1.10: Zarah tidak stabil terumum

Laman Utama ／ Bab 1: Teori Filamen Tenaga

I. Apakah itu (takrif kerja dan nama ringkas)
Zarah tidak stabil terumum (GUP) merujuk kepada segala gangguan setempat yang terbentuk singkat dalam “lautan tenaga”, mampu menarik-mengetatkan medium sekeliling, lalu terurai atau terhapus. Istilah ini meliputi dua kumpulan:

• Zarah tidak stabil dalam erti sempit: sudah “ditakrif sebagai zarah”, mempunyai jisim, nombor kuantum dan saluran pereputan yang tertentu; hayat terhad; boleh dikenal pasti melalui garis spektrum dan kelebarannya.
• Keadaan berserat hayat pendek (belum ditakrif sebagai zarah): gangguan setempat bertertib yang muncul seketika dalam lautan tenaga (misalnya gumpalan serat, jalur pusaran, gulungan, riak kepingan, gugusan serakan lemah sehala-pelbagai), yang mampu mengetatkan medium sekitar; apabila syarat pendorong disingkirkan, ketegangan yang ditarik dipulangkan semula sebagai kumpulan gelombang rawak dan larut kembali ke lautan tenaga.

Konvensyen: melainkan dinyatakan “erti sempit”, sebutan zarah tidak stabil dalam bahagian ini merangkumi keadaan berserat hayat pendek dan zarah tidak stabil dalam erti sempit. Ditekankan bahawa keadaan berserat ≠ zarah; zarah ialah keadaan berserat yang ditakrif mantap dalam tetingkap ambang/tertutup/kerugian rendah.

II. Dari mana asalnya (sumber dan senario)
Zarah tidak stabil hampir wujud di mana-mana; kebanyakannya sukar dikesan secara tunggal kerana hayat pendek dan amplitud lemah.

• Skala mikroskopik dan persekitaran lazim: olengan terma, mikropenyambungan semula dalam plasma, pelanggaran setempat sinar kosmik–gas, gulungan seketika dalam ricih debu–gas.
• Astrofizik dan persekitaran “kecondongan ketegangan”: penyatuan dan penyusunan semula pasang surut, gelombang kejutan dan lapisan ricih, jet serta aliran keluar, zon pertemuan cakera–palang–gelang, rangkaian letusan pembentukan bintang, jalur ketegangan tinggi berhampiran lohong hitam.
• Eksperimen dan kejuruteraan: pelepasan/arka, tiub kejutan, aliran balik tenaga seketika dalam filem nipis atau rongga—lazimnya melahirkan keadaan berserat hayat pendek.
• Nob pelaras: sempadan dan geometri, kekuatan/pancaragam medan luar, cara pemacuan, ketegangan medium dan kecerunan ketegangan, laluan sistem.

III. Mengapa disebut “menyeluruh”
Walau pada latar ketegangan rendah, ruang sentiasa mengalami kitaran “mencuba–terurai”; setelah dinormalkan mengikut isi padu, jumlahnya tetap ketara.

• Pandangan setempat: kebanyakan percubaan terpadam di tempatnya, diserap pantas oleh persekitaran atau larut kembali ke lautan tenaga.
• Pandangan keseluruhan: kesan statistik percubaan ini meninggalkan rupa pada skala besar (lihat Bahagian 1.11 dan 1.12), serta naik-turun mengikut pelarasan sempadan/medan luar (tetingkap keserasian ↔ nyahserasi).

IV. Rupabentuknya (kepelbagaian morfologi)
Zarah tidak stabil tidak mempunyai templat geometri tunggal.

• Ia boleh muncul sebagai gelang tertutup, gulungan berkas, riak kepingan, jalur pusaran, gugusan berbentuk berkas/berbutir, atau gugusan serakan lemah sehala-pelbagai.
• Intinya bukan “serupa siapa”, tetapi adakah ia menarik lautan tenaga, dan ketika terurai adakah ketegangan yang ditarik dipulangkan semula sebagai kumpulan gelombang rawak (mengisi semula/larut kembali).

V. Dua sisi satu syiling: dua rupa pemerhatian
Zarah tidak stabil menzahirkan dua rupa yang saling melengkapi:

• Graviti ketegangan statistik (STG): tarikan berulang sepanjang tempoh wujud menjadikan kawasan sekitar lebih “ketat” secara statistik, setara dengan “cerun” yang lebih curam; menampakkan tarikan tambahan dalam orbit, lengkung putaran, kanta graviti dan pemasaan. Selepas ini digunakan sebutan graviti ketegangan statistik.
• Hingar latar ketegangan (TBN): gangguan rawak yang dipulangkan ketika terurai/terhapus dan boleh dibaca di setempat. Tidak memerlukan pancaran: boleh berupa hingar intrinsik medan dekat/bukan pancaran (olengan rawak daya, anjakan, fasa, indeks biasan, tegasan, kebergantungan kemagnetan dan lain-lain), atau—apabila tetingkap ketelusan dan geometri mengizinkan—muncul sebagai spektrum berterusan jalur lebar di medan jauh. Selepas ini digunakan sebutan hingar latar ketegangan.

Tiga uji leraian intuitif

• Hingar datang dahulu, daya menyusul: gangguan rawak hasil terurai/mengisi semula bersifat setempat dan seketika, lalu timbul lebih awal; tarikan tambahan ialah pemboleh ubah perlahan yang hanya menonjol selepas terkumpul dalam ruang-masa sepanjang tempoh wujud. Maka, pada ruang-masa yang sama lazimnya hingar latar ketegangan meningkat dahulu, graviti ketegangan statistik mendalam kemudian.
• Sehala di ruang: tarikan dan taburan balik ditakluk kekangan geometri/medan luar/sempadan yang sama (contohnya paksi ricih, arah pengumpulan, paksi aliran keluar). Oleh itu arah keutamaan peningkatan hingar berpadan dengan paksi pendalaman cerun: bahagian yang mudah diketatkan berterusan juga mudah mempamerkan sehali arah hingar–daya.
• Laluan boleh songsang — mengapa? Apabila “nob” medan luar atau geometri dilemah/ditutup, sistem kembali sepanjang laluan rehat–pemulihan: tapak hingar susut dahulu (kuantiti medan dekat, respons pantas), cerun keupayaan surut kemudian (kuantiti statistik, pulih perlahan). Apabila pemacuan ditingkatkan semula, trajektori asal boleh diulang. Evolusi boleh songsang ini menggambarkan tertib sebab–akibat beserta ingatan sistem.

VI. Ringkasnya
Zarah tidak stabil menghimpunkan keadaan berserat hayat pendek dan zarah tidak stabil dalam erti sempit di bawah satu naratif: tempoh wujud menyumbang tarikan, membentuk graviti ketegangan statistik; fasa terurai menyumbang taburan balik, yang tampak sebagai hingar latar ketegangan. Apabila pembekalan dan kekangan berada dalam tetingkap ambang/tertutup/kerugian rendah, keadaan berserat boleh ditakrif sebagai zarah; jika tidak, kebanyakannya larut kembali ke lautan tenaga, lalu meninggalkan tandatangan pemerhatian yang jelas dan saling melengkapi melalui “hingar dahulu, daya kemudian; sehala ruang; laluan boleh songsang”.