Jak mion pøeèùral vìdce
Kdysi jsme chodili do školy. Nìkteøí kratší, jiní delší dobu. Nauèili jsme se toho mnoho. Nìkteøí s menším, jiní s vìtším úspìchem.
Pak jsme zaèali pracovat. Nìkteøí zápasí s problémy, jiní jdou od úspìchu k úspìchu.
Jednu vìc máme ale spoleènou. Vìtšina z nás si nikdy nepolo¾ila podobné otázky:
Co ovlivòuje lidské chování?
Co nás nutí dìlat to, co dìláme?
Co nás nutí chovat se tak, jak se chováme?
Co je pøíèinou, ¾e ¾ivoty nìkterých jedincù jsou pøíkladem, zatímco ¾ivoty jiných varováním?
Pokud bychom znali odpovìdi na tyto otázky, mo¾ná bychom øešili spoustu situací jinak. Pokud bychom znali odpovìdi na tyto otázky, mo¾ná bychom i ¾ili jinak.
Vezmìme tlouštíka na závodní dráhu a pùl dne ho tam prohánìjme bez jídla a pití. Co se stane s jeho hmotností? Jistì se sní¾í. Z fyzikálního hlediska jde o klasický pøípad toho, ¾e kdy¾ tìleso zvenèí nic nepøijímá a ze sebe vydává energii, sni¾uje svoji hmotnost. Toté¾ platí tøeba o hoøícím uhlí, nebo automobilu, který na dráze spotøebovává pohonné hmoty.
Nyní zmìníme podmínky. Stejného tlouštíka polo¾íme do nosítek a pùl dne s ním budou po dráze pobíhat ètyøi rafani. Zmìní se jeho hmotnost? Ne. (Pøirozený výdej tìlesného tepla zanedbejme – kdyby mìli rafani na nosítkách místo tlouštíka uhlí, bylo by to taky tak.)
A ještì pøíklad do tøetice: rafani budou s tlouštíkem v nosítkách pobíhat po dráze, ale navíc jej budou pøikrmovat. Jak to dopadne s hmotností tlouštíka? Zvýší se.
Nìkoho by tak primitivní otázky mohly a¾ rozèílit, ale pro vìdce, bádající v oblasti kvantové fyziky, pøedstavují opravdový problém. Oni toti¾ tvrdí, ¾e kdy¾ rafani pobì¾í s tlouštíkem témìø rychlostí svìtla, tlouštík zaène zvyšovat hmotnost sám ze sebe. A kdyby s ním bì¾eli pøímo rychlostí svìtla, tlouštíkova hmotnost by pøerostla celý vesmír. Toto tvrzení je v souladu s teorií relativity a pøesvìdèivý dùkaz o jeho platnosti prý podal mion.
Podívejme se tedy na mion, odbornì zvaný mezon m.
Podle vìdeckých análù jde o èástici zhruba dvìstìkrát hmotnìjší ne¾ elektron (velmi vypasený tlouštík mezi èásticemi). Taková hmotnost je zjevnì nad jeho síly, tak¾e v pøirozených podmínkách se bìhem dvou miliontin sekundy rozpadá na elektron a neutrina. Nìco jiného se ovšem dìje, kdy¾ je mionu v obrovských urychlovaèích èástic dodáváno zrychlení. Dosáhne-li mion napøíklad rychlost s hodnotou 99,5 % rychlosti svìtla, jeho ¾ivotnost je desetkrát delší a jeho hmotnost je vyšší dvaadvacetkrát. Jsou to jednoznaènì prokázaná fakta – ¾e by tedy opravdu tlouštík rostl sám ze sebe? Neexistuje pro tento zjevný nesmysl jiné vysvìtlení? Kromì toho, všechny fyzikální dìje jsou kombinací tøí elementù: èasu, rozmìru a hmoty. Jak mù¾e rychlost, co¾ je kombinace rozmìru a èasu, zrodit hmotu, zcela odlišný element? Logicky nijak.
Nárùst hmotnosti mionu musí mít – a má – zcela jinou pøíèinu.
Jak myslíte, ¾e pùsobí síla, nebo energie? Jedinì prostøednictvím hmoty. Kde není hmota, tam se síla ani energie nemù¾e projevit. Kdy¾ se napøíklad èlovìk opaluje na sluníèku, ve skuteènosti na nìho nepùsobí pøímo samotné slunce. Energie ze slunce je èlovìku pøedávána prostøednictvím fotonù (a jiných èástic) na vlnách – jsou to malilinkaté kulièky hmoty, které prudce narazí na kù¾i a rozplácnou se. Rozplácnou se proto, ¾e fotony jsou z jiné hmoty ne¾ mnohem tvrdší kù¾e. A teï si pøedstavte, ¾e tìlo èlovìka by bylo ze stejné hmoty, jako fotony. Co by se stalo? Fotony bychom vstøebávali podobnì, jako kalu¾ déš» a stejnì tak bychom i rostli. U¾ vám svítá?
®ádná èástice v urychlovaèi není urychlována jakýmsi bezdotykovým èárymáryfuk systémem. Kdy¾ do èástice, surfující na vlnì, zezadu nevrazí jiná èástice, pøípadnì rychlejší vlna (co¾ vyvolá výstøik jakkoli malých èástic), nemù¾e být pùvodní pohyb èástice zrychlen. Opakuji, kde není hmota, tam nelze sílu, ani energii pøedat. Energie sama o sobì obsahuje hmotu (èástice na vlnách), proto ka¾dé tìleso musí na hmotnosti ztrácet, jestli¾e vydává energii pouze ze sebe.
A proè zrychlovaný mion na hmotnosti pøibírá? Principiálnì je ze stejné (neatomové) hmoty, jako èástice v urychlovaèi – tak¾e se s nimi sluèuje a ony mu nárazem zezadu pøedávají svou hmotu, rychlost i smìr. Mion se v urychlovaèi chová podobnì, jako kdy¾ surfující ¾elatinová koule pohlcuje zezadu malé ¾elatinové kulièky, které ji chtìjí pøedhonit. Prostì, rafani tlouštíka pøikrmují a je zcela lhostejné, jestli to dìlají èásticemi tak malými, ¾e je vìdci nemohou ani objevit, nebo èásticemi spojenými v nepøetr¾itý lijavec.
Nárùst hmotnosti mionu tak máme vyøešen.
Nabízí se ještì otázka, proè zrychlovaný mion ¾ije desetkrát déle? Zkuste si to pøedstavit: dozadu se rozpadnout nemù¾e, nebo» tam je tlak, jak do nìho neustále houfy èástic buší i vrá¾ejí. A do pøedu? Je to podobné, jako kdy¾ se v automobilu chcete nahnout do pøedu v okam¾iku, kdy do vás zezadu narazí motocykl – strhne vás to zpìt. Za delší ¾ivotnost zrychlovaného mionu tedy mù¾e zákon akce a reakce. Teprve v momentì, kdy tento zákon u¾ nestaèí udr¾et narùstající hmotu pohromadì, mion se rozpadá. A záøí spokojeností nad tím, jak pøeèùral vìdce.
Poznámka na závìr:
V naší dimenzi vesmíru je konstantní rychlost svìtla (èili rychlost èástic na vlnách) cca 300 milionù metrù za sekundu a vyšší neexistuje. Je jasné, ¾e èástice nemù¾e pøedat tìlesu vyšší rychlost, ne¾ má ona sama. Proto v naší dimenzi nelze vyvinout nadsvìtelnou rychlost. Ale zdùrazòuji, ¾e samotná svìtelná rychlost se u hmotných èástic vyskytuje naprosto bì¾nì a ony pøesto svojí hmotou nezahltí vesmír. Teorie relativity tak není nic jiného, ne¾ test inteligence, ve kterém vìdci na dlouhých sto let propadli.
Jiøí Muladi
Co je Mion μ−: Jde o tì¾ký elektron. Tato èástice se chová velmi podobnì jako elektron. Má hmotnost 207 me. Doba ¾ivota je pøibli¾nì 2×10-6 s. Potom se tì¾ký elektron rozpadá na normální elektron a neutrino: μ− → e− + + νμ. Mion je stejnì jako jeho dvojník elektron schopen vytvoøit vázaný stav s protonem, tzv. mionium (vodík s mionem v obalu místo elektronu). Mion se vyskytuje v kosmickém záøení a do zemské atmosféry vstupuje s relativistickými rychlostmi. Vzhledem ke své dobì ¾ivota by nemìl nikdy dopadnout na zemský povrch. Díky dilataci èasu však mion z hlediska pozorovatele na Zemi ¾ije "déle" a má dosti èasu, aby dopadl na povrch Zemì. Z hlediska mionu se Zemì "pøibli¾uje" relativistickou rychlostí a díky kontrakci vzdálenosti nemusí mion k povrchu Zemì uletìt takovou vzdálenost. Vidíme, ¾e z hlediska obou souøadnicových soustav (spojených se Zemí nebo s mionem) je výsledek stejný, mion dopadne na povrch Zemì.
