Наилучшие текущие оценки несохранения импульса?

Экспериментально проверить закон сохранения импульса непросто, и многие эксперименты, которые кажутся проверками, на самом деле таковыми не являются. Например, в ньютоновской системе одинаковых частиц, взаимодействующих посредством столкновений, сохранение импульса следует просто из галилеевой инвариантности и симметрии столкновений в системе центра масс. По причинам, подобным этим, многие тесты физики-первокурсников на сохранение импульса могут фактически не проверять его, даже приблизительно, то есть они могут не представлять даже логической возможности фальсификации закона сохранения.

Дополнительная проблема заключается в том, что обе фундаментальные теории физики, квантовая механика и общая теория относительности, имеют локальное сохранение четырехвектора энергии-импульса, довольно тщательно встроенное в их структуры. В общем, трудно проверить гипотезу, если у вас нет теории проверки, которая согласуется с несостоятельностью гипотезы.

В случае ОТО у нас есть формализм PPN, который, хотя и не совсем научная теория, допускает несохранение импульса. Лучший тест, который я знаю в рамках этой схемы, — это эксперимент Бартлетта (1986) по лазерной локации Луны, который подтвердил равенство активной и пассивной гравитационной массы с точностью около 10 − 10 . Справедливость этого теста зависела от неоднородности Луны — в противном случае, по причинам, аналогичным описанным в первом абзаце, аномальное ускорение запрещено по симметрии. Более поздние наблюдения пульсаров ограничивают несохраняющий импульс параметр PPN. | α 3 | быть меньше, чем 5 × 10 − 16 (Белл, 1995).

А как насчет испытаний в микроскопическом масштабе, в электромагнитном секторе? Конечно, теоретически трудно представить, как может нарушиться сохранение импульса, поскольку оно, по-видимому, следует непосредственно из трансляционной инвариантности и теоремы Нётер. Но это не то же самое, что проверить это экспериментально.

Были ли проведены негравитационные испытания в макроскопическом масштабе, например, эмпирические пределы спонтанных самоускорений неоднородных килограммовых масс? (Похоже на то, что сделала бы группа Eot-Wash.)

Интерпретация такого рода вещей зависит от того, допускает ли ваша теория тестов нарушение Лоренца. Например, формализм PPN явно допускает как несохранение импульса, так и нарушение Лоренца. Если лоренц-инвариантность верна, то любой критерий сохранения энергии является также критерием сохранения импульса. Таким образом, может быть одна граница несохранения импульса, если вы не принимаете лоренц-инвариантность, и другая, более жесткая граница, если вы это делаете.

[EDIT] Кажется, что тесты атомной физики обычно описываются как тесты инвариантности локального положения (LPI), хотя по теореме Нётер это эквивалентно сохранению энергии-импульса. Эксперименты с высочайшей точностью сравнивают ход атомных часов разных видов атомов и наблюдают за изменением соотношения их скоростей во времени. Можно также проверить универсальность гравитационных красных смещений или сравнить атомные часы (микроскопические) с электромагнитными резонаторами (макроскопические). Вот некоторые недавние статьи: Guéna 2012 и Agachev 2010. Когда я задал вопрос, я не нашел нужного условия поиска, чтобы найти эти эксперименты. Мне все еще было бы интересно увидеть краткий ответ, или тот, который касался бы силового сектора, или тот, который содержал бы интересный обзор истории таких испытаний.

Агачев, 2010 г., http://link.springer.com/article/10.1134%2FS0202289311010026#page-1.

Бартлетт и ван Бюрен, Phys. Преподобный Летт. 57 (1986) 21, резюмировано в Уилле, http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2006-3/

Баух, http://ebookbrowse.com/2002-bauch-weyers-phys-rev-d65-pdf-d370051021

Белл, «Более жесткое ограничение постньютоновской гравитации с использованием миллисекундных пульсаров», http://arxiv.org/abs/astro-ph/9507086 .

Гена, 2012 г., http://arxiv.org/abs/1205.4235.

Я озадачен этим вопросом, поскольку закон сохранения импульса является основным инструментом в физике элементарных частиц для изучения взаимодействий. Например, в четырех ограничениях взаимодействий учитываются все импульсы. В одном ограниченном приближении нейтрино или фотон могут отсутствовать и, таким образом, идентифицируются. Если бы он не удерживал массы и т. д., стандартная модель была бы повсюду. Вы хотите сказать, что точности в физике элементарных частиц недостаточно для того, что вы ищете?
@annav: Как и любой закон физики, его нужно проверять экспериментально. Как и в случае с любым законом физики, это может быть только приближение. Например, сохранение массы было проверено экспериментально, начиная с 18 века, и было обнаружено, что оно справедливо с некоторой точностью. Затем, в 20-м веке, мы обнаружили, что он не сохранялся на слишком низком уровне, чтобы его можно было обнаружить.
Я пытаюсь сказать, что закон сохранения импульса и энергии постоянно экспериментально проверяется в физике элементарных частиц, потому что они являются краеугольным камнем математического анализа данных. Другой пример, масса Пси. pdg.lbl.gov/2012/listings/rpp2012-list-J-psi-1S.pdf В пределах менее МэВ он имеет очень стабильное значение и используется в качестве меры погрешности измерения в экспериментах с более высокими энергиями. Эти числа можно преобразовать в оценки сохранения импульса. То, что это не было сделано явно, не означает, что это не является экспериментальной ошибкой и для сохранения импульса.
@annav: Обратите внимание на слово «лучший» в названии. Если вы считаете, что описанный вами эксперимент является лучшим текущим тестом сохранения импульса в секторе сильных сил (при условии отсутствия нарушения Лоренца), то, возможно, ваш комментарий можно было бы расширить до ответа. Однако возможность воспроизвести экспериментально измеренную энергию с точностью до 3 частей на миллион не обязательно является проверкой сохранения энергии-импульса. Это просто говорит о том, что один и тот же эксперимент дал те же результаты в тех же условиях. Создать валидный тест сложно. Например, Бартлетт в решающей степени зависел от неоднородности Луны.
Все массы в списках групп данных о частицах являются результатом множества различных экспериментов и находятся путем суммирования на гистограммах инвариантных масс суммы частиц, составляющих резонансы. м ^ 2 = Е ^ 2-р ^ 2. Вся Стандартная модель потерпела бы неудачу, если бы энергия и импульс не сохранялись в пределах экспериментальных ошибок. Если бы у вас были экспериментальные данные, вы могли бы легко получить ошибки импульса, типичные для экспериментов с частицами. Их нелегко найти, особенно при низких энергиях, где точность выше, поэтому я не могу написать об этом в ответе.
махнув рукой, я ожидал бы, что небольшая ошибка в массе J/Psim m delta(m)~p delta(p) ; в Мэв (c = 1), 3000 * 0,01 = 30, поэтому p * delta (p) ~ 30 МэВ для импульсов в диапазоне низких ГэВ, где эксперименты более точны.
Сохранение импульса связано с инвариантностью к переносу в пространстве, а сохранение энергии связано с инвариантностью к переносу во времени. У вас есть модель физики элементарных частиц без пространственной или временной инвариантности? Для нарушения Лоренца, если вы имеете в виду, что отношения нелинейны, это нонсенс. Линейность обязательна: возьмем одну систему S=(S1,S2) с независимыми подсистемами S1 и S2. Величины, такие как импульс/энергия, являются аддитивными. п знак равно п 1 + п 2 . Но это не зависит от наблюдателей, поэтому у вас будет (если f — закон преобразования) ф ( п ) знак равно ф ( п 1 + п 2 ) знак равно ф ( п 1 ) + ф ( п 2 )
Может быть, я что-то упускаю, но мне кажется, что сохранение импульса приобрело статус аксиомы — если экспериментально показано, что вычисленный импульс не сохраняется, то изменяется определение импульса , а не его сохранение . Чтобы сломать это, вам нужно показать, что ни в одной реалистической теории не может быть ничего, что вело бы себя как импульс, в каком-то субъективном смысле. Я не думаю, что это можно сделать путем эксперимента; скорее новая теория, лишенная такого количества, должна была бы поддерживаться неопровержимыми доказательствами.
Не могли бы вы объяснить, почему столкновение двух масс в классе не является (грубым) доказательством сохранения импульса?

Ответы (1)

Устойчивость фотона к распаду е + е − обеспечивается только сохранением импульса и тем фактом, что м γ знак равно 0 . Существуют очень хорошие ограничения на массу фотона ( < 10 − 19 эВ). Если Е γ > 2 м е все законы сохранения выполняются, может выполняться даже сохранение энергии, но не сохранение импульса. Этот распад действительно может иметь место в материале, где удар импульса может быть аккомодирован другими частицами. Таким образом, простое наблюдение фотонов высоких энергий, прибывающих с космологического расстояния, таких как ТэВ-фотон от MRK 421, может быть преобразовано в очень сильное ограничение против несохранения импульса. Точный предел будет зависеть от конкретной теории.

Можете ли вы дать ссылку на границы на м γ ?
Я получил это число из ссылки на брошюру по физике частиц, в которой суммированы современные числа для всех частиц. Большинство этих ограничений связано с существованием фотонов очень низкой энергии.
Легкие для понимания ограничения связаны с существованием фотонов очень низкой энергии. Из E²-p²=m² получаем m<E и E=hc/ λ , если вы видите фотон с очень большой длиной волны (существуют радиоволны длиной в километр), это сразу же означает очень малую массу фотона.
Наилучшие текущие оценки несохранения импульса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v