Альтернативная химия
2020-11-28 22:21![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
vakЖанр альтернативной истории давно и прочно обосновался на полках фантастической литературы. Писатель предполагает, что в какой-то из критических моментов развитие человечества идёт по другому пути, и выстраивает другую, необычную картину реальности.
Предлагаю рассмотреть гипотезу, что в какую-то миллисекунду после Большого взрыва что-то пошло маленько не так, и не сформировался спин. То есть всё осталось как есть, но без спина. Дело в том, что спин как физическое явление мало связан с другими вещами. Он ниоткуда не следует. Нет никаких основополагающих принципов, требующих существования спина. Проще говоря, спина могло бы и не быть, и физика реальности не "сломалась" бы от его отсутствия. Я делаю предположение, что статистика Бозе—Эйнштейна и статистика Ферми—Дирака никуда не деваются. Бозоны остаются бозонами, а фермионы фермионами.
Какие последствия мы бы получили от отсутствия спина? Количество и состав вещества во вселенной определяется "сильным" взаимодействием. Звёзды продолжали бы гореть бы ровно так же, образуя тяжёлые элементы из слияния ядер водорода и гелия.
Электромагнетизм и прочий свет распространялись бы ровно так же. Законам Максввелла спин по барабану.
А вот химия изменилась бы изрядно. В нашей реальности по принципу Дирака на одной орбитали усаживаются два электрона, благодаря разным спинам. Если спина нет, то помещается только один электрон. Внешняя оболочка атома насыщается в два раза меньшим количеством электронов. Как будет выглядеть таблица Менделеева?
Фактически таблица Менделеева это раскладка атомов по энергиям внешней электронной оболочки. Вот как она выглядит в нашей реальности:
Место галогенов занимают бериллий, кислород, хлор, железо, молибден, церий.
Щелочные металлы исчезают как класс. Щелочноземельными элементами становятся гелий, углерод, неон, калий, никель, рутений, неодим.
Какие химические и физические свойства получатся у таких элементов? Будут ли они газами или жидкостями? Как могут выглядеть кристаллы? Интересно, существует ли софт, на котором можно смоделировать альтернативную химию без спина.
Предлагаю рассмотреть гипотезу, что в какую-то миллисекунду после Большого взрыва что-то пошло маленько не так, и не сформировался спин. То есть всё осталось как есть, но без спина. Дело в том, что спин как физическое явление мало связан с другими вещами. Он ниоткуда не следует. Нет никаких основополагающих принципов, требующих существования спина. Проще говоря, спина могло бы и не быть, и физика реальности не "сломалась" бы от его отсутствия. Я делаю предположение, что статистика Бозе—Эйнштейна и статистика Ферми—Дирака никуда не деваются. Бозоны остаются бозонами, а фермионы фермионами.
Какие последствия мы бы получили от отсутствия спина? Количество и состав вещества во вселенной определяется "сильным" взаимодействием. Звёзды продолжали бы гореть бы ровно так же, образуя тяжёлые элементы из слияния ядер водорода и гелия.
Электромагнетизм и прочий свет распространялись бы ровно так же. Законам Максввелла спин по барабану.
А вот химия изменилась бы изрядно. В нашей реальности по принципу Дирака на одной орбитали усаживаются два электрона, благодаря разным спинам. Если спина нет, то помещается только один электрон. Внешняя оболочка атома насыщается в два раза меньшим количеством электронов. Как будет выглядеть таблица Менделеева?
Фактически таблица Менделеева это раскладка атомов по энергиям внешней электронной оболочки. Вот как она выглядит в нашей реальности:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f~=5d < 6p < 7s < 5f~=6d < 7p < 8s
H Li B Na Al K Sc Ga Rb Y In Cs La Tl Fr Ac Nh
He Be C Mg Si Ca Ti Ge Sr Zr Sn Ba Ce Pb Ra Th Fl
N P V As Nb Sb Pr Bi Pa Mc
O S Cr Se Mo Te Nd Po U Lv
F Cl Mn Br Tc I Pm At Np Ts
Ne Ar Fe Kr Ru Xe Sm Rn Pu Og
Co Rh Eu Am
Ni Pd Gd Cm
Cu Ag Tb Bk
Zn Cd Dy Cf
Ho Es
Er Fm
Tm Md
Yb No
Lu Lr
Hf Rf
Ta Db
W Sg
Re Bh
Os Hs
Ir Mt
Pt Ds
Au Rg
Hg CnА вот аналогичная раскладка в альтернативной реальности:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f~=5d < 6p < 7s < 5f~=6d < 7p < 8s
H He Li C N Ne Na S K Ca Mn Ni Cu Nb Ru Rh La Nd
Be O Mg Cl Sc Fe Zn Mo Pd Ce
B F Al Ar Ti Co Ga Tc Ag Pr
Si V Ge Cd
P Cr As In
Se Sn
Br Sb
Kr Te
Rb I
Sr Xe
Y Cs
Zr BaТрадиционное представление таблицы Менделеева в нашей реальности:В альтернативной реальности таблица получается в два раза уже. Все элементы съезжают с привычных мест:H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba ... Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ... Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
H
He Li Be B
C N O F
Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co
Ni Cu ... ... ... ... Zr Nb Mo Tc
Ru Rh ... ... ... ... Ba La Ce Pr
Nd ...Место галогенов занимают бериллий, кислород, хлор, железо, молибден, церий.
Щелочные металлы исчезают как класс. Щелочноземельными элементами становятся гелий, углерод, неон, калий, никель, рутений, неодим.
Какие химические и физические свойства получатся у таких элементов? Будут ли они газами или жидкостями? Как могут выглядеть кристаллы? Интересно, существует ли софт, на котором можно смоделировать альтернативную химию без спина.
no subject
Date: 2020-11-29 08:41 (UTC)no subject
Date: 2020-11-29 12:05 (UTC)no subject
Date: 2020-11-30 14:48 (UTC)АФАИК, спин как явление возникает как необходимость в релятивистской квантовой механике из требования инвариантности уравнений к лоренцовым трасформациям. Оттуда же возникает и различие между бозонами и фермионами.
no subject
Date: 2020-12-02 09:41 (UTC)> Нет никаких основополагающих принципов, требующих существования спина.
Меня всегда интриговало, что спин, постоянная Планка и действие (которое наименьшее) имеют одинаковую ращзмерность.
no subject
Date: 2020-12-03 23:24 (UTC)