạn đúng vào phản ứng hạt nhân thông thường, thì gần như đúng. Nhưng nếu nói bất kỳ quá trình vật lý nào trong vũ trụ, thì sai.

2. “Proton là baryon nhẹ nhất nên gần như bất tử” → ✅ Ý chính đúng​

Đây là một lập luận rất quan trọng.
Proton có:
B=+1
Trong khi electron, photon, neutrino... có:
B=0
Nếu baryon number được bảo toàn tuyệt đối, proton không thể phân rã thành các hạt nhẹ hơn mà không tạo ra một baryon khác.
Do đó proton sẽ ổn định.
Tuy nhiên có một điểm cần sửa:
Chúng ta chưa biết proton thực sự bất tử.
Các lý thuyết vượt ngoài Mô hình Chuẩn, chẳng hạn các mô hình Grand Unified Theory (GUT), cho phép proton phân rã, ví dụ:
p→e++π0
Quá trình này vi phạm baryon number.
Cho tới nay chưa quan sát được proton phân rã. Các thí nghiệm chỉ đặt giới hạn rất lớn lên thời gian sống của proton, cỡ ít nhất khoảng 1034 năm đối với một số kênh phân rã.
Nói chính xác hơn là:
Proton cực kỳ bền, và trong Mô hình Chuẩn không có cơ chế phân rã proton.

3. “Proton gồm 3 quark và gluon là chất keo” → ⚠️ Đúng nhưng quá đơn giản​

Đây là phần thú vị nhất.
Ta thường viết:
p=uud
tức proton có 2 up quark + 1 down quark.
Nhưng nếu nói proton “chỉ gồm 3 quark” thì không chính xác.
Proton thực tế là một trạng thái lượng tử cực kỳ phức tạp gồm:
  • các valence quark uud
  • gluon
  • các cặp quark–phản quark “biển”
  • các dao động lượng tử khác.
phần lớn khối lượng proton không đơn giản là cộng khối lượng của 3 quark lên.

4. “Gluon mới là nhân vật chính quyết định số baryon của proton” → ❌ Đây là chỗ sai quan trọng​

Gluon đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong cấu trúc và khối lượng của proton, nhưng không phải gluon “quyết định” baryon number.
Quy ước là:
B(q)=31
và:
B(qˉ)=−31
Còn:
B(g)=0
Gluon không mang baryon number.
Với proton:
B(u)+B(u)+B(d)=31+31+31=1
Nhưng điều này không có nghĩa 3 quark valence là toàn bộ câu chuyện. Proton còn có gluon và quark sea, nhưng tổng baryon number của toàn trạng thái vẫn là 1.
Điểm mà nghiên cứu QCD hiện đại cho chúng ta thấy là gluon và động lực trường QCD đóng vai trò cực lớn trong khối lượng, spin và cấu trúc proton.
Nói:
“Gluon quyết định số baryon của proton”
sai.
Nói:
“Gluon và trường QCD đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tạo nên khối lượng và cấu trúc của proton, vượt xa hình dung đơn giản proton chỉ là ba quark”
đúng.

5. “Big Bang ban đầu chỉ là photon, nên B = 0” → ❌ Đây là điểm sai lớn nhất​

Đây là chỗ cần cẩn thận.
Chúng ta không biết trạng thái vật chất của vũ trụ ở thời điểm đầu tiên là gì.
Không thể nói:
“Ban đầu vũ trụ chỉ có photon.”
Mô hình Big Bang nóng cho rằng vũ trụ sơ khai là một plasma cực nóng, đậm đặc, trong đó có rất nhiều loại hạt và phản hạt. Photon chỉ là một thành phần.
Ở nhiệt độ đủ cao, có:
  • quark
  • antiquark
  • gluon
  • lepton
  • antilepton
  • photon
  • và các trường/hạt khác.
Do đó không thể lấy:
“photon có B=0”
để suy ra:
“toàn vũ trụ ban đầu có B=0”.
Ta chưa biết điều kiện ban đầu của baryon asymmetry theo cách đơn giản như vậy.

6. “Năng lượng tạo vật chất thì bắt buộc phải tạo hạt + phản hạt” → ⚠️ Đúng trong nhiều trường hợp, nhưng không phải nguyên lý tuyệt đối​

Ví dụ:
γ+γ→e−+e+
Điện tích phải được bảo toàn:
0=(−1)+(+1)
và lepton number cũng được cân bằng.
Nhưng không nên biến nó thành quy tắc:
“Mọi hạt vật chất sinh ra bắt buộc phải có phản hạt tương ứng.”
Trong vật lý hạt, điều quan trọng là các đại lượng được bảo toàn phải được cân bằng, chứ không phải lúc nào cũng phải tạo ra “song sinh phản hạt” theo nghĩa đen.
Đặc biệt, chính baryogenesis là quá trình mà vũ trụ tạo ra sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất.

7. “1 tỷ cặp triệt tiêu, còn đúng 1 hạt vật chất” → ✅ Gần đúng về ý tưởng, nhưng con số cần diễn đạt cẩn thận​

Đây là hình ảnh minh họa rất nổi tiếng.
Vũ trụ quan sát được có một bất đối xứng baryon cực nhỏ, thường biểu diễn thông qua tỷ lệ baryon/photon khoảng:
η∼6×10−10
Tức là xấp xỉ một baryon dư trên một tỷ photon.
Sau khi phần lớn vật chất và phản vật chất hủy nhau, một lượng vật chất nhỏ còn dư lại.
Vì vậy câu:
“1 tỷ cặp hạt triệt tiêu nhau thì còn 1 hạt vật chất”
một cách nói phổ thông khá tốt để hình dung độ nhỏ của bất đối xứng, nhưng không nên hiểu đó là tỷ lệ chính xác của từng loại hạt hay một quy trình đơn giản diễn ra đúng như vậy.

8. “Giải mã cách gluon vận chuyển baryon sẽ giải thích tại sao vũ trụ toàn vật chất” → ❌ Không đúng​

Đây là kết luận mình cho là sai nhất về mặt logic.
Baryon asymmetry của vũ trụ là vấn đề:
Tại sao có nhiều baryon hơn antibaryon ngay từ đầu?
Để tạo ra bất đối xứng baryon trong vũ trụ sơ khai, Sakharov chỉ ra ba điều kiện nổi tiếng:
  1. Vi phạm baryon number
  2. Vi phạm C và CP
  3. Vũ trụ ở trạng thái không cân bằng nhiệt
QCD và gluon có vai trò rất quan trọng đối với vật lý proton, nhưng không phải lời giải trực tiếp cho baryogenesis.
Có một hiện tượng rất thú vị gọi là QCD axial anomaly, và gluon topology có liên quan đến các vấn đề sâu sắc về đối xứng, nhưng từ đó nhảy thẳng tới:
“hiểu gluon → giải thích vật chất thắng phản vật chất”
quá một bước.

Tóm lại​

Nếu mình “fact-check” từng ý:
Luận điểmĐánh giá
Proton là baryon nhẹ nhất✅ Đúng
Proton rất bền vì không có baryon nhẹ hơn để phân rã✅ Đúng về cơ bản
Proton chắc chắn bất tử❌ Chưa biết
3 quark tạo nên baryon number của proton✅ Đúng ở mức valence picture
Gluon mang baryon number❌ Không, B=0
Gluon đóng vai trò lớn trong khối lượng/cấu trúc proton✅ Rất đúng
Baryon number luôn được bảo toàn tuyệt đối❌ Không
Vũ trụ sơ khai chỉ có photon❌ Sai
Tạo cặp vật chất–phản vật chất là cơ chế phổ biến✅ Đúng
Nếu đối xứng 100% thì vật chất sẽ hủy hết✅ Về cơ bản đúng
Có dư vật chất khoảng cỡ 1 phần tỷ✅ Đúng về độ lớn
Đây là bài toán baryogenesis✅ Chính xác
Hiểu gluon/baryon trong proton sẽ trực tiếp giải thích baryogenesis❌ Quá mạnh
Một câu sửa lại toàn bộ đoạn kết cho chuẩn vật lý hơn sẽ là:
Bí ẩn lớn không phải là tại sao proton ổn định, mà là tại sao vũ trụ sơ khai lại tạo ra một lượng baryon dư cực nhỏ so với phản baryon. Cấu trúc của proton và vai trò của gluon giúp chúng ta hiểu sâu hơn về khối lượng và động lực QCD của vật chất, nhưng nguồn gốc của bất đối xứng vật chất–phản vật chất vẫn là một câu hỏi mở của vật lý cơ bản.
Và đây mới là điểm rất hay trong luận điểm bạn đưa: nó đang nối ba vấn đề khác nhau nhưng có liên quan sâu sắc: QCD → cấu trúc proton → baryon number → baryogenesis → tại sao vũ trụ tồn tại vật chất. Mối liên hệ là có thật, nhưng không phải mắt xích nào cũng là nguyên nhân trực tiếp của mắt xích kế tiếp.



--> Đọc xong chẳng hiểu một chữ j @@
 
Có fen. Mặc dù quark và phản quark cùng loại sẽ hủy nhau (theo kiểu vật chất - phản vật chất) nhưng trước đó nó sẽ kết hợp lại trong thời gian ngắn để tạo thành một hạt hoàn chỉnh. Và trong tự nhiên thì có nhiều hạt như vậy.
Ví dụ: hạt J/psi được tạo thành từ 1 quark charm và 1 phản quark charm [cc_] (và do đó nó vẫn được xếp vào họ hạt meson). Hạt epsilon Y được tạo thành từ 1 quark bottom và 1 phản quark bottom [bb_]. Những hạt kiểu này được gọi là quarkonic. Thậm chí còn có kiểu kết hợp phức tạp hơn như hạt pion trung hòa kết hợp tùm lum thứ nữa, pion trung hòa được tạo thành từ 1 cặp quark u và phản quark u kết hợp với 1 cặp quark d và phản quark d (pion = (uu_ + dd_)).
Cái máy lhc ở pháp khiến ta có thể xác nhận mấy cái phản quách và hạt kết hợp này à thím
 
Thấy chả liên quan lắm.
Vì hoàn toàn có thẻ tính toán hoặc là xấp xỉ để tính trước vị trí của mấy cái con ong hay quả bóng nếu biết các điều kiện cho trước, vì nó vận hành theo cơ học cổ điển.

Còn nếu là electron thì đơn giản là không thể làm vậy, vì không thể biết chính xác đồng thời vị trí và động lượng của e.



Đoạn này ý tưởng thì hay nhưng nếu tính ra thì không đơn giản như vậy.

1. Thế năng lực tĩnh điện giữa hai hạt proton là: E = q^2 / (4*pi* e0 * r). Thay số vào: q = điện tích proton = 1.6e-19, r=1e-15 m (khoảng cách tối đa để lực tương tác mạnh có tác dụng), e0 = 8.854e-12 (hằng số điện môi chân không), ta có E ~ 2.3e-13J = 1.44MeV

2. Lõi Mặt Trời có nhiệt độ 15 triệu Kelvin. Theo phân phối Maxwell-Boltzmann thì xác suất hạt có động năng lớn hơn 1.44MeV là cỡ 10^-300, trong khi ở lõi Mặt Trời chỉ có khoảng 10^57 hạt.

Tức là trong cơ học cổ điển thông thường, cái chuyện "có một hạt bức phá ra" xác suất nó gần bằng 0.
Điều này chứng tỏ còn có một cơ chế khác để phản ứng hợp hạch diễn ra, chứ không phải chỉ là "chọn 1 trong hàng tỷ tỷ hạt".
Bạn ơi tui chỉ đưa ra ví dụ ý tưởng của bạn kia về bản chất chứ không nhận định đúng hay sai gì cả. Với ví dụ con ong, nếu nó bay ở tốc e thì bạn tính kiểu gì xác định vị trí của nó? Nếu được thì cần gì bày ra hàm sóng xác suất chớ... Còn với ví dụ lưới và bóng là tui muốn nói rõ ý bạn kia là: Có phải chăng mô hình cấu trúc vi mô của ta chưa đúng? Hạt có nhất thiết phải "trèo" qua vách "hố thế năng" không?. Việc ta thêm "hàm sóng", "hầm lượng tử" vào để fix giới hạn vật lý cổ điển(như bạn nêu) cũng tương tự như Einstein thêm thời gian làm chiều không gian thứ 4 để fix cái giới hạn trong thuyết của Newton vậy... Vẫn là dùng các phương trình toán học cố gắng mô tả hiện tượng mà thôi. À mà bạn đừng đưa công thức ra nhiều, tui dốt lắm, nhìn là xây xẩm mặt mày à.
 
Bạn ơi tui chỉ đưa ra ví dụ ý tưởng của bạn kia về bản chất chứ không nhận định đúng hay sai gì cả. Với ví dụ con ong, nếu nó bay ở tốc e thì bạn tính kiểu gì xác định vị trí của nó? Nếu được thì cần gì bày ra hàm sóng xác suất chớ... Còn với ví dụ lưới và bóng là tui muốn nói rõ ý bạn kia là: Có phải chăng mô hình cấu trúc vi mô của ta chưa đúng? Hạt có nhất thiết phải "trèo" qua vách "hố thế năng" không?. Việc ta thêm "hàm sóng", "hầm lượng tử" vào để fix giới hạn vật lý cổ điển(như bạn nêu) cũng tương tự như Einstein thêm thời gian làm chiều không gian thứ 4 để fix cái giới hạn trong thuyết của Newton vậy... Vẫn là dùng các phương trình toán học cố gắng mô tả hiện tượng mà thôi. À mà bạn đừng đưa công thức ra nhiều, tui dốt lắm, nhìn là xây xẩm mặt mày à.
Miễn là xác định được chính xác vận tốc thì nó là bao nhiêu cũng tính được.
Vấn đề là ở đây không làm được điều đó. Nó không đơn giản là nhanh hay chậm.

Còn cái việc đưa hàm sóng vào không phải là vì nó "bay với tốc độ e", mà là vì không có cái khái niệm chính xác về tốc độ trong trường hợp này. Ở cấp độ lượng tử thì trạng thái là có thể là chồng chập của nhiều trạng thái cùng một lúc, ví dụ ở đây là vận tốc: không có cái gọi là "vận tốc e", chỉ có "chồng chập các vận tốc khả dĩ của e ở mức độ khác nhau".

Hàm sóng không phải là để "fix giới hạn vật lý cổ điển", nó là cách mô hình hóa mới hoàn toàn vật lý ở vi mô. Theo fen thì phải đùng cách nào để mô tả một thứ mà có thể ở vị trí x nhưng cũng có thể ở vị trí x', hay x''? Cách đơn giản nhất là gán mọi vị trí trong không gian x một giá trị nào đó. Và cái đó người ta gọi là hàm: f(x) = <cái gì đó>. Đơn giản vậy thôi, nó không fix cái gì cả.

Thấy cứ nói về "bản chất" này nọ chứ thấy fen vẫn cứ cố áp đặt góc nhìn cơ học cổ điển cho cấp độ này.
 
Miễn là xác định được chính xác vận tốc thì nó là bao nhiêu cũng tính được.
Vấn đề là ở đây không làm được điều đó. Nó không đơn giản là nhanh hay chậm.

Còn cái việc đưa hàm sóng vào không phải là vì nó "bay với tốc độ e", mà là vì không có cái khái niệm chính xác về tốc độ trong trường hợp này. Ở cấp độ lượng tử thì trạng thái là có thể là chồng chập của nhiều trạng thái cùng một lúc, ví dụ ở đây là vận tốc: không có cái gọi là "vận tốc e", chỉ có "chồng chập các vận tốc khả dĩ của e ở mức độ khác nhau".

Hàm sóng không phải là để "fix giới hạn vật lý cổ điển", nó là cách mô hình hóa mới hoàn toàn vật lý ở vi mô. Theo fen thì phải đùng cách nào để mô tả một thứ mà có thể ở vị trí x nhưng cũng có thể ở vị trí x', hay x''? Cách đơn giản nhất là gán mọi vị trí trong không gian x một giá trị nào đó. Và cái đó người ta gọi là hàm: f(x) = <cái gì đó>. Đơn giản vậy thôi, nó không fix cái gì cả.

Thấy cứ nói về "bản chất" này nọ chứ thấy fen vẫn cứ cố áp đặt góc nhìn cơ học cổ điển cho cấp độ này.
Bạn biết tốc e xấp xỉ 1/10 tốc c phải không nào? Vậy nếu không nắm thuộc tính nó, không dùng hàm xác suất bạn xác định vị trí nó thế nào? Hay là bạn biết có máy móc nào đó có thể theo dõi được đường đi của e?. Bạn kia nêu góc nhìn do giới hạn tốc độ, tui đưa ra ví dụ làm rõ ý người ta, bạn lại bảo tui áp đặt là sao nào? Có phải chăng bạn xem hiện tượng chồng chập là cao siêu, trí tuệ... nên người khác nghi ngờ bản chất đơn giản hơn thì bạn không vui? Nếu bạn không thoải mái thì thôi nhé.
 
Bạn biết tốc e xấp xỉ 1/10 tốc c phải không nào? Vậy nếu không nắm thuộc tính nó, không dùng hàm xác suất bạn xác định vị trí nó thế nào? Hay là bạn biết có máy móc nào đó có thể theo dõi được đường đi của e?. Bạn kia nêu góc nhìn do giới hạn tốc độ, tui đưa ra ví dụ làm rõ ý người ta, bạn lại bảo tui áp đặt là sao nào? Có phải chăng bạn xem hiện tượng chồng chập là cao siêu, trí tuệ... nên người khác nghi ngờ bản chất đơn giản hơn thì bạn không vui? Nếu bạn không thoải mái thì thôi nhé.

Vận tốc cổ điển của e trong nguyên tử Hydro chỉ có cỡ 1/137 c thôi.
Vận tốc của e tự do di chuyển trong dây dẫn còn chậm hơn, chỉ cỡ vài cm/s.


Mà không hiểu vận tốc bằng mấy thì liên quan gì đến việc không thể xác định vị trí?
Nếu nó đúng là hoạt động theo cơ học cổ điển thì vận tốc mấy không quan trọng, cứ áp công thức vào là tính được hết, sao lại tự nhiên phải cần cái máy móc nào nữa đây?

Nhưng tại sao người ta lại không thể làm vậy? Rõ ràng nguyên nhân không phải là vì vận tốc của nó quá lớn hay gì đó rồi.
 
Luận điểm này có lõi đúng rất lớn, nhưng có vài chỗ sai quan trọng về vật lý hiện đại. Nếu chấm theo mức độ chính xác khoa học, mình sẽ cho khoảng 7/10.
Điểm đáng chú ý nhất: đoạn nói về gluon là “nhân vật chính quyết định số baryon của proton” là cách diễn đạt gây hiểu nhầm, và đoạn “vũ trụ ban đầu có baryon bằng 0 vì chỉ có photon” cũng không thể khẳng định như vậy.

1. “Tổng số baryon luôn được bảo toàn” → ❌ Không hoàn toàn đúng​

Trong Mô hình Chuẩn ở mức nhiễu loạn, số baryon B được bảo toàn cực kỳ tốt. Nhưng ở mức lý thuyết đầy đủ, số baryon không phải là một đại lượng bảo toàn tuyệt đối.
Có các quá trình sphaleron liên quan đến tương tác điện yếu có thể vi phạm:
ΔB=ΔL=0
trong khi vẫn bảo toàn:
B−L
Đây chính là một trong những cơ chế quan trọng được nghiên cứu khi giải thích bất đối xứng vật chất–phản vật chất.
Vì vậy câu:

Nếu giới hạn đúng vào phản ứng hạt nhân thông thường, thì gần như đúng. Nhưng nếu nói bất kỳ quá trình vật lý nào trong vũ trụ, thì sai.

2. “Proton là baryon nhẹ nhất nên gần như bất tử” → ✅ Ý chính đúng​

Đây là một lập luận rất quan trọng.
Proton có:
B=+1
Trong khi electron, photon, neutrino... có:
B=0
Nếu baryon number được bảo toàn tuyệt đối, proton không thể phân rã thành các hạt nhẹ hơn mà không tạo ra một baryon khác.
Do đó proton sẽ ổn định.
Tuy nhiên có một điểm cần sửa:
Chúng ta chưa biết proton thực sự bất tử.
Các lý thuyết vượt ngoài Mô hình Chuẩn, chẳng hạn các mô hình Grand Unified Theory (GUT), cho phép proton phân rã, ví dụ:
p→e++π0
Quá trình này vi phạm baryon number.
Cho tới nay chưa quan sát được proton phân rã. Các thí nghiệm chỉ đặt giới hạn rất lớn lên thời gian sống của proton, cỡ ít nhất khoảng 1034 năm đối với một số kênh phân rã.
Nói chính xác hơn là:


3. “Proton gồm 3 quark và gluon là chất keo” → ⚠️ Đúng nhưng quá đơn giản​

Đây là phần thú vị nhất.
Ta thường viết:
p=uud
tức proton có 2 up quark + 1 down quark.
Nhưng nếu nói proton “chỉ gồm 3 quark” thì không chính xác.
Proton thực tế là một trạng thái lượng tử cực kỳ phức tạp gồm:
  • các valence quark uud
  • gluon
  • các cặp quark–phản quark “biển”
  • các dao động lượng tử khác.
phần lớn khối lượng proton không đơn giản là cộng khối lượng của 3 quark lên.

4. “Gluon mới là nhân vật chính quyết định số baryon của proton” → ❌ Đây là chỗ sai quan trọng​

Gluon đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong cấu trúc và khối lượng của proton, nhưng không phải gluon “quyết định” baryon number.
Quy ước là:
B(q)=31
và:
B(qˉ)=−31
Còn:
B(g)=0
Gluon không mang baryon number.
Với proton:
B(u)+B(u)+B(d)=31+31+31=1
Nhưng điều này không có nghĩa 3 quark valence là toàn bộ câu chuyện. Proton còn có gluon và quark sea, nhưng tổng baryon number của toàn trạng thái vẫn là 1.
Điểm mà nghiên cứu QCD hiện đại cho chúng ta thấy là gluon và động lực trường QCD đóng vai trò cực lớn trong khối lượng, spin và cấu trúc proton.
Nói:

sai.
Nói:

đúng.

5. “Big Bang ban đầu chỉ là photon, nên B = 0” → ❌ Đây là điểm sai lớn nhất​

Đây là chỗ cần cẩn thận.
Chúng ta không biết trạng thái vật chất của vũ trụ ở thời điểm đầu tiên là gì.
Không thể nói:

Mô hình Big Bang nóng cho rằng vũ trụ sơ khai là một plasma cực nóng, đậm đặc, trong đó có rất nhiều loại hạt và phản hạt. Photon chỉ là một thành phần.
Ở nhiệt độ đủ cao, có:
  • quark
  • antiquark
  • gluon
  • lepton
  • antilepton
  • photon
  • và các trường/hạt khác.
Do đó không thể lấy:

để suy ra:

Ta chưa biết điều kiện ban đầu của baryon asymmetry theo cách đơn giản như vậy.

6. “Năng lượng tạo vật chất thì bắt buộc phải tạo hạt + phản hạt” → ⚠️ Đúng trong nhiều trường hợp, nhưng không phải nguyên lý tuyệt đối​

Ví dụ:
γ+γ→e−+e+
Điện tích phải được bảo toàn:
0=(−1)+(+1)
và lepton number cũng được cân bằng.
Nhưng không nên biến nó thành quy tắc:

Trong vật lý hạt, điều quan trọng là các đại lượng được bảo toàn phải được cân bằng, chứ không phải lúc nào cũng phải tạo ra “song sinh phản hạt” theo nghĩa đen.
Đặc biệt, chính baryogenesis là quá trình mà vũ trụ tạo ra sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất.

7. “1 tỷ cặp triệt tiêu, còn đúng 1 hạt vật chất” → ✅ Gần đúng về ý tưởng, nhưng con số cần diễn đạt cẩn thận​

Đây là hình ảnh minh họa rất nổi tiếng.
Vũ trụ quan sát được có một bất đối xứng baryon cực nhỏ, thường biểu diễn thông qua tỷ lệ baryon/photon khoảng:
η∼6×10−10
Tức là xấp xỉ một baryon dư trên một tỷ photon.
Sau khi phần lớn vật chất và phản vật chất hủy nhau, một lượng vật chất nhỏ còn dư lại.
Vì vậy câu:

một cách nói phổ thông khá tốt để hình dung độ nhỏ của bất đối xứng, nhưng không nên hiểu đó là tỷ lệ chính xác của từng loại hạt hay một quy trình đơn giản diễn ra đúng như vậy.

8. “Giải mã cách gluon vận chuyển baryon sẽ giải thích tại sao vũ trụ toàn vật chất” → ❌ Không đúng​

Đây là kết luận mình cho là sai nhất về mặt logic.
Baryon asymmetry của vũ trụ là vấn đề:

Để tạo ra bất đối xứng baryon trong vũ trụ sơ khai, Sakharov chỉ ra ba điều kiện nổi tiếng:
  1. Vi phạm baryon number
  2. Vi phạm C và CP
  3. Vũ trụ ở trạng thái không cân bằng nhiệt
QCD và gluon có vai trò rất quan trọng đối với vật lý proton, nhưng không phải lời giải trực tiếp cho baryogenesis.
Có một hiện tượng rất thú vị gọi là QCD axial anomaly, và gluon topology có liên quan đến các vấn đề sâu sắc về đối xứng, nhưng từ đó nhảy thẳng tới:

quá một bước.

Tóm lại​

Nếu mình “fact-check” từng ý:
Luận điểmĐánh giá
Proton là baryon nhẹ nhất✅ Đúng
Proton rất bền vì không có baryon nhẹ hơn để phân rã✅ Đúng về cơ bản
Proton chắc chắn bất tử❌ Chưa biết
3 quark tạo nên baryon number của proton✅ Đúng ở mức valence picture
Gluon mang baryon number❌ Không, B=0
Gluon đóng vai trò lớn trong khối lượng/cấu trúc proton✅ Rất đúng
Baryon number luôn được bảo toàn tuyệt đối❌ Không
Vũ trụ sơ khai chỉ có photon❌ Sai
Tạo cặp vật chất–phản vật chất là cơ chế phổ biến✅ Đúng
Nếu đối xứng 100% thì vật chất sẽ hủy hết✅ Về cơ bản đúng
Có dư vật chất khoảng cỡ 1 phần tỷ✅ Đúng về độ lớn
Đây là bài toán baryogenesis✅ Chính xác
Hiểu gluon/baryon trong proton sẽ trực tiếp giải thích baryogenesis❌ Quá mạnh
Một câu sửa lại toàn bộ đoạn kết cho chuẩn vật lý hơn sẽ là:

Và đây mới là điểm rất hay trong luận điểm bạn đưa: nó đang nối ba vấn đề khác nhau nhưng có liên quan sâu sắc: QCD → cấu trúc proton → baryon number → baryogenesis → tại sao vũ trụ tồn tại vật chất. Mối liên hệ là có thật, nhưng không phải mắt xích nào cũng là nguyên nhân trực tiếp của mắt xích kế tiếp.



--> Đọc xong chẳng hiểu một chữ j @@
Đức
 
Vận tốc cổ điển của e trong nguyên tử Hydro chỉ có cỡ 1/137 c thôi.
Vận tốc của e tự do di chuyển trong dây dẫn còn chậm hơn, chỉ cỡ vài cm/s.


Mà không hiểu vận tốc bằng mấy thì liên quan gì đến việc không thể xác định vị trí?
Nếu nó đúng là hoạt động theo cơ học cổ điển thì vận tốc mấy không quan trọng, cứ áp công thức vào là tính được hết, sao lại tự nhiên phải cần cái máy móc nào nữa đây?

Nhưng tại sao người ta lại không thể làm vậy? Rõ ràng nguyên nhân không phải là vì vận tốc của nó quá lớn hay gì đó rồi.
Tui nói vận tốc e tự do ấy, không nói tốc trôi e trong dây điện, trong phần bạn đang nêu chồng chập lượng tử ấy. À mà nãy tui ghi nhầm thiếu số không, tốc e xấp xỉ 1/100 tốc c nhé. Bạn kia nói liên quan đến tốc độ, và tui đưa ra ví dụ nói lên góc độ là: tại vì e nó chạy quá nhanh so với cảm nhận của bạn nên thấy nó như đám mây, có thể cùng lúc(cái "cùng lúc" này phụ thuộc vào thời gian cảm nhận của bạn) ở 2 nơi v.v. Ta chỉ có thể tính xác suất nó ở chỗ này cao hơn chỗ kia nếu biết thuộc tính của nó... là ý bạn đó nói tới bản chất gây ra hiện tượng chồng chập... Thôi bạn xem lại ví dụ tui đi bạn sẽ hiểu ý bạn ấy nếu bạn cởi mở tinh thần chút.
 
Tui nói vận tốc e tự do ấy, không nói tốc trôi e trong dây điện, trong phần bạn đang nêu chồng chập lượng tử ấy. À mà nãy tui ghi nhầm thiếu số không, tốc e xấp xỉ 1/100 tốc c nhé. Bạn kia nói liên quan đến tốc độ, và tui đưa ra ví dụ nói lên góc độ là: tại vì e nó chạy quá nhanh so với cảm nhận của bạn nên thấy nó như đám mây, có thể cùng lúc(cái "cùng lúc" này phụ thuộc vào thời gian cảm nhận của bạn) ở 2 nơi v.v. Ta chỉ có thể tính xác suất nó ở chỗ này cao hơn chỗ kia nếu biết thuộc tính của nó... là ý bạn đó nói tới bản chất gây ra hiện tượng chồng chập... Thôi bạn xem lại ví dụ tui đi bạn sẽ hiểu ý bạn ấy nếu bạn cởi mở tinh thần chút.
Nghiên cứu vật lí lí thuyết không dùng cảm nhận bạn à. Dừng tranh luận ở đây thôi vì sai cơ bản rồi.
 

Thống kê chủ đề

Ngày tạo
Ma trận,
Người trả lời cuối
Ryu Kenshin,
Trả lời
232
Lượt xem
31.988
Quay lại
Lên đầu trang