Zagadka czasu

[zbyszek]

Więc zgodzisz się, że do definicji czasu potrzeba wiele obiektów (jak atomy), a jeden nie wystarczy, czy tak ?

[Niemamnie]

Nie zgodzę się bez spojrzenia na równanie, ponieważ można je przekształcać jeszcze i wyciągnąć dodatkowe wnioski (np. liczbę atomów w równaniu zastąpić masą).

[zbyszek]

Wróćmy do próbki materiału rozszczepialnego. Czy potrafisz określić czas wg. jednego elementu takiej próbki, (tu to jeden atom), czy konieczna jest cała próbka ?

Mam na myśli następujące pytanie: zróbmy zegar z materiału rozszczepialnego. z pewnością jest to możliwe. Oczywiście przeskalujemy ze skali logarytmicznej na liniową. A teraz powiedz mi skąd taki zegar czerpie podstawę czasu ? Czy z poszczególnych atomów, czy musi z całej próbki ?

[Niemamnie]

Słuszne pytanie, dla jednego atomu nie jest możliwe rozwiązanie, ale dwa dwóch umieszczonych po obu krańcach galaktyki już tak.

[cezary123]

Rozpad jądra atomowego jest to wyrzucenie cząstki alfa lub beta, to znaczy dwóch protonów i dwóch neutronów lub jednego elektronu i jest to zjawisko statystyczne. Z upływem czasu niektóre jądra atomowe rozpadają się a niektóre jeszcze nie. Można stwierdzić tylko prawdopodobieństwo istnienia jąder, które nie uległy jeszcze rozpadowi, na przykład połowy z nich i to jest właśnie czas połowicznego rozpadu.

[zbyszek]

Słuszne pytanie, dla jednego atomu nie jest możliwe rozwiązanie, ale dwa dwóch umieszczonych po obu krańcach galaktyki już tak.

A w jaki sposób skonstruujesz taki zegar z dwóch atomów ? Załóżmy że odległość jest jaka zechcesz: po dwóch strona galaktyki lub łebka od szpilki. I tak to ma działać ?

Proponuję Ci zgodę, że dwa atomy nie wystarczą, sto nie wystarczy, ani tysiąć. Trzeba ich większą ilość. Dopiero wtedy z ich logarytmicznego zaniku zrobisz po zmianie skali na liniową zegar.

[Niemamnie]

A co powiecie na takie równanie?

N = ln(t^-2)/ln(T/100) * C

Gdzie N to masa która pozostanie, t to czas, T to czas połowicznego rozpadu, a C to liczba dla danego izotopu zależna od masy początkowej.
Pozornie takie przekształcenie nic nie daje, ale pozwala się przyjrzeć bliżej stałej rozpadu.

[zbyszek]

A co z tego eksperymentalnie wychodzi ? Jakaś prosta, która się kiedyś powinna urwać, czy tak ?

[Niemamnie]

Załóżmy:
T = 1h
t = 10h
N = ln(t^-2)/ln(T/100) * C
C = m * X

Dla 100g C = 0.1, X = 0.001. N = 0.1g
Dla 90g z X i m obliczamy C które wynosi 0.09. N = 0.09g
Dla 999g z X i m obliczamy C które wynosi 99.9. N = 99.9g

[Niemamnie]

Jakby ktoś chciał sprawdzać, to wzór nie działa.

[zbyszek]

Wróć do mojego pytania.

[Niemamnie]

t = - (T * ln(Nt / N0)) / ln(2)

Gdzie t to czas, T czas rozpadu, Nt ilość pozostałych atomów po czasie t, N0 ilość początkowa atomów.
Teraz dobrze przekształciłem, zaplątałem się trochę wcześniej, można budować zegar.
Aby mierzyć ilość atomów w próbce należy użyć spektroskopii, aby wynik był dokładny należy użyć warstwy atomów o grubości atomu.
Siłę emisji promieniowania w spektroskopii można przełożyć na ilość atomów, z ilości atomów liczyć czas powyższym równaniem.

[zbyszek]

To prawo działa dla dużej liczby atomów. Zamiast liczyć wartwy atomowe wstarczy zwiększyć odpowiednio próbkę i liczyć licznikiem promieniowania rozpady. Im większa próbka tym czas dokładniejszym, a dla małej licznby atomów czas zanika ! Dokładność takiego zegara już z kilku miliardów atomów się ślizga, a przy jeszcze mniejszej ilości w ogóle nie da się żadnego zegara skonstruować. Przypomnę ile jest atomów w kilku gramach substancji - liczba Avogadry 6,cośtam x 10 ^ 23 ! tj. liczba z 23-ma zerami. W kilku gramach jest więcej atomów niż gwiazd w naszej galaktyce ok 10 ^ 12, !

Zgadzasz się ?

[Niemamnie]

Zgadzam się.

[zbyszek]

No dobrze.
Skoro zbudowaliśmy zegar na staystyce rozpadów i innego czasu, innych zegarów w pojedyńczych atomach nie ma, a przynajmniej ani ich nieużyliślmy ani nic na takie zegary nie wskauje -
Czy w takim razie prawidłowy jest wniosek, że czas jest pojęciem kolektywnym, zbudowanym na statystyce ?

[Niemamnie]

Na podstawie jednego zjawiska nie można wysnuć takiego wniosku. Czas oznacza zmianę, dopóki zachodzą zmiany to jest czas.
Poza tym nie da się udowodnić że w atomie nie ma zegara który by wskazywał kiedy ma się rozpaść, jest za mało danych aby to stwierdzić.
To że obecnie nie ma możliwości zbadania tego, nie oznacza że za x lat ktoś tego nie odkryje.

Poza tym oplo poruszył temat innego pomiaru rozpadu alfa niezależnego od czasu i czekam na odpowiedź.

[zbyszek]

Na podstawie jednego zjawiska nie można wysnuć takiego wniosku.

Owszem, da się !
A w jaki sposób miałoby to jedno zjawisko działać ?

... nie da się udowodnić że w atomie nie ma zegara który by wskazywał kiedy ma się rozpaść, jest za mało danych aby to stwierdzić.

Można przypuścić, że nigdy ich nie będzie. Tu wstarczy zauważyć, że żadnego wzorca czasu z żadnego z indywidualnych zegarów nie użyliśmy, choć użyliśmy je wszystkie na raz - czyli dokłądnie to, co stwierdziłem !

[Niemamnie]

Badając czas życia pojedynczych atomów wykres będzie wykresem Gaussa, nie wiem czy to coś wnosi, ale średni czas życia atomu np. uranu jest możliwy do określenia.



Średni czas życia atomu będzie na górze wykresu.

[Piotrrr]

Dyskusja stała się dość zawiła. Co mogę dodać to jedynie to, że średni czas życia <t> będzie równy:

<t> = integral P(t)*t*dt from 0 to inf

gdzie P(t) prawdopodobieństwo rozpadu atomu w zależności od czasu (unormowanego do jeden, jak to prawdopodobieństwo .

[zbyszek]

Badając czas życia pojedynczych atomów wykres będzie wykresem Gaussa, nie wiem czy to coś wnosi, ale średni czas życia atomu np. uranu jest możliwy do określenia.

Ależ to nieprawda ! Nikt nigdy nie zmierzył średniego czasu życia pojedyńczego atomu ! Do wyniku, który podałeś konieczne są miliardy atomów !

Co napisałęś jest co prawda akademickim standardem, jednak same pojęcia są mylne. Średnia może się odnosić tylko do większej ilości, ale nigdy do pojedyńczego przypadku !

Co podałeś to średni czas życia w chmurze atomów. Słowo "chmura" jest tu niezbywalne. To jest dokłądnie to, do czego staramn się Ciebie przekonać - czas, jeśli brać go nie zaświatów, lecz z realnych fizycznych zjawisk nosi charakter kolektywny - potrzeba morza atomów, zdarzeń lub pomiarów (jakkolwiek), żeby go podać ! Czas to średnia z wielu elementów, dla jednego elementu nie istnieje !