Najlepsza odpowiedź
Poniżej znajduje się kopiuj-wklej z wymiany stosów,
………….
Często w fizyce obiekty są przybliżane jako kuliste. Jednak czy w przyrodzie rzeczywiście istnieją jakiekolwiek doskonale kuliste obiekty?
Tak, z kilkoma kwalifikatorami. Na przykład doskonale izolowany atom 4He w stanie podstawowym jest idealną kulą zgodnie ze standardowym modelem fizyki cząstek elementarnych. Wynika to z tego, że jądro jest w stanie zerowym spinu, a elektrony również sprzęgają się, tworząc zerowy spin. W mechanice kwantowej spin zerowy jest niezmienny w czasie obrotu, co oznacza, że jest to „doskonała kula”.
Były jednak pewne kwalifikatory powyżej. (1) Atom musi być doskonale izolowany. W rzeczywistości nie możemy całkowicie osłonić żadnego obszaru przestrzeni przed polami elektrycznymi, magnetycznymi i grawitacyjnymi, więc na pewnym poziomie spowodują one zniekształcenie atomu. (2) Jest to zgodne ze standardowym modelem, który, jak wiemy, rozkłada się na pewnym poziomie.
……………………
na poziomie makroskopowym,
wyobraź sobie „idealną” kulę
po pierwsze, nie wydaje się prawdopodobne, abyś mógł ją osłonić przed każdym innym obiektem
ich niejednorodne przyciąganie grawitacyjne składowych atomów nie będzie niech pozostanie sferyczna
a co, jeśli żaden dostępny dziś przyrząd pomiarowy nie będzie w stanie wykryć tej niejednorodności!
nawet gdybyś mógł – hipotetycznie – usunąć go z siły grawitacji każdego inny obiekt,
grawitacja Ziemi nadal tam będzie
będziesz musiał przygotować tę kulę gdzieś w przestrzeni kosmicznej
niejednorodny efekt grawitacyjny w różnych punktach kula spowoduje, że odejdzie od idealnej kulistości
Odpowiedź
To pytanie cofa mnie o ponad pół wieku.
To znaczy, rozpoczynając moją rozprawę badania – eksperyment nad właściwościami magnetycznymi konkretnego rzadkiego gatunku r-tym związkiem, który miał wówczas niewielkie zainteresowanie teoretyczne, potrzebowałem maleńkich wypolerowanych monokrystalicznych kulek materiału do mojego planowanego eksperymentu. Problem polegał oczywiście na tym, że nie było jeszcze do opublikowania (przynajmniej to mogę znaleźć ) jakiekolwiek badania monokryształów tego związku ziem rzadkich – znacznie mniej na kulach monokrystalicznych. To nie tak, że mogłem po prostu zamówić próbki.
Więc po wielu różnych nieudanych metodach w końcu byłem w stanie zsyntetyzować ten związek, selenek europu – (jednocześnie wypełniając nasz nowy budynek fizyczny gazowym selenowodorem w kilka godzin rano, ale to inna historia) – i oto w tej próbce były drobne krystality, a dyfrakcja rentgenowska potwierdziła, że to właściwy materiał. Dobra wiadomość w tym wszystkim była taka, że potrzebowałem malutkich kryształków, większe by nie pomogły. Zła wiadomość była oczywiście taka, że potrzebowałem kulek, a nie małych kawałków.
Razem z kolegą wymyśliliśmy małą szklankę, w której mógłbym umieścić niektóre z tych krystalitów i mieć nadzieję, że wrzucę je do dzień, dwa lub trzy, być może, być może, jeden lub więcej spadnie w kule – coś w rodzaju tego, jak skały rzeczne stają się gładkie i okrągłe (ish) z czasem. A gdybym zrobił to wystarczająco dużo razy i wystarczająco z tym eksperymentował, był bardzo ostrożny i selektywny, może po prostu mógłbym uzyskać jeden lub więcej z tych kryształów uformowanych w kule – bez ich rozpadania się po całym upadku.
Kiedy myślałem, że mogę mieć coś pożytecznego, mogłem umieścić je na szalce Petriego i sprawdzić, czy wydają się płynnie toczyć. Gdyby któryś z nich miał, spojrzałbym na te kryształy pod mikroskopem lornetkowym, aby sprawdzić, czy któryś z nich jest sferyczny. Gdyby tak się wydawało, mógłbym nawet sfotografować je przez mikroskop, aby uzyskać pomiary – obrócić je i ponownie sfotografować. Najlepsze próbki były całkiem dobre – nie idealne kule, pamiętajcie – ale całkiem dobre – z ich największymi i najmniejszymi średnicami różniącymi się tylko o około 1\%. Nieźle, ponieważ ich średnice wynosiły tylko około jednej dziesiątej milimetra – mniej więcej tyle samo, co grubość ludzkiego włosa.
Spójrz – monokrystaliczna kula EuSe o średnicy 0,1 mm:
Nawet przy stypendium asystenta naukowego ponad pięćdziesiąt lat temu cena za funt tej kuli – maleńkiej kropki na szalce Petriego – byłaby dość strome!
Kiedy rozpoczynasz eksperymentalny projekt badawczy, nigdy nie wiesz, w co się pakujesz.