1.10: Zobecněné nestabilní částice

Domů ／ Kapitola 1: Teorie energetických vláken

I. Co to je (operační vymezení a zkratka)
Zobecněné nestabilní částice (GUP) jsou jakákoli lokální vybuzení, která se na krátký čas vytvářejí v „moři energie“, dovedou utáhnout okolní prostředí a následně se rozpadnou či zaniknou. Pojem zahrnuje dvě skupiny:

• Nestabilní částice v úzkém smyslu – jsou již „ustálené“ jako částice, mají určenou hmotnost, kvantová čísla a rozpadové kanály; konečnou dobu života; identifikují se podle spektrálních čar a jejich šířek.
• Krátkověké vláknové stavy (neustálené) – uspořádaná lokální vybuzení vznikající krátce v moři energie (např. vláknové chuchvalce, vírové pásy, zpětné svinování, deskové vlnění, téměř izotropní slabě rozptylující shluky), která dokážou „přitáhnout“ okolí; po odpadnutí podmínek se toto utažení vrací jako náhodné vlnové pakety a struktura se rozptýlí zpět do moře energie.

Terminologie: pokud není výslovně uvedeno „v úzkém smyslu“, označení nestabilní částice zde zahrnuje jak krátkověké vláknové stavy, tak nestabilní částice v úzkém smyslu. Důležité: vláknový stav ≠ částice; částice je vláknový stav, který se „ustálil“ v prahovém/uzavřeném/nízkoztrátovém okně.

II. Odkud přicházejí (zdroje a scénáře)
Nestabilní částice se vyskytují prakticky všude; jednotlivě se obtížně zachycují kvůli krátké životnosti a malé amplitudě.

• Měřítko mikro a běžná prostředí: tepelné fluktuace, mikroreko­nexe v plazmatu, lokální srážky kosmických paprsků s plynem, okamžité zpětné svinování ve smyku prach–plyn.
• Astrofyzika a prostředí s „napěťovým sklonem“: sloučení a přílivová přeustavení, rázové vlny a smykové vrstvy, jety a odtoky, zóny sbíhání disk–tyč–prstenec, řetězové spouštění tvorby hvězd, pásy vysokého protažení u černých děr.
• Experiment a inženýrství: výboj/oblouk, rázová trubice, okamžité zpětné přelití energie v tenkých filmech či dutinách – často generují krátkověké vláknové stavy.
• Seřiditelná „kolečka“: hranice a geometrie, intenzita/spektrum vnějších polí, způsob buzení, napětí média a jeho gradient, trajektorie/proudnice.

III. Proč „rozšířené“
I na nízkém napěťovém pozadí prostor neustále „zkouší – a zaniká“; po normalizaci na objem je celkový počet významný.

• Lokální pohled: většina pokusů zhasne na místě, rychle se pohltí prostředím nebo se rozptýlí zpět do moře energie.
• Globální pohled: statistické účinky těchto pokusů zanechávají otisk ve velkých škálách (viz sekce 1.11 a 1.12) a rostou/klesají s nastavením hranic/vnějších polí (okno koherence ↔ dekoherence).

IV. Jak vypadají (tvarová rozmanitost)
Jednotná geometrická šablona neexistuje.

• Vyskytují se jako uzavřené prstence, uzly a zpětné svinování, deskové vlnění, vírové pásy, svazkové či zrnovité shluky, téměř izotropní slabě rozptylující oblaka.
• Nejde o „podobnost“, nýbrž o to, zda skutečně přitáhly moře energie, a zda při rozpadu vrátily toto utažení jako náhodné vlnové pakety (doplnění/rozptyl).

V. Dvě strany jedné mince: dvě pozorovatelné podoby
Nestabilní částice se doplňkově projevují dvěma způsoby:

• Statistická napěťová gravitace (STG) – opakované přitahování během existence statisticky „utahuje“ okolí, což odpovídá strmějšímu „svahu“; projevuje se jako dodatečné tažení v drahách, rotačních křivkách, gravitačním čočkování a časování. Dále jen statistická napěťová gravitace.
• Šum napěťového pozadí (TBN) – lokálně čitelná podoba náhodných zrn, která se vracejí při rozpadu/ani­hilaci. Záření není nutné: může jít o vlastní šum blízkého pole/nezářivý (náhodné výkyvy síly, posunutí, fáze, indexu lomu, napětí, magnetizovatelnosti aj.), nebo – při vhodném okně propustnosti a geometrii – o dalekopolové širokopásmové kontinuum. Dále jen šum napěťového pozadí.

Tři intuitivní testy

• Nejprve šum, potom síla: náhodné vracení je lokální a prchavé, a proto se objeví dřív; dodatečné tažení je pomalá proměnná, která vystoupí až po časoprostorové akumulaci během existence. V téže oblasti tedy obvykle šum napěťového pozadí roste dřív, statistická napěťová gravitace se prohlubuje později.
• Spolusměrnost v prostoru: přitahování i zpětné rozptýlení podléhají týmž geometrickým/polním/hraničním omezením (např. smykové ose, směru sbíhání, ose odtoku). Proto se preferovaný směr rozjasnění šumu kryje s osou prohlubování svahu: kde je snadnější udržet trvalé utažení, tam častěji nastává spolusměrnost šumu a síly.
• Reverzibilní dráha – proč? Při zeslabení/vypnutí „koleček“ vnějších polí či geometrie se systém vrací po relaxačně–návratové cestě: základna šumu klesá dřív (blízkopolové veličiny, rychlá odezva), potenciálový svah ustupuje později (statistické veličiny, pomalá relaxace). Při opětovném zesílení buzení lze původní trajektorii zopakovat. Reverzibilita odráží pořadí příčina–následek a paměť systému.

VI. Shrnutě
Rámec nestabilních částic spojuje krátkověké vláknové stavy a nestabilní částice v úzkém smyslu do jednoho obrazu: doba existence zajišťuje přitahování a vytváří statistickou napěťovou gravitaci; fáze rozpadu zajišťuje zpětné rozptýlení, jež se jeví jako šum napěťového pozadí. Když se přísun a omezení nacházejí v prahovém/uzavřeném/nízkoztrátovém okně, může se vláknový stav ustálit jako částice; jinak se obvykle rozptýlí zpět do moře energie, přičemž zanechá jasný, doplňkový podpis: nejprve šum – poté síla; spolusměrnost v prostoru; reverzibilní dráha.