Kaj se premika s hitrostjo svetlobe. Ali je mogoče premikati hitreje kot svetloba? Je let za superlumino

Kot veste, se fotoni premikajo s hitrostjo svetlobe, svetlobni delci, iz katerih je sestavljen. V tej številki bomo pomagali pri posebni teoriji relativnosti.

V fantastičnih filmih so kozmične interstalarske ladje letijo okoli skoraj s hitrostjo svetlobe. Ponavadi je to tako imenovane fantastične hrajšnje. Oba pisca in filmski režiser sta opisana in nam pokazala skoraj enako umetniško tehniko. Najpogosteje, ne glede na ladjo naredi hiter kreten, junaki potegnite ali pritisnite gumb za nadzor elementa, vozilo pa se takoj pospeši, pospešuje skoraj hitrost svetlobe z oglušujem bombaža. Zvezde, ki gledalca vidijo za ladjo, najprej utripajo, nato pa se izvlečejo v liniji. Toda zvezde gledajo na ortoles vesoljskega plovila o hrobnicah dejansko? Raziskovalci zagotavljajo št. V resnici bodo potniki ladje namesto zvezd raztegnili v liniji, videli le svetlo disk.

Če se bo predmet premaknil skoraj pri hitrosti svetlobe, lahko vidi učinek DOPPLER. V fiziki, sprememba frekvence in valovnih dolžin zaradi hitrega gibanja sprejemnika. Pogostost svetlobe zvezd utripa pred gledalcem iz ladje, se bo toliko povečala, da se bo premaknila iz vidnega območja na rentgenski del spektra. Zvezde, kot da bi izginile! Hkrati pa se bo zmanjšala dolžina elektromagnetnega sevanja, ki ostane po veliki eksploziji. V ozadju se bo vidno vidno in se bo pojavilo z lahkim diskom, ki bledi okoli robov.

Toda kaj je svet videti kot predmet, ki bo dosegel hitrost svetlobe? Kot veste, se fotoni premikajo s takšnimi hitrostmi, delci svetlobe, od katerih je sestavljena. V tej številki bomo pomagali pri posebni teoriji relativnosti. Po njem, ko se objekt premakne s hitrostjo svetlobe, kako dolgo, čas, porabljen za gibanje s tem predmetom, postane enak NUK. Preprost jezik, če se premikate s hitrostjo svetlobe, je nemogoče, da bi kakršno koli dejanje, kot je opazovanje, vizija, vizija, in tako naprej. Objekt, ki leti s hitrostjo svetlobe, bo dejansko videl karkoli.

Fotoni vedno letijo pri hitrosti svetlobe. Ne porabljajo časa overclocking in zaviranja, zato vse življenje za njih traja nič časa. Če bi bili fotoni, potem bi naši trenutki rojstva in smrti sovpadali, to je, da se preprosto ne zavedamo, da svet sploh obstaja. Treba je omeniti, da če je predmet razvajen s hitrostjo svetlobe, njegova hitrost v vseh referenčnih sistemih postane enaka hitrost svetlobe. Tukaj je takšna fizika fot. Z uporabo posebne teorije relativnosti se lahko sklene, da se za objekt, ki se premika s hitrostjo svetlobe, se ves svet okoli, se zdi neskončno sploščen, vsi dogodki pa se bodo zgodili v enem času.

Posvečena neposrednemu meritvi hitrosti gibanja nevtrina. Rezultati zvoka senzacionalni: hitrost nevtrino se je izkazala za rahlo - vendar statistično zanesljivo! - več hitrosti svetlobe. Članek sodelovanja vsebuje analizo različnih virov napak in negotovosti, vendar je reakcija velike večine fizikov ostaja zelo skeptična, predvsem zato, ker ta rezultat ni skladen z drugimi eksperimentalnimi podatki o nepremičninah nevtrina.

Podrobnosti o poskusu

Ideja eksperimenta (glej Eksperiment Opera) je zelo preprosta. Nevtrični paket se rodi na CERN, leti skozi tal v italijanski laboratorij Gran Sassa in prehaja skozi poseben detektor nevtrine. Neutrinos so zelo slabo interakcijo s snovjo, vendar zaradi dejstva, da je njihov potok iz CERN zelo velik, nekateri nevtrini še vedno soočajo atomi znotraj detektorja. Tam, povzročajo kaskado napolnjenih delcev in s tem pustijo svoj signal v detektorju. Neutrino na CERN se ne rodi, in "izbruhi", in če poznamo trenutek rojstva nevtrina in trenutka absorpcije v detektorju, kot tudi razdaljo med dvema laboratoriji, lahko izračunamo hitrost nevtrina gibanja .

Razdalja med virom in detektorjem v ravni liniji je približno 730 km in se meri z natančnostjo 20 cm (natančna razdalja med referenčnimi točkami je 730.534,61 ± 0,20 metra). Res je, da postopek, ki vodi do rojstva nevtrina, ni lokaliziran s takšno natančnostjo. Na Cernu je žarek visokoenergetskih protonov izpuščen iz pospeševalnika SPS, se ponastavi na cilj grafita in ustvarja sekundarne delce v njem, vključno s mezoni. Še vedno letijo naprej z bližnjo hitrostjo in padejo v muone z oddajanjem nevtrina na letenje. Musons tudi razpadejo in ustvarjajo dodatne nevtrine. Potem se vsi delci, poleg nevtrina, absorbirajo v debelino snovi, in so neovirani na mesto zaznavanja. Splošna shema tega dela eksperimenta je prikazana na sl. Ena.

Celotna kaskada, ki vodi do videza nevtrine žarka, se lahko razteza na stotine metrov. Vendar pa od vse Delci v tej neredu letijo naprej s hitrostjo izziva, praktično ni razlike za čas zaznavanja, nevtrino se je rodil takoj ali preko kilometra (vendar je zelo pomembno, če je začetni proton, ki je pripeljal do rojstva tega nevtrina, odletel iz pospeševalca). Kot rezultat, nevtrino, ki ga rodi in veliki preprosto ponovi profil originalnega protonskega žarka. Zato je ključni parameter tukaj natančno začasni profil žarka protonov, ki odhajajo iz pospeševalnika, zlasti - natančen položaj sprednjih in zadnjih front, ta profil pa se meri z dobrim časom s.m Ločljivost (glejte sliko 2).

Vsako sejo protonskega nosilca za tarčo (v angleščini taka seja se imenuje razlitje"Splash") traja približno 10 mikrosekund in vodi do rojstva velikega števila nevtrina. Vendar pa skoraj vsi letijo na kopnem (in detektorju) brez interakcije. V enakih redkih primerih, ko detektor še vedno registrira nevtrine, je nemogoče reči, kateri čas za 10-mikrosekundo interval je bil izpuščen. Analiza se lahko izvede samo statistično, to je, da se kopičijo številni primeri odkrivanja nevtrina in gradijo svojo distribucijo po času glede na začetek odštevanja za vsako sejo. V detektorju za začetek odštevanja se čas časa sprejme, ko se pogojni signal, ki se premika s hitrostjo svetlobe in se natančno v času sprednjega roba protonskega nosilca doseže detektor. Natančno merjenje tega trenutka je bilo mogoče zaradi sinhronizacije ure v dveh laboratorijih z natančnostjo več nanosekund.

Na sl. 3 prikazuje primer takšne distribucije. Črne pike so resnične nevtrino podatkov, ki jih registrira detektor in se povzemajo z velikim številom sej. Rdeča krivulja prikazuje pogojni "referenčni" signal, ki se je premaknil s hitrostjo svetlobe. Vidimo lahko, da se podatki začnejo okoli 1048,5 ns prej Referenčni signal. To pa ne pomeni, da nevtrini res prilegajo svetlobo na mikrosunci, vendar je le razlog, da temeljito premaknete vse dolžine kablov, hitrost delovanja opreme, zakasnitev elektronike in tako naprej. To ponavljanje je bilo izvedeno, in se je izkazalo, da prikaže "podporo" trenutek na 988 ns. Tako se izkaže, da signal nevtrino res prehiti podporo, vendar le okoli 60 nanosekund. V smislu nevtrino hitrosti, to ustreza preseganju hitrosti svetlobe za okoli 0,0025%.

Napaka tega merjenja so ocenili avtorji analize v 10 nanosekund, ki vključuje statistične in sistematične napake. Avtorji torej trdijo, da "vidijo" superlilatno gibanje nevtrina na ravni statističnega zaupanja v šest standardnih odstopanj.

Razlika med rezultati pričakovanj za šest standardnih odstopanj je dovolj velika in se imenuje fizika osnovnih delcev z glasno besedo "odkritje". Vendar je treba to številko pravilno razumeti: to pomeni le, da je verjetnost statistical. Nihanja v podatkih so zelo majhna, vendar ne kaže, kako zanesljiva metodologija obdelave podatkov in kako dobro fiziki so upoštevali vse instrumentalne napake. Na koncu je v fiziki osnovnih delcev veliko primerov, ko drugi poskusi niso potrdili nenavadni signali z izjemno veliko statistično zanesljivostjo.

Kaj je super svetlo nevtrino v nasprotju?

V nasprotju z razširjenim mnenjem posebna teorija relativnosti ne prepoveduje obstoja delcev, ki se gibljejo s hitrostjo superluminalne. Vendar pa je za take delce (so posplošeni "tahioni") hitrost svetlobe je tudi meja, vendar samo od spodaj - ne morejo premakniti počasneje. Hkrati je odvisnost energije delcev iz hitrosti obrnjena: večja je energija, bližje hitrost tahinasta do hitrosti svetlobe.

Veliko bolj resne težave se začnejo v teoriji kvantnega polja. Ta teorija prihaja zamenjati kvantno mehaniko, ko gre za kvantne delce z velikimi energijami. V tej teoriji, delci niso točka, ampak, običajno gledano, strdek materialnega polja, in je nemogoče razmisliti ločeno s področja. Izkazalo se je, da tahinenci zmanjšujejo energijo polja in zato naredijo vakuumsko nestabilno. Prazno, potem je bolj ugodno, da se spontano drobijo na veliko število teh delcev, zato upoštevamo gibanje enega tahijona v običajnem praznem prostoru preprosto brez pomena. Lahko rečemo, da Tachyon ni delci, ampak nestabilnost vakuuma.

V primeru tahion-fermions je stanje nekoliko bolj zapleteno, vendar obstajajo tudi primerljive težave, ki preprečujejo ustvarjanje samozadostnega tahinona kvantne teorije polja, ki vključuje običajno teorijo relativnosti.

Vendar to ni tudi zadnja beseda teorije. Tako kot eksperimentatorji merijo vse, kar je merljive, teoretiki preverijo tudi vse možne hipotetične modele, ki ne nasprotujejo razpoložljivih podatkov. Zlasti obstajajo teorije, v katerih je še vedno dovoljeno majhno, ne opazno odstopanje od postulatov teorije relativnosti - na primer hitrost svetlobe je lahko spremenljiva vrednost. Za takšne teorije ni neposredne eksperimentalne podpore, vendar še niso zaprte.

V okviru tega kratkega skiciranja teoretičnih možnosti se ta rezultat lahko povzame: kljub dejstvu, da je v nekaterih teoretičnih modelih gibanje z vrhunsko hitrostjo možno, ostanejo izključno hipotetične strukture. Vsi eksperimentalni podatki, ki so na voljo za danes, so opisane s standardnimi teorijami brez Superlit. Torej, če bi bilo zanesljivo potrjeno vsaj za vse delce, bi morala teorija kvantnega polja radikalno ponoviti.

Ali je vredno razmisliti o operaciji Opera v tem smislu "First Swallow"? Ne še. Morda je najpomembnejši razlog za skepticizem ostaja dejstvo, da operni rezultat ni skladen z drugimi eksperimentalnimi podatki o nevtrinu.

Prvič, med znamenitim izbruhom Supernova SN1987A, so bili zabeleženi nevtrini, ki so prišli nekaj ur pred svetlobnim impulzom. To ne pomeni, da je nevtrino šel hitreje kot svetloba, vendar odraža samo dejstvo, da se nevtrino oddaja v zgodnejši fazi kolapsa jedra, ko je izbruh Supernova. Vendar pa se nevtrina in svetloba, po 170 tisoč letih, nista raztapljala več kot nekaj ur, to pomeni, da so zelo blizu njih in se razlikujejo od nič več kot milijarde delnic. Eksperiment Opera prikazuje tisoče krat močnejša neskladje.

Tu seveda lahko rečemo, da je nevtrino, rojen v izbruhih supernovae, in nevtrina iz CERNE, močno razlikujejo po energiji (več deset Mev v Supernovae in 10-40 GeVs v opisanem eksperimentu), in nevtrino hitrost spremembe o energiji. Toda ta sprememba v tem primeru deluje v "napačni" stran: navsezadnje, večja je energija tahijona, bližje njihova hitrost bi morala biti hitrost svetlobe. Seveda, in tu lahko pripravite nekaj sprememb teorije tahion, v kateri bi bila ta odvisnost povsem drugačna, vendar v tem primeru bo moral že razpravljati o "dvakrat hipotetičnega" modela.

Poleg tega iz številnih eksperimentalnih podatkov o nevtričnih nihanjih, pridobljenih v zadnjih letih, sledi, da se množice vseh nevtrina med seboj razlikujejo le na deležu elektronske valjane. Če je operni rezultat zaznan kot manifestacija superlumskega gibanja nevtrina, bo velikost kvadrata mase vsaj enega nevtrina naročila - (100 MEV) 2 (negativni kvadrat mase je matematična manifestacija dejstvo, da se delci štejejo za tahing). Potem morate to priznati vse Netrino sorte - tahions in imajo približno takšno maso. Po drugi strani pa neposredna meritev mase nevtrina v beta-razpadanju jedra Tritija kaže, da masa nevtrina (z modulom) ne sme presegati 2 elektrotega. Z drugimi besedami, vsi ti podatki se strinjajo med seboj, ne bodo uspeli.

Od tu lahko naredite to: zahtevani rezultat opere sodelovanja je težko namestiti v vse, tudi v najbolj eksotičnih teoretičnih modelov.

Kaj je naslednje?

V vseh večjih sodelovanjih v fiziki osnovnih delcev je normalna praksa situacija, ko vsaka posebna analiza opravlja majhna skupina udeležencev, in šele potem se rezultati izločijo za splošno razpravo. V tem primeru je bila očitno ta faza prehladna, zaradi katere se niso vsi udeleženci sodelovanja dogovorili, da bi podpisali podpis v skladu s členom (celoten seznam ima 216 udeležencev v poskusu, in predpis ima le 174 Avtor). Zato v bližnji prihodnosti, kot očitno, bo v sodelovanju prišlo do številnih dodatnih pregledov, in šele potem, ko bo izdelek poslana na tiskanje.

Seveda, tok teoretičnih izdelkov z različnimi eksotičnimi razlagami tega rezultata je mogoče pričakovati zdaj. Vendar pa tržen rezultat ne bo varno preverjen, ga je nemogoče razmisliti o polnopravni odpiranju.

Doktor tehničnih znanosti A. Golubev.

Sredi lanskega leta se je v revijah pojavilo senzacionalno sporočilo. Skupina ameriških raziskovalcev je odkrila, da se zelo kratek laserski impulz premakne v posebej izbrani medij na stotine hitreje kot v vakuumu. Ta pojav se je zdel popolnoma neverjetno (hitrost svetlobe v mediju je vedno manjša kot v vakuumu) in celo dala dvomi v pravičnosti posebne teorije relativnosti. Medtem pa je superlilateralni fizični objekt laserski impulz v armaturnem mediju - prvič odkrit ne leta 2000, in 35 let prej, leta 1965, in možnost superlumunoznega gibanja je bila široko razpravljala pred zgodnjimi 70-ih. Danes je razprava okoli tega čudnega pojava utripala z novo silo.

Primeri "super svetlečega" gibanja.

V zgodnjih 60-ih, kratkih visokomernih svetlobnih impulzov začel prejemati, mimo s kvantnim ojačevalnikom (inverzno prebivalstvo srednje) lasersko flash.

V armaturnem mediju začetna regija lahkega impulza povzroča prisilno sevanje atomov medija ojačevalnika, njegova končna regija pa je absorpcija energije z njimi. Posledično se zdi, da se zdi, da se impulz premika hitreje kot svetloba.

Eksperiment Lijong Wonga.

Žarek svetlobe, ki poteka skozi prizmo transparentnega materiala (na primer stekla), je lomljeno, to je disperzija.

Svetlobni impulz je niz vibracij različnih frekvenc.

Verjetno, vsi - celo ljudje daleč od fizike, je znano, da je največja hitrost gibanja materialnih predmetov ali širjenja vseh signalov hitrost svetlobe v vakuumu. Označena je s pismom od in je skoraj 300 tisoč kilometrov na sekundo; Natančno od \u003d 299 792 458 m / s. Hitrost svetlobe v vakuumu je ena od temeljnih fizičnih konstant. Nezmožnost doseganja hitrosti, ki presegajo odIz posebne teorije relativnosti (servisna postaja) Einstein. Če bi bilo mogoče dokazati, da bi bil prenos signalov s hitrostjo superluminalne, možen teorija relativnosti. Doslej se je to zgodilo, kljub številnim poskusom zavrniti prepoved obstoja hitrosti, velikih od. Vendar pa je v eksperimentalnih študijah v zadnjem času, nekateri zelo zanimivi pojavi pokazali, da je v posebej nastalih pogojih, je mogoče opazovati superlilateralne hitrosti, in načela teorije relativnosti niso kršene.

Začeti z glavnimi vidiki, ki se nanašajo na problem svetlobne hitrosti. Prvič: Zakaj je nemogoče (v normalnih pogojih) presega omejitev svetlobe? Ker je takrat moten temeljni zakon našega sveta - zakon o vzročnosti, v skladu s katerim preiskava ne more biti pred vzrokom. Nihče ni gledal, na primer, medved pa se je na prvem mestu, nato pa je Hunter streljal. Pri hitrostih, ki presegajo odZaporedje dogodkov postane nazaj, trak časa je navičen. To je enostavno zagotoviti iz naslednje preproste utemeljitve.

Recimo, da smo na določeni kozmični čudežni ladji, ki se giblje hitreje kot svetloba. Potem bi postopoma dohiteli svetlobo, ki jo je izpustil vir v več in prejšnjih točkah v času. Sprva bi ujeli naložene fotone, recimo, včeraj, nato - oddaja dan pred včeraj, nato - teden, mesec, pred enim letom, in tako naprej. Če je svetlobni vir ogledalo, ki odraža življenje, najprej vidimo dogodke včeraj, nato pa dan pred včeraj in tako naprej. Lahko vidimo, recimo, stari človek, ki se postopoma spreminja v osebo srednjih let, potem v mladih, v mladenič, v otroku ... to je čas, ki bi se vrnil, bi se premaknili od sedanjosti v preteklosti. Vzroki in preiskave bi se spremenile na mestih.

Čeprav so tehnične podrobnosti procesa nadzora popolnoma prezrte v tem razlogu, iz temeljnega vidika jasno dokazuje, da gibanje s superluminalno hitrostjo vodi do nemogoče situacije v našem svetu. Vendar pa je narava vzpostavila še strožje pogoje: nedosegljivo gibanje ne le s hitrostjo superluminalne hitrosti, temveč na hitrosti, ki je enaka hitrosti svetlobe, jo je mogoče pristopiti. Iz teorije relativnosti sledi, da se s povečanjem hitrosti gibanja pojavi tri okoliščine: masa premikajočega se objekta povečuje, njena velikost v smeri gibanja zmanjša in upočasni pretok časa na tem predmetu (od stališče zunanjega opazovalca "opazovalca"). Pri normalnih hitrostih so te spremembe zanemarljive, toda ko se približujejo hitrosti svetlobe, postanejo vse oprijemljive, in v meji - pri hitrostih, ki so enake od- masa postane neskončno velika, objekt popolnoma izgubi velikost v smeri gibanja in čas se ustavi na njem. Zato nobenega materiala ne more doseči hitrosti svetlobe. Samo svetloba ima to hitrost! (Kot tudi "vse prečni" delci - nevtrino, ki, kot foton, ne more premakniti s hitrostjo manjše od.)

Zdaj o hitrosti prenosa signala. Primerno je izkoristiti pogled svetlobe v obliki elektromagnetnih valov. Kaj je signal? To je nekaj informacij, ki jih je treba posredovati. Idealen elektromagnetni val je neskončen sinusni rezultat strogo ene frekvence, in ne more nositi nobenih informacij, ker je vsako obdobje takšnih sinusoidov natančno ponovljeno s prejšnjim. Accpair premikanja faze sinusoidnega vala je tako imenovana fazna hitrost - mogoče v mediju pod določenimi pogoji, ki presegajo hitrost svetlobe v vakuumu. Tukaj ni omejitev, saj fazna hitrost ni hitrost signala - še ni. Če želite ustvariti signal, morate narediti nekakšno "Mark" na valu. Takšna znamka je lahko na primer sprememba v kateremkoli od valovnih parametrov - amplitude, frekvence ali začetne faze. Toda takoj, ko je znamka narejena, val izgubi sinusoidno. To postane modulirano, sestavljen iz niza preprostih sinusnih valov z različnimi amplitudami, frekvencami in začetnimi fazami - skupina valov. Hitrost premikanja oznake v moduliranem valu je hitrost signala. Ko se ta hitrost porazdeli v mediju, običajno sovpada s hitrostjo skupine, ki opredeljuje širjenje omenjene skupine valov kot celote (glej "Znanost in življenje" št. 2, 2000). V normalnih pogojih je hitrost skupine in posledično hitrost signala manjša od hitrosti svetlobe v vakuumu. To ni po naključju, da se izraz "pod normalnimi pogoji" uporablja, ker v nekaterih primerih lahko hitrost skupine presega od Ali celo izgubijo svoj pomen, potem pa ne velja za širjenje signala. Sto veljavno, da je prenos signala nemogoče pri hitrostih, ki so večji od od.

Zakaj je tako? Ker ovira za prenos kakršnega koli signala pri hitrosti odsluži vse istega vzročnosti. Predstavljajte si takšno situacijo. Na neki točki, svetlobnega bliskavice (dogodek 1) vključuje napravo, ki pošilja določen radijski signal, in na oddaljeni točki v tožbi tega radijskega signala se pojavi eksplozija (dogodek 2). Jasno je, da je dogodek 1 (bliskavica) razlog, dogodek 2 (eksplozija) pa je posledica, razlogi, ki prihajajo kasneje. Če pa je bil radijski signal razdeljen s superluminalno hitrostjo, bi opazovalec v bližini točke najprej videl eksplozijo in šele kasneje - doseženo pred njim od Izbruha svetlobe, vzrok eksplozije. Z drugimi besedami, za ta opazovalec bi se dogodek 2 obračunal prej kot dogodek 1, to je posledica pred vzrokom.

Primerno je poudariti, da je "superluminalna prepoved" teorije relativnosti prekrita na gibanje materialnih teles in prenosa signalov. V mnogih primerih se lahko premikate s kakršno koli hitrostjo, vendar bo gibanje ne-materialnih predmetov in ne signalov. Na primer, zamislite si dva ležalna, ki ležita v isti ravnini, od katerih je eden oddaljen vodoravno, druga pa jo prečka na nizkem kotu. Če se prva vrstica premakne navzdol (v smeri, ki jo je navedla puščica) pri visoki hitrosti, je lahko presečišče proge prisiljena pobegniti tako hitro, vendar ta točka ni materialno telo. Drug primer: Če vzamete svetilko (ali, recimo, laser, daje ozek žarek) in hitro opišete lok v zraku, nato pa se bo linearna hitrost svetlobe zajčka povečala z razdaljo in na dovolj veliki odstranjevanje presega od.Svetloba se bo premaknila med točko A in B s superluminalno hitrostjo, vendar ne bo posredovana signala iz A v B, saj taka lahka zajček ne nosi nobenih informacij o točki A.

Zdi se, da je bilo vprašanje surdinateralnih hitrosti rešeno. Toda v 60-ih dvajsetih stoletja so bili fiziki teoretike predloženi s hipotezo obstoja superlumularnih delcev, imenovanih tahijoni. To so zelo nenavadni delci: teoretično, so možni, vendar da bi se izognili protislovij s teorijo relativnosti, so morali pripisati namišljeno težo miru. Fizično imaginarna masa ne obstaja, je zgolj matematična abstrakcija. Vendar to ni povzročilo posebne anksioznosti, saj tahijoni ne morejo biti sami - obstajajo (če obstajajo!) Samo pri hitrosti, ki presegajo hitrost svetlobe v vakuumu, in v tem primeru je masa tahijeva resnična. Obstaja nekaj analogije s fotonami: Photon ima smeh mase, ki je enaka nič, vendar preprosto pomeni, da fotona ne more biti sam - svetloba ni mogoče ustaviti.

Najbolj težko se je izkazalo, da se pričakuje, da bi uskladili hipotezo tahina z zakonom ozročnosti. Poskusi, ki se izvajajo v tej smeri, čeprav so bili precej duhovito, niso privedli do očitnega uspeha. Eksperimentalno registrirani tahijoni niso bili nikomur niso uspeli. Posledica tega je, da je zanimanje za tahions, saj se je ultrazvočni elementarski delci postopoma pojavili.

Vendar pa je bil v šestdesetih letih prejšnjega stoletja eksperimentalno zaznan, sprva vodil fizike v zmedo. To je podrobno opisano v členu A. N. Oraevsky "super-tok valovi v krepitvi medijev" (UFN št. 12, 1998). Tukaj na kratko dajemo bistvo primera, ki pošilja bralca, ki je zainteresiran za podrobnosti na določen članek.

Kmalu po odprtju laserjev - v zgodnjih 60-ih - je prišlo do težave pri pridobivanju kratkega (trajanje približno 1 NS \u003d 10 -9-C) visoko vklop svetlobnih impulzov. V ta namen je bil s kratkim laserskim impulzom preskočen skozi optični kvantni ojačevalnik. Pulz je razdelil svetlobno ogledalo na dva dela. Eden od njih, močnejši, je bil razglasil v ojačevalnik, druga pa je bila razdeljena v zrak in služila kot podporni impulz, s katerim je bilo mogoče primerjati impulz, ki je bil opravljen skozi ojačevalnik. Oba impulza sta bila napajana fotodetetorjem, njihovi izhodni signali pa bi lahko vizualno opazili na zaslonu osciloskopa. Pričakovalo je, da bi svetlobni impulz, ki prehaja skozi ojačevalnik, doživel nekaj zamude v primerjavi s podpornim pulzom, to pomeni, da bo hitrost razmnoževanja svetlobe v ojačevalniku manjša od v zraku. Kakšno je bilo presenečenje raziskovalcev, ko so ugotovili, da se impulz širi skozi ojačevalnik s hitrostjo ne le več kot v zraku, ampak tudi večkrat presega hitrost svetlobe v vakuumu!

Po izterjavi iz prvega šoka so fiziki začeli iskati vzrok tako nepričakovanega rezultata. Nihče ni nastal niti najmanjšega dvoma v načelih posebne teorije relativnosti, in to je še posebej pomagalo najti pravo razlago: Če se načela STR shranijo, je treba odgovarjati na lastnosti armaturnega medija.

Ne da bi šli na podrobnosti, kažemo samo, da podrobna analiza mehanizma delovanja ojačevalnega medija popolnoma pojasnjuje stanje. Primer je bil spremeniti koncentracijo fotonov v razmnoževanje impulza - sprememba zaradi spremembe koeficienta ojačitve medija do negativne vrednosti med prehodom zadnje strani pulza, ko medij že absorbira energijo , ker je njegova lastna zaloga že porabljena zaradi prenosa njegovega lahkega impulza. Absorpcija ni ojačanje, temveč vpliv impulza in, zato je impulz ojačan na sprednji strani in oslabljen v zadnjem delu. Predstavljajte si, da opazujemo impulz s pomočjo naprave, ki se giblje s hitrostjo svetlobe v okolju ojačevalnika. Če bi bilo okolje pregledno, bi videli impulz v nepremičenci. V mediju, v katerem je bil omenjeni postopek, bo povečanje sprednjega in oslabitvenega roba impulza predstavljeno opazovalcu, tako da bo medij, kot bi premaknil zagon naprej. Če pa se naprava (opazovalka) premakne s hitrostjo svetlobe, in impulz se prenaša, hitrost impulze presega hitrost svetlobe! To je bil ta učinek, ki ga je registriral eksperimentatorji. In tu resnično ni protislovja s teorijo relativnosti: samo proces krepitve je takšen, da se koncentracija fotonov, ki so prišli prej, izkaže, da je večja kot kasneje. Z superluminalno hitrostjo, ne pa fotoni se premaknejo, ampak ovojnica impulza, zlasti njen maksimum, ki je opaziti na osciloskop.

Torej, medtem ko je v običajnih okoljih vedno oslabitev svetlobe in zmanjšanje njene hitrosti, ki jo določi lomni indeks, v aktivnih laserskih okoljih, ni le povečanje svetlobe, ampak tudi razmnoževanje impulza s superluminalno hitrostjo .

Nekateri fiziki so poskušali eksperimentalno dokazati prisotnost pretiranega gibanja z učinkom tunela - eden najbolj neverjetnih pojavov v kvantni mehaniki. Ta učinek je, da lahko mikrodelicle (natančneje govorimo mikro-objekt, v različnih razmerah, manifestira tako lastnosti delcev in lastnosti vala), lahko prodrejo skozi tako imenovano potencialno oviro - pojav, popolnoma nemogoče v klasičnem Mehanika (v kateri bi bila analogna takšna situacija: žoga, ki je bila opuščena v steni, bi bila na drugi strani stene ali valovnega gibanja, ki je pritrjena na steno vrvi, se prenese na vrv, vezano na steno druga stran). Bistvo učinka predora v kvantni mehaniki je naslednji. Če je mikro-objekt z določeno energijo, ki se srečuje na svoji poti, je območje z možno energijo, ki presega energijo mikrojekta, je to območje za to pregrado, katere višina je določena z razliko energije. Toda mikro je "Seeps" skozi pregrado! Takšna priložnost daje znano razmerje med negotovostjo Geisenber ha, zabeleženo za čas energije in interakcije. Če se medsebojno delovanje mikro-jermena s pregrado pojavi za dovolj določen čas, potem bo MICRO-TARGET ENERGY, nasprotno, je značilna negotovost, in če je ta negotovost red pregradne višine, slednji preneha biti velika ovira. Tukaj je stopnja penetracije skozi potencialno oviro in je postala predmet raziskav številnih fizikov, saj verjame, da lahko preseže od.

Junija 1998 je mednarodni simpozij o problemih vrtljivih gibov, kjer so bili v Berkelu, Dunaju, KјLN in Firencah razpravljali o rezultatih, pridobljenih v štirih laboratorijih.

In končno, leta 2000, je bilo poročil dveh novih poskusov, ki so pokazali učinke superluminalne distribucije. Eden od njih je bil zaključen lidjun Wong z zaposlenimi na Raziskovalnem inštitutu Princeton (ZDA). Njegov rezultat je, da svetlobni impulz, ki je vključen v komoro, ki je napolnjen s cezijev parov, poveča njegovo hitrost 300-krat. Izkazalo se je, da glavni del utripa prihaja iz razdalje, stena komore, tudi prej, kot je pulz vstopi v komoro skozi sprednjo steno. To stanje nasprotuje ne le razumu, ampak v bistvu, teorija relativnosti.

Sporočilo L. Wong je povzročilo intenzivno razpravo v krogu fizikov, od katerih večina pa ni nagnjena k kršitvi načel glede pridobljenih rezultatov. Naloga je treba verjeti, da pravilno pojasnjuje ta poskus.

V eksperimentu, L.VONG, lahki impulz, ki je vključen v komoro s cezijev pari, traja približno 3 μs. Atomi cezija so lahko v šestnajstih možnih kvantnih-mehanskih stanjih, imenovanih "ultra-tanke magnetne pomembne pogoje". S pomočjo optičnega laserskega črpanja so bili skoraj vsi atomi pripeljani le na eno od teh šestnajstih držav, kar ustreza skoraj absolutni ničelni temperaturi na kelvinovi lestvici (-273.15 o C). Dolžina komore Cezije je bila 6 centimetrov. V vakuumski svetlobi prehaja 6 centimetrov v 0,2 NS. Skozi komoro s cezijem, kot kažejo meritve, je svetlobni impulz prešel v 62 ns manj kot v vakuumu. Z drugimi besedami, čas prehoda impulza skozi okolje Cezium ima znak "minus"! Dejansko, če ste vzeli 62 ns od 0,2 ns, dobimo "negativni" čas. Ta "negativna zamuda" v mediju je nerazumljiv začasni skok - enak čas, v katerem bi impulz izvedel 310 prehodov skozi komoro v vakuumu. Posledica tega "začasnega udara" je bila dejstvo, da je impulz, ki prihaja iz komore, uspel upokojiti od njega do 19 metrov, preden je prihajajoči impulz dosegel blizu stene komore. Kako je mogoče pojasniti s tako neverjetno situacijo (razen če, seveda, ne dvomite v čistost eksperimenta)?

Glede na razpravo, ki je bila razglašena, natančna razlaga še ni bila najdena, vendar je nedvomno, da so nenavadne disperzijske lastnosti medija igrajo pomembno vlogo: Cezijev pari, ki sestojijo iz laserske svetlobe atomov, je medij z anomalno disperzijo . Spomnite na kratko, kaj je.

Razpršenost snovi je odvisnost faze (navaden) refrakcijski indeks n.iz svetlobne valovne dolžine l. Z normalno disperzijo se indeks refrakcije poveča z zmanjšanjem valovne dolžine, to pa poteka v steklu, vodi, zraku in vseh drugih preglednih snovi za svetlobo. V snoveh, ki močno absorbirajo svetlobo, je potek lomnega indeksa s spremembo valovnih dolžin sprememb nasprotju in postane veliko ohlajen: z zmanjšanjem L (povečanje frekvence W), indeks refrakcije se zmanjša močno in manj kot a Enota (hitrost faze V. F\u003e. od). To je nepravilna disperzija, v kateri se vzorec razmnoževanja svetlobe v snovi korenito spremeni. Hitrost skupine. V. Gy postane večja hitrost valov in lahko preseže hitrost svetlobe v vakuumu (kot tudi postanejo negativna). L. Wong to okoliščine označuje kot vzrok, ki je podlaga, da pojasni rezultate njegovega poskusa. Opozoriti je treba, da je stanje V. GR\u003e odto je zgolj formalno, saj je koncept hitrosti skupine uveden za primer majhne (normalne) disperzije, za pregledno okolje, ko skupina valov med distribucijo skoraj ne spremeni svoje oblike. V regijah nenormalne disperzije se lahek impulz hitro deformira in koncept hitrosti skupine izgubi svoj pomen; V tem primeru se uvedejo koncepti hitrosti signala in stopnjo širjenja energije, ki so v preglednih medijih sovpadajo s hitrostjo skupine, v absorpcijskih okoljih pa je manj kot hitrost svetlobe v vakuumu. Toda kar je zanimivo v eksperimentu Wong: Svetlobni impulz, ki poteka skozi okolje z anomalno disperzijo, ni deformiran - Ohranja njegovo obliko natančno! In to ustreza sprejemu v razmnoževanje impulza s hitrostjo skupine. Ampak, če je tako, se izkaže, da v mediju ni absorpcije, čeprav je nepravilna disperzija medija posledica absorpcije! Wong sam, priznava, da še vedno ostaja nejasna, verjame, da je to, kar se dogaja v svoji eksperimentalne naprave, je mogoče jasno razložiti v prvem približevanju, kot sledi.

Svetlobni impulz je sestavljen iz množice komponent z različnimi valovnih dolžinami (frekvence). Slika prikazuje tri od teh komponent (valovi 1-3). Na neki točki so vsi trije valovi v fazi (njihova maxima sovpada); Tukaj, zložljivo, izboljšajo drug drugega in tvorijo pulz. Kot nadaljnja distribucija v prostoru valov se pritoži in s tem "gašenje" drug drugega.

Na področju anomalne disperzije (znotraj cestije ceze), val, ki je bil krajši (val 1), postane daljša. In obratno, val prej najdaljši od treh (valov 3) postane najkrajši.

Zato se faze valov ustrezno spremenijo. Ko valovi, ki so potekali skozi celico cezijeve celice, se njihovi valovi obnovijo. Predelerpeys nenavadna fazna modulacija v snovi z anomalno disperzijo, obravnavani trije valovi se ponovno pojavijo v fazi na neki točki. Tukaj so spet zloženi in tvorijo impulz popolnoma enako obliko kot dohodnega okolja Cezija.

Običajno v zraku in dejansko, v katerem koli preglednem mediju z običajnim disperzijo, svetlobni pulz ne more natančno shraniti svoje obrazec, ko je razdeljen na oddaljeno razdaljo, to je, vse njegove komponente ni mogoče namestiti na oddaljeni točki vzdolž distribucijske poti. V normalnih pogojih se pojavi lahek impulz na taki oddaljeni točki. Vendar pa je zaradi nepravilnih lastnosti, ki se uporabljajo v poskusu, je bil impulz na oddaljeni točki sheped na enak način kot na vhodu v to sredo. Tako se svetlobni impulz obnaša, kot da bi imel negativno začasno zamudo na poti na oddaljeno točko, to je, da bi to prišlo do kasneje, toda pred v sredo je šlo!

Večina fizikov ponavadi veže ta rezultat z nastankom nizke intenzivnosti Forerunner v razprševalnem okolju zbornice. Dejstvo je, da z spektralno razgradnjo impulza v spektru obstajajo komponente samovoljno visokih frekvenc z zanemarljivo amplitudo, tako imenovani predhodnik, ki je pred "glavnim delom" impulza. Narava ustanavljanja in oblike predhodnika sta odvisna od prava disperzij v mediju. Ob upoštevanju tega se predlaga zaporedje dogodkov v eksperimentu Wong, ki ga je treba razlagati na naslednji način. Prihajajoči val, "raztezanje" SURMBINGER pred seboj, se približuje dvorani. Pred vrhom dohodnega vala pade na v bližini stene komore, harbing sproži pojav impulza v komori, ki prihaja do oddaljene stene in se odseva, ki tvori "zadnji val". Ta val se širi 300-krat hitreje od, doseže blizu stene in se pojavi z dohodnim valom. Vrhovi enega vala so na voljo z depresijami drugega, tako da se uničijo drug drugega in zato nič ne ostane. Izkazalo se je, da dohodni val "vrne dolga" atome cezije, ki "Lent" na njeno energijo na drugem koncu komore. Ki je opazil le začetek in konec eksperimenta, bi videl le zagon svetlobe, ki je "skočil" naprej v času, se giblje hitreje od.

L. Wong verjame, da je njegov eksperiment v neskladju s teorijo relativnosti. Odobritev neobičajne hitrosti superluminalne hitrosti, verjame, velja samo za predmete z maso počitka. Svetloba je lahko zastopana v obliki valov, na katere se na splošno ne uporablja za koncept mase, ali v obliki fotonov z maso počitka, kot je znano enako nič. Zato je hitrost svetlobe v vakuumu, pravi Wong, ne meja. Kljub temu Wong priznava, da učinek, ki ga je ugotovila, ne daje možnosti prenosa informacij pri hitrostih več od.

"Informacije so bile tukaj zaprte v prednjem razredu impulza," pravi P. MILOONONY, fizik iz nacionalnega laboratorija Los Alamos v Združenih državah Amerike. "In vtis o superlumous pošiljanju informacij se lahko ustvari, celo Ko ga ne pošljete. "

Večina fizikov meni, da nova dela ne povzroča zdrobljene stavke na temeljna načela. Vendar pa vsi fiziki ne verjamejo, da je problem poravnan. Profesor A. Ranfagni iz italijanske raziskovalne skupine, ki je naredil še en zanimiv eksperiment leta 2000, meni, da je vprašanje še vedno odprto. Ta eksperiment, ki ga je izvedla Daniel Muguna, Analio Ranfagne in Rocco Rugger, je ugotovil, da se radijski val centimetrskega območja v običajnem zraku razteza s hitrostjo, ki presega hitrost od za 25%.

Povzetek, lahko rečemo naslednje. Delo zadnjih let kaže, da lahko pod določenimi pogoji hitrost superluminalne hitrosti. Toda kaj se natančno premika s superluminalno hitrostjo? Teorija relativnosti, kot je že omenjena, prepoveduje takšno hitrost materialnih teles in za signale, ki nosijo informacije. Kljub temu pa nekateri raziskovalci zelo vztrajno poskušajo pokazati premagovanje svetlobne ovire posebej za signale. Razlog za to je v tem, da v posebni teoriji relativnosti ni stroge matematične utemeljitve (na podlagi enačb Maxwell za elektromagnetno polje) nemožnosti prenosljivih signalov po hitrostih od. Takšna nezmožnost do sto vzpostavlja se lahko rečeno zgolj aritmetiko, ki temelji na formuli Einstein za dodajanje hitrosti, vendar to potrjuje načelo vzročnosti. Sam Einstein, preučitev vprašanja superluming signala, je zapisal, da v tem primeru, "... smo prisiljeni razmisliti o možnem mehanizmu za prenos signala, ko uporabljate doseženo dejanje pred razlog. Toda, čeprav je ta rezultat iz povsem logičnega Stališče in ne vsebuje sebe, po mojem mnenju brez protislovij, še vedno nasprotuje naravi vseh naših izkušenj, ki je nemogoče domnevati V\u003e S. Zdi se, da je dovolj dokazano. "Načelo vzročnosti je, da je temelj, ki temelji na nemožnosti superpiralnega prenosa signala. In na tem kamnu, očitno, vse iskanje super-ležečih signalov ne bo izključevalo, kot da eksperimentatorji niso želijo takšne signale zaznati takšno naravo našega sveta.

Skratka, je treba poudariti, da vse zgoraj navedeno to velja za naš svet, v našem vesolju. Takšen rezervacija je narejena, ker se pred kratkim pojavljajo nove hipoteze v astrofiziki in kozmologiji, ki omogočajo obstoj sklopa vesolja, ki so skrita od nas, ki so jo povezani topološki predori. Takšno stališče upošteva na primer znameniti astrofistični N. S. Kardashev. Za zunanji opazovalec so vhodi na te predore označeni z nenormalnimi polji grob, kot so črne luknje. Potovanje v takih predorih, kot kažejo, da hipoteze, bo dovoljeno bypass mejo hitrosti, uvedbo hitrosti svetlobe v običajnem prostoru, in zato, da bi uresničili idejo o ustvarjanju časovnega stroja ... je mogoče v takih univerzah se lahko v takih univerzah res pojavijo. Stvari. In čeprav so doslej takšne hipoteze preveč podobne parcelam znanstvene fantastike, je malo verjetno, da bi kategorično zavrnila glavno možnost več elemente modela materialne svetovne naprave. Druga stvar je, da bodo vsi ti drugi vesolji verjetno ostali zgolj matematične zgradbe fizikov teoretikov, ki živijo v našem vesolju, in moč njihovih misli, ki poskušajo najti zaprte svete za nas ...

Glej v sobi na isti temi.

Astrofizika z Univerze v raurorju (ZDA) je razvila matematični model hiper-prostorskega pogona, ki omogoča premagovanje vesoljskih razdalj s hitrostjo nad hitrostjo svetlobe pri 10 ° ², ki omogoča nekaj ur za letenje v sosednje galaksija in vrnitev nazaj.

Z letom, ljudje ne bodo čutili preobremenitve, ki se čutijo v sodobnih letalskih prevoznikih, pa v kovini, takšen motor se bo lahko pojavil, razen v nekaj sto letih.

Mehanizem ukrepa aktuatorja temelji na načelu motorja deformacij motorja (Warp pogon), ki je predlagal leta 1994 mehiški fizik Miguel alcubiererera. Američani so ostali le za dokončanje modela in izdelavo podrobnejših izračunov.
»Če je prostor stisnjen pred ladjo, in za njim, nasprotno, se razširi, potem se pojavi prostorski čas, ki se pojavi okoli ladje,« pravi eden od avtorjev študije, Richard Watsey. «Ohranja ladjo in Izvleci ga iz običajnega sveta v njegov koordinatni sistem. Zaradi razlikovanja v tlaku prostora, ki se lahko ta mehurček premakne v katero koli smer, premagal svetlobni prag za tisoče naročil. "

Verjetno bo prostor okoli ladje lahko na račun temne energije. "Temna energija je zelo slabo preučena snov, odprta pred kratkim nedavno in pojasnjuje, zakaj so galaksije razpršene drug od drugega," je dejal višji raziskovalec, oddelek relativistične astrofizike državnega astronomskega inštituta. Sternberg MSU Sergey Popov. - Obstaja več modeli, toda kaj še ni splošno sprejeto. Američani so na podlagi dodatnih dimenzij na podlagi dodatnih razsežnosti, in rečeno je, da je mogoče lokalno spremeniti lastnosti teh meritev. Potem se izkaže, da v različnih smereh tam lahko biti različne kozmološke konstante. In potem se bo ladja v mehurčku premaknila. "

Pojasnite takšno "vedenje" vesolja lahko "TEORIJSKA TEORIJA", v skladu s katero je vse naš prostor prežeta z mnogimi drugimi meritvami. Njihova interakcija med samim sama ustvarja odvratno moč, ki je sposobna širiti ne le snov, kot so galaksije, ampak tudi sama telesa. Ta učinek je bil imenovan "Inflacija vesolja".

"V prvih sekundah njegovega obstoja je vesolje raztegnjeno," pojasnjuje doktor fizike in matematičnih znanosti, zaposlenega astro-vesoljskega centra za fiziko. LEBEDEV RUSLAN METSAYEV. "In ta proces se nadaljuje tako daleč." Vedeti vse to, lahko poskusite razširiti ali zožiti prostor umetno. Če želite to narediti, naj bi vplivalo na druge meritve, s čimer bo del prostora našega sveta začel gibanje v pravo smer pod delovanjem temnih energetskih sil.

Ob istem času, zakoni teorije relativnosti niso kršeni. Znotraj mehurčka bo ostal isti zakoni fizičnega sveta, hitrost svetlobe pa bo meja. Ta situacija se ne uporablja za tako imenovani dvojni učinek, pripoved, ki med prostorom potuje s hitrostjo svetlobe, se čas znotraj ladje bistveno upočasnjuje in astronavt, ki se vrača na zemljo, se bo srečal z njegovim dvojnim bratom že v globokem starih Človek. Motor Drive Warp razbremeni to težave, ker potiska prostor, ne na ladjo.

Američani so že našli cilj prihodnjega leta. Ta planet Gloese 581 (Glise 581), na kateri se približujejo podnebne razmere in težnja, ki se približujejo Zemlji. Razdalja do nje je 20 svetlobnih let, in tudi če bo Warp pogon deloval v trilijonov, šibkejši od maksimalne moči, bo čas na poti na to le nekaj sekund.