5.14 חלקיקים חזויים

דף הבית ／ פרק 5: חלקיקים מיקרוסקופיים

נקבע תחילה את קו הבסיס: תאוריית חוטי האנרגיה אינה נזקקת לחלקיקים חדשים, כבדים, נפוצים ויציבים כדי להסביר כבידה עודפת. עם זאת, בתוך הדינמיקה של חוט–ים–טנזור עשויות להיווצר באופן טבעי כמה תצורות ארוכות־חיים שהן ניטרליות חשמלית, בעלות זיקה חלשה ומוגנות טופולוגית, ולכן קשה לאתרן בסביבות מסוימות. תצורות אלה חייבות לשמר התאמה כוללת לנוקלאוסינתזה של המפץ הגדול ולקרינת הרקע הקוסמית בגלי מיקרו, ואסור להן לסתור ניסויים קרקעיים שמדווחים על היעדר אות ומגע.

אם הן קיימות, עליהן לעמוד בשני תנאי תצפית:

• לא לפגוע בחשבון הכולל של נוקלאוסינתזת המפץ הגדול ושל קרינת הרקע המיקרוגלית הקוסמית.
• לא לסתור תוצאות של אי־זיהוי בניסויים על פני הקרקע.

בתוך מסגרת זו תאוריית חוטי האנרגיה יכולה להציע חיזויים קונקרטיים ובר־בדיקה לכמה משפחות של תצורות שקל ליצור אך קשה למצוא, יחד עם תיאור מבנה, מקומות הצטברות סבירים, דרכי חיפוש ושימושים אפשריים.

I. טבעת קלה ניטרלית N0 – לולאה סגורה מזערית, ביטול עצמי בשדה הקרוב, זיקה חלשה במיוחד

מבנה: חוט אנרגיה יחיד נסגר לטבעת אחת, רצועה עבה המסומנת כשתי משיכות מקבילות. בתוך הטבעת נע חזית־פאזה בקצב נעול המסומנת כספירלה כחולה. מרקמי כיוון בשדה הקרוב מתבטלים בזוגות וכך מתקבלת ניטרליות חשמלית. בשדה הרחוק נותר שקע רדוד מאוד.

מדוע יציבה: סגירה טופולוגית יחד עם נעילת פאזה. כל עוד מאמץ הטנזור החיצוני מתחת לסף, הטבעת וקצב הנעילה מסוגלות להתקיים זמן רב מאוד.

היכן סבירה הצטברות: ענני מולקולות קרים ודלילים, ההילה החיצונית של גלקסיות, וקונכיות שהתקררו בקצה המרוחק של סילוני גרעינים גלקטיים פעילים.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: ריבוי N0 יוצר יחד בסיס אינרציה חלש וחלק. בעומס גזירה וניתוק־חיבור מחדש טבעות עשויות להיצמד לזוג L2 או להסתדר בתיאום פאזה לסדרת טבעות דלילה.

שוני מנייטרינו – עיקר:

• N0 הוא טבעת חוט בעלת ליבה עבה של חוט; הניטרליות נובעת מביטול השדה הקרוב.
• נייטרינו הוא רצועת פאזה דקיקה מאוד, ללא ליבה עבה, עם שדה־קרוב זניח וכיראליות קבועה.
• באופן אינטואיטיבי N0 מזכיר טבעת מסיבית שניקתה עקבה חשמלית, ונייטרינו מזכיר פס אור דק מאוד שכיראליותו בולטת.

תרשים – רמזים: טבעת שחורה כפולה ועבה, בתוכה ספירלה כחולה כסימון החזית. אין חיצים כתומים. מחוץ לטבעת כרית נקודתית לאזור מעבר וקווים דקים כהפניה לשדה הרחוק.

II. טבעת כפולה משולבת L2 – צימוד Hopf, מחסום טופולוגי גבוה יותר

מבנה: שתי טבעות סגורות שזורות בצימוד Hopf. לכל טבעת חזית־פאזה משלה, והמערך כולו ניטרלי חשמלית.

מדוע יציבה: דרגת הקישור מוסיפה סף טופולוגי. פתיחה מחייבת חיבור־מחדש ולכן השקעת אנרגיה גבוהה יותר.

היכן סבירה הצטברות: מגנטוספירות של מגנטארים, שכבות גזירה חזקות סמוך לליבות AGN, וקונכיות בעלות מאמץ טנזור גבוה שנותרו מאיחודים.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: אוכלוסיות L2 עשויות ליצור רשת שרשרת דלילה המגבירה צמיגות רדודה מקומית. חיבור־מחדש נוסף יכול להצמיח מבנה B3 או לפרק את המערך חזרה לריבוי N0.

תרשים – רמזים: שתי טבעות כפולות משולבות זו בזו, ספירלה כחולה על כל אחת. ניטרלי וללא חיצים חשמליים. כרית נקודתית מקיפה.

III. שלישיית טבעות בורומיאניות B3 – ניתוק טבעת אחת מפרק את שתיים האחרות, מייצב מדרגה שלישית

מבנה: שלוש טבעות סגורות בקישור בורומיאני. קריעת טבעת אחת משאירה את השתיים ללא קשר. המערך ניטרלי חשמלית.

מדוע יציבה: ייצוב הדדי תלת־כיווני מעגן את המערכת במינימום מקומי צר מאוד, ולכן עמידותה להפרעות גבוהה מזו של L2.

היכן סבירה הצטברות: שלב חישול־חום לאחר איחודים, ואיים קרים בזמן חזרת קונכיות סופרנובה.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: B3 יכול לשמש שלד־ליבה הנושא N0 ו־L2 נוספים ובונה מסגרות רב־שכבתיות. כאוכלוסייה הוא מחזק משיכה מקומית ומאריך זמן תהודה.

תרשים – רמזים: שלוש טבעות כפולות בסידור משולש עם חפיפות מלפנים ומאחור לשם המחשת השזירה. ספירלות כחולות, ללא חיצים חשמליים. מחוץ למבנה אזור נקודתי ורמז לטבעת ייחוס בשדה הרחוק.

IV. בועית־ים זעירה MB – מעטפת טנזור יחד עם לחץ הים, מצרף ניטרלי בסגנון Q-ball

מבנה: כיס קטן מן הים נחתם במעטפת בעלת מאמץ טנזור גבוה יותר ונוצרה בועית חלקה ללא תפר. במבט חיצוני התצורה ניטרלית.

מדוע יציבה: שווי־משקל בין מאמץ המעטפת ללחץ הים בפנים ובחוץ. כל עוד החיבור־מחדש לא מנקב את המעטפת, תוחלת החיים ארוכה מאוד.

היכן סבירה הצטברות: קצותיהם הרחוקים של סילונים גדולי־סקאלה, כיסי הפרש־לחץ בתווך בין־צברי, וקמטי טנזור בשולי סופר־חללים.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: ריבוי MB יוצר מצרף ליבה רכה. מגע עם N0 או L2 יוכל ליצור מרוכב ליבה בתוך מעטפת, מעטפת חיצונית עם ליבת טבעת.

תרשים – רמזים: רצועת מעטפת רחבה באפור־בהיר עם גבולות פנימיים וחיצוניים ברורים. תפרונים קצרים על פני המעטפת, וקווים קונצנטריים רכים בפנים כהד לחץ־ים. ללא חיצים חשמליים.

V. רינגלט מגנטי M0 – ניטרלי, שטף טורואידלי, חזק מגנטית וחלש חשמלית

מבנה: טבעת סגורה ניטרלית כולאת שטף טורואידלי מכוּמת, שקול לפאזה כרוכה בצפיפות. התצורה יכולה להתקיים גם ללא ליבת חוט עבה, כאשר תעלת השטף הטורואידלית בשדה הטנזור והפאזה משמשת כליבה.

מדוע יציבה: כימות השטף יחד עם נעילת פאזה תהודתית מקימים מחסום אנרגטי. שבירתו מחייבת ניתוק רציפות הפאזה או פליטת השטף ומחירה האנרגטי גבוה.

היכן סבירה הצטברות: מגנטארים ומגנטוספירות, סמוך לחוטי־זרם חזקים, ומיקרו־תחומים במפגשי לייזרים רבי־עוצמה עם פלזמה.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: בלהקות M0 עשוי לבנות רשתות מיקרו־ממוגנטות או מערכים של השראה־עצמית דלי־איבוד. ביחד עם L2 ו־B3 מתקבל שלד ממוגנט.

שוני מ־N0 – עיקר:

• ל־N0 ליבת חוט עבה והניטרליות נובעת מביטול השדה הקרוב; M0 יכול להופיע ללא ליבת חוט, כאשר תעלת השטף הטורואידלית היא העיקר.
• שניהם חלשים חשמלית, אך ל־M0 תעלת שטף מגנטית בולטת יותר ולכן עשויים להימדד מיקרו־מגנטיזציה והשראה־עצמית בתחומי הגבול הניסויי.

תרשים – רמזים: טבעת כפולה עם ספירלה כחולה קומפקטית. קשתות אפורות־בהירות בחוץ כרמז לקווי חזרה של השדה. ניטרלי וללא חיצים חשמליים.

VI. טבעת כפולה בסכום אפס D0 – טבעות פלוס ומינוס קואקסיאליות המתבטלות זו את זו, אנלוגיה טורואידלית לפוזיטרוניום

מבנה: טבעת פנימית שלילית וטבעת חיצונית חיובית חולקות ציר משותף ומאוגדות ברצועת קישור. מרקמי פנים וחוץ בשדה הקרוב מתבטלים והמערך ניטרלי במלואו.

מדוע יציבה: נעילת פאזה בין הטבעות מדכאת נזילה רדילית. בעוררות חזקה התצורה עלולה להתפרק אל גמא־גמא והיא לרוב מטא־יציבה.

היכן סבירה הצטברות: חללי שדה חזקים, פלזמות צפופות של אלקטרון ופוזיטרון, וכיפות קוטב של מגנטארים.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: ריבוי D0 מחזק מיסוך חשמלי ושבירה לא־ליניארית מקומית ומשמש לבנת בניין ניטרלית למרוכבים מורכבים של טבעת ומעטפת.

תרשים – רמזים: שתי טבעות כפולות קואקסיאליות, פנימית וחיצונית, עם ספירלות כחולות בכיראליות הפוכה. חצים כתומים פנימה על הפנימית והחוצה על החיצונית כדי לסמן ביטול. כרית נקודתית מחוץ למבנה.

VII. כדור גלואוני טבעתי G⊙ – תעלת צבע סגורה וחבילת גל גלואונים לאורך התעלה

מבנה: תעלת שטף צבע סגורה יוצרת טבעת, רצועה קמורה בכחול־בהיר. חבילת גל של גלואונים מחליקה משיקית לאורך התעלה. אין קצות קווארקים.

מדוע יציבה: סגירת שטף הצבע מקטינה את מחיר הקצוות. כיפוף וכיווץ דורשים חציית מחסום אנרגטי ולכן המצב מטא־יציב.

היכן סבירה הצטברות: שלב קירור אחרי התנגשויות של יונים כבדים, קונכיות של כוכבים דחוסים, וממשקי מעבר פאזה בראשית היקום.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: כלהקה G⊙ יכולה ליצור תעלות קוהרנטיות קצרות־טווח שמעדנות צמיגות ומיקו־קיטוב בחומר גרעיני. אפשר גם לשלב עם L2 ו־B3 לשלד היברידי צבע–חסר־צבע.

תרשים – רמזים: תעלת טבעת בכחול־בהיר בעלת מאמץ טנזור גבוה שאינה צינור חומרי. טיפה צהובה מייצגת חבילת גלואונים. ניטרלי וללא חיצים חשמליים.

VIII. קשר פאזה K0 – קשר תלת־עלה קל מאוד וניטרלי

מבנה: שדה הפאזה קושר את עצמו לקשר תלת־עלה במסגרת מחלקת הומוטופיה, ללא צורך בטבעת עבה. המטען החשמלי והצבעוני הנטו שווים לאפס ונשאר השקע הרדוד ביותר.

מדוע יציב: שימור מחלקת ההומוטופיה. פתרון הקשר דורש חיבור־מחדש חזק. הזיקה לגלאים שגרתיים חלשה מאוד.

היכן סבירה הצטברות: מעברי פאזה בראשית היקום, שכבות גזירה־מערבולת חזקות, ומיקרו־חללים שתוכננו הנדסית לפאזה.

השפעת אוכלוסייה ושילובים: כאוכלוסייה K0 מרים בעדינות מדרגת רעש פאזה ויכול לשמש חומר מילוי קל בתוך שלדי B3 ו־MB.

תרשים – רמזים: קו פאזה דק באפור המצייר את הקרנת התלת־עלה, מעליו קו פאזה כחול־בהיר, אזור נקודתי קטן, והשקע הרדוד ביותר מבין המועמדים.

IX. מדריך לקורא ומגבלות תוקף

• גבול נקודתי – באנרגיות גבוהות או בחלונות זמן קצרים גורמי הצורה מתכנסים להתנהגות נקודתית, והתרשימים אינם מעידים על רדיוסי מבנה חדשים.
• המחשה אינה שינוי פרמטרים – מונחים כמו התפשטות, תעלה, חבילת גל וקשר הם שפה אינטואיטיבית. כל מועמד נבדק מול רדיוסים מדודים, גורמי צורה, התפלגויות פרטונים, קווי ספקטרום ומגבלות עליונות.
• היסטים זעירים מדידים – אם מופיעים היסטים סביבתיים קטנים, עליהם להיות הפיכים, ברי־שחזור ובני־כיול, ובעוצמה הנמוכה מן אי־הוודאויות והמגבלות הנוכחיות.

X. מדוע הן עשויות להיות רבות אך עדיין נעלמות מן העין

• ניטרליות, ביטול עצמי בשדה הקרוב וזיקה חלשה אינם מפעילים את הגלאים הנפוצים ביותר כמו אינטראקציות טעונות או חזקות וקווי ספקטרום אופייניים.
• דרושה סלקציה סביבתית – הצטברות קלה יותר באזורים קרים, דלילים ובעלי גזירה חלשה, או בסביבות קיצון שעברו חישול־חום. מאיצים מתנגשים וחומר רגיל אינם הבית שלהן.
• חתימות דומות לרקע – בנתוני אסטרונומיה הן נראות כרמות בסיס חלשות ללא דיספרסיה, כהטיות זעירות בסטטיסטיקת עידוש בקונברגנציה נמוכה מאוד, או כסיבובי קיטוב עדינים, ולעיתים נרשמות כתרומות מערכתיות.

XI. לסיכום במשפט אחד

הקשרים של חוטים אינם מחויבי מציאות, אולם לפי עקרונות של קיום עצמי דל־אובדן והגנה טופולוגית בתאוריית חוטי האנרגיה הם מועמדים טבעיים שקל לשרטט להם פרופיל צדדי. אם יאומתו וייוצרו בהליך מבוקר, הם עשויים גם להסביר שברים תצפיתיים חלשים אך מתמידים וגם להשריא דגמי־אב של התקנים כמו סוללות טנזור, שלדי נעילת־פאזה ואלמנטים בסיסיים ממוגנטים.