1.10: חלקיקים לא יציבים כלליים

דף הבית ／ פרק 1: תורת סיבי האנרגיה (V5.05)

I. מה הם – הגדרה תפעולית ושם חטוף
חלקיקים לא יציבים כלליים הם כל הפרעה מקומית הנוצרת לזמן קצר בתוך ים האנרגיה, מסוגלת להדק את הסביבה הקרובה ולאחר מכן מתפרקת או נעלמת. המונח כולל שתי שכבות תופעה.

• חלקיקים לא יציבים במשמעות הצרה. זהות חלקיקית מקובעת עם מסה, מספרים קוונטיים וערוצי התפרקות ידועים, זמן חיים סופי, וזיהוי לפי קווי ספקטרום ורוחבם.
• מצבי סיב קצרים שאינם מקובעים. הפרעות מקומיות מסודרות בים האנרגיה כגון אגדי סיבים, רצועות מערבולת, חזרה בגלגול, תנודות דקיקות ושְׁלָבים מפוזרים חלשים כמעט איזוטרופיים. כאשר התנאים מוסרים ההידוק מוחזר כאגדי גלים אקראיים והמבנה נמס חזרה אל הים.

II. מה מקורם – מקורות ותמונות מצב
חלקיקים לא יציבים מצויים כמעט בכל מקום, אך קשים לזיהוי כיחידים בשל חיים קצרים ומשרעת קטנה.

• בקנה מידה זעיר ובסביבה רגילה. תנודות חום, חיבורי משנה בפלזמה, התנגשות מקומית בין קרינה קוסמית לגז, גלגול רגעי בגז ובאבק תחת גזירה.
• באסטרופיזיקה ובסביבה בעלת נטיית מתיחות. מיזוגים וסידור מחודש גאותי, גלי הלם ושכבות גזירה, סילונים וזרימות יציאה, אזורי התכנסות של דיסק ומוט וטבעת, הצתות שרשרת של יצירת כוכבים, אזורי מתיחה חזקה סמוך לחורים שחורים.
• בניסוי ובתעשייה. פריקת חשמל וקשת, צינור הלם, חזרת אנרגיה רגעית בשכבות דקות או בחללים, המצמיחות לעיתים קרובות מצבי סיב קצרים.
• כפתורי כיוון. גבולות וגאומטריה, עוצמה וספקטרום של שדות חיצוניים, אופן האטה או הדרבון, מתיחות התווך ומדרונה, מסלול הזרימה.

III. מדוע נפוצים – היבט סטטיסטי ומרחבי
גם ברקע מתיחות נמוכה המרחב ממשיך לנסות ולהתפרק ברצף. בנרמול לנפח הכמות הכוללת משמעותית.

• במבט מקומי רוב הניסיונות כבים במקום, נבלעים במהירות בסביבה או נמסים בחזרה לים האנרגיה.
• במבט כולל ההשפעה הסטטיסטית משאירה חתימה בסולמות גדולים, ועוצמתה עולה או יורדת עם כיוון הגבולות והשדות בין חלון קוהרנטיות לבין פרוק קוהרנטיות.

IV. כיצד נראים – רבגוניות צורנית
אין תבנית גאומטרית אחת.

• נצפים טבעות סגורות, קשרים וחזרה בגלגול, תנודות לוחיות, רצועות מערבולת, צבירי קרן או גרעין, וגם ענני פיזור חלש כמעט איזוטרופיים.
• השאלה אינה דמיון הצורה אלא אם נמתח בפועל ים האנרגיה, והאם בעת ההתפרקות הוחזר ההידוק כאגדי גלים אקראיים לצורך מילוי ונמס.

V. שני צדדים של אותה מטבע – שתי הופעות תצפית
חלקיקים לא יציבים מתגלמים בשתי הופעות משלימות.

• כבידת מתיחות סטטיסטית. משיכות חוזרות לאורך פרק הקיום מהדקות סטטיסטית את הסביבה, כמקביל לשיפוע תלול יותר. הדבר ניכר כמשיכה עודפת במסלולים, בעקומות סיבוב, בעידוש כבידתי ובמדידות זמן.
• רעש רקע של מתיחות. הופעה מקומית ניתנת לקריאה של ההפרעות האקראיות המוחזרות בעת התפרקות או כליון. אין דרישה לפליטה. ייתכן רעש עצמי בשדה קרוב שאינו מקרין, תנודות אקראיות בכוח ובהיסט, בפאזה ובמקדם השבירה, במתח ובמגנטיות. לעיתים, כאשר חלון שקיפות וגאומטריה מיטיבים, מתקבל רצף רחב סרט בשדה רחוק.

שלושה מבחנים אינטואיטיביים.

• קודם הרעש ואחר כך הכוח. ההחזרה האקראית מקומית וחטופה ולכן נצפית מוקדם, ואילו המשיכה העודפת היא משתנה איטי המתבלט רק לאחר הצטברות בזמן ובמרחב.
• אותה כיווניות במרחב. ההידוק וההחזרה נשמעים לאותם אילוצי גאומטריה ושדות וגבולות כגון ציר הגזירה, כיוון ההתכנסות וציר היציאה. לכן כיוון הבהירות של הרעש מתלכד עם ציר העמקת השיפוע.
• מסלול הפיך. בהחלשת השדות או שינוי הגאומטריה המערכת שבה לאורך דרך הרפיה והשבה. בסיס הרעש יורד תחילה משום שהמדדים מקומיים ומהירי תגובה, שיפוע הפוטנציאל נסוג לאחר מכן משום שהמדדים סטטיסטיים ואיטיים.

VI. לסיכום – מסגרת מאחדת
מסגרת החלקיקים הלא יציבים מאחדת מצבי סיב קצרים וחלקיקים לא יציבים במשמעות הצרה לסיפור אחד. פרק הקיום אחראי על ההידוק ומייצר כבידת מתיחות סטטיסטית. שלב ההתפרקות אחראי על ההחזרה ונראה כרעש רקע של מתיחות. כאשר אספקה ומגבלות מצויות בחלון סף או סגירה בעל אבדן נמוך מצב סיב יכול להתקבע לזהות חלקיקית. אחרת הוא נמס לרוב חזרה לים האנרגיה ומשאיר חתימה משלימה ובהירה. קודם רעש אחר כך כוח, אותה כיווניות במרחב, מסלול הפיך.