Stane se slizový vesmír klíčem k pochopení fyziky skla?  
Sklo je každodenní součástí naší reality, přesto je ale jeho chování záhadou. Pomůže nám matematika z extrémně bizarního slizového vesmíru, kde poslepované černé díry vytvářejí obdobu atomů a molekul?


 

Zvětšit obrázek
Jak by asi vypadal slizový vesmír? Kredit: Arpingstone, Wikimedia Commons.


Vesmírů může být spousta, minimálně těch hypotetických. Mohou být velmi podobné tomu našemu anebo i nesmírně zvláštní, tak cizí, že by v nich vůbec nemohla fungovat hmota, jak ji známe. To je i případ slizového vesmíru (supergoop universe), hypotetické reality, jedné z mnoha, které lze odvodit z teorie strun. Ve slizovém vesmíru nejsou žádné atomy. Jsou tam ale černé díry, poslepované tak, že vytvářejí hodně svérázné obdoby našich molekul. Výsledkem by pak mělo být cosi, co by v našem vesmíru připomínalo pevnou látku, ale chovalo by se to spíš jako nenewtonovská kapalina. Něco mezi taveninou skla a medem, pahmota, dejme tomu sliz.


 

Dionysios Anninos.
Kredit: Cornell University.

Na první pohled to vypadá jako normální noční můra přepracovaného vědce, jaká dovede vyděsit k smrti, ale v každodenním životě ji naštěstí nepotkáte. Ostatně, černoděrový sliz vůbec nemůže v našem vesmíru vzniknout a s teorií strun je to prostě … těžké. Nicméně, slizový vesmír nabízí zajímavou inspiraci pro řešení jednoho z úporných problémů fyziky, který se týká povahy struktury skla a podobných hmot. Zatím totiž stále nevíme, jak funguje proces zesklovatění.

 

Zvětšit obrázek
Stále záhadná struktura skla. Kredit: Jdrewitt.


Ve slizovém vesmíru existuje mnoho fyzikálních sil, které jsou pro nás velice cizí. A tyto síly zase zprostředkovávají částice, s nimiž nemáme žádnou zkušenost. Slizový vesmír také obsahuje supersymetrii. Jeho částice mají superpartnery o stejné hmotnosti, což ve svém důsledku brání tvorbě atomů, tak jak je známe v naší realitě. Naopak, stejně jako u nás, i ve slizovém vesmíru existuje gravitace, která může způsobit zhroucení černoděrového slizu do větších černých děr. Díky bizarním vlastnostem slizového vesmíru se jednotlivé černé díry ve slizu mohou chovat jako naše atomy. Tyto „atomy“ by se mohly navzájem mírně lišit, tak jako se liší atomy chemických prvků naší reality a skládat se do „molekul“. Dokonce by prý mohly vytvářet tak komplexní obdoby molekul, že by z nich snad i mohl povstat život slizového vesmíru. Hypoteticky. Poslepovaný z černých děr. To už je slušně divoká představa.

 

Zvětšit obrázek
Fyzikální zázrak při výrobě pivních lahví. Kredit: Environmental Protection Agency, Wikimedia Commons.


A co má tohle všechno společného s fyzikou skla? Sklo, čili amorfní materiál, je v našem světě pevné, ale na molekulární úrovni připomíná podchlazenou kapalinu. A zatím nikdo, navzdory usilovným snahám, ještě netuší, jak vlastně takové sklo vznikne z roztavené skloviny. A právě v tom by poněkud nečekaně mohl pomoct šílený koncept slizového vesmíru. Ukazuje se, že fyzika takového vesmíru je sice hodně exotická, ale doprovází ji elegantní a relativně jednoduchá matematika.


Dionysios Anninos ze Stanfordovy univerzity nedávno společně s kolegy sepsal studii s příznačným názvem Holografické zeskelnění, v níž obhajují analogii mezi chováním slizového vesmíru a skla, kterého se sice dotýkáme každý den, ale jeho fyzika je skoro tak záhadná jako v černoděrovém slizu. Pro vědce v oboru skla to asi musí být docela zdrcující, že by měli o podobných analogiích vůbec přemýšlet. Jejich reakce tomu také často odpovídají. Prý je přínosnější snažit se pochopit skutečné sklo tvořené reálnými atomy. Jak je ale vidět, sami se s tímhle přístupem zatím moc daleko nedostali. Třeba právě rovnice ze slizového vesmíru přivodí zásadní zvrat v našem pochopení skla.

 

 

 


Literatura

NewScientist 12. 9. 2013, arXiv:1309.0146, Wikipedia (Glass transition).

Datum: 17.09.2013 14:35
Tisk článku

Fyzika 1 pro střední školy - Lepil Oldřich, Hýblová Renata, Bednařík Milan
 
 
cena původní: 207 Kč
cena: 207 Kč
Fyzika 1 pro střední školy
Lepil Oldřich, Hýblová Renata, Bednařík Milan
Související články:

Na Kalifornské univerzitě si nadělili výjimečně lehký a pevný kov     Autor: Stanislav Mihulka (26.12.2015)
Sklo pevné skoro jako ocel     Autor: Stanislav Mihulka (07.11.2015)
Schránky měkkýšů inspirovaly odolné supersklo     Autor: Stanislav Mihulka (10.02.2014)
Chytré sklo proti horku a zimě     Autor: Martin Tůma (04.12.2013)
Rekordně tenké sklo má tloušťku jen na dva atomy     Autor: Stanislav Mihulka (15.09.2013)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace