24 августа 2007
769

Исаак Халатников: Сверхсветовая скорость

Немецкие ученые поставили под сомнение теорию относительности

На днях научный мир взбудоражила новость из Германии. Ученые из Университета Кобленца Гюнтер Нимц и Альфонс Штальхофен заявили, что им удалось поставить эксперимент, который доказывает несовершенство теории относительности Эйнштейна. По заявлениям исследователей, они разогнали фотоны быстрее скорости света, тем самым опровергнув один из главных постулатов этой теории. Между тем оппоненты не склонны разделять выводы немецких ученых и утверждают, что полученный эффект не опровергает, а наоборот, дополняет существующие положения теории Эйнштейна.

Физики поставили давно известный эксперимент, изучающий туннелирование микроволн через барьеры. Суть его заключалась в следующем: луч лазера пропускался между двумя призмами. Вначале они были сомкнуты, и отражавшиеся от их стенок фотоны улавливались детектором. Затем призмы раздвигались на различное расстояние от нескольких миллиметров до одного метра. Пространство между ними заполнялось так называемым барьером, то есть непроходимым для волн веществом. Луч вновь был направлен на призмы, но по мере увеличения мощности поток фотонов пробивался сквозь барьер и попадал на отдаленную призму. По утверждениям немецких физиков, фотоны, отражавшиеся от второй призмы, достигали детектора одновременно с фотонами, отражавшимися от первой. Следовательно, их скорость превышала скорость света в вакууме. По утверждениям немецких исследователей, чтобы преодолеть вполне материальный барьер из непрозрачного вещества, луч фотонов должен иметь предельно высокую энергию.

"В истории человечества, насколько мне известно, это первый случай нарушения теории относительности, - заявил руководитель группы исследователей Университета Кобленца Гюнтер Нимц. - Конечно, о полном ее низвержении речь не идет, но полученные результаты наглядно показывают, что постулаты теории относительности, мягко говоря, имеют свои слабые стороны".

И действительно, теория основывается на двух постулатах: во всех инерциальных системах отсчета скорость света постоянна, и все физические явления протекают в них совершенно одинаковым образом. "Если появятся данные, что это не так, то это означает, что теория Эйнштейна рухнула, - рассказывает РБК daily главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Ландау, доктор физико-математических наук Юрий Овчинников. - К счастью, пока таких данных не появлялось, да и не появится, наверное, никогда. Распространяемая же информация о преодолении скорости света скорее не опровергает теорию, а наоборот, дополняет ее".

Если бы это было не так, теория столкнулась бы с парадоксом. При превышении скорости света время начинает течь вспять. И тело или микрочастица может вернуться в начальную точку до того, как оно начало движение. "Действительно при определенных условиях нематериальные образы могут двигаться выше скорости света, - рассказывает академик РАН Исаак Халатников. - Если взять лазерный луч, спроецировать его на очень отдаленную стенку, а потом начать вращать источник, то лазерный зайчик может бегать по стенке и выше скорости света. Но это иллюзия. Фотоны в луче движутся со старой скоростью. Между тем есть так называемый эффект туннелирования из квантовой механики, при котором уже частицы, а не образы могут превысить скорость света. И это очень интересный эффект".

В природе достаточно примеров и явлений, связанных с туннельным переходом. В радиоактивном распаде тяжелое ядро испускает альфа-излучение. Внутренние силы в ядре достаточно велики, чтобы удержать альфа-частицу, но барьер внутриядерных связей все же преодолевается микрочастицей и излучение все же происходит. "Энергия связей - это и есть барьер, стенка. Процесс выхода частицы из ядра можно представить, будто частица пробивается сквозь стенку, - продолжает Исаак Халатников. - В микромире это возможно. При достижении определенной энергии частица уходит внутрь пространства, движется как бы под барьером, то есть там, куда по представлениям классической физики попасть невозможно".

Термоядерный синтез тоже можно считать примером туннельного перехода. Один из этапов термоядерной реакции - столкновение двух ядер дейтерия с образованием ядра гелия. Согласно ньютоновской физике между двумя частицами с одинаковым зарядом действует мощнейшая сила взаимного отталкивания, и ядра дейтерия попросту не могут сблизиться. Однако в недрах звезд температура и давление столь высоки, что ядра преодолевают этот барьер. Значит, частицы сближаются сквозь квантовый туннель.

После ряда вычислений физики пришли к поразительному выводу. Оказалось, что время, проведенное в квантовом туннеле, может быть меньше, чем время, за которое свет пересек бы это расстояние. "Кажется, что частица движется в квантовом туннеле выше скорости света, - рассказывает академик Халатников. - Дело в том, что там она движется в неком мнимом времени, не связанном с окружающим веществом. В итоге действительно фиксируется превышение скорости света. Но эти факты совсем не противоречат положениям теории относительности. Квантовое туннелирование прекрасно вписывается в существующие постулаты".

"Конечно, никто не говорит, что теория относительности на все сто процентов верна. Это, конечно, не так, но благодаря современным экспериментам удается получать новые данные, которые совершенствуют ее и позволяют ликвидировать в теории некоторые слабые стороны", - резюмирует Юрий Овчинников.


24.08.2007
http://www.rbcdaily.ru/2007/08/24/cnews/288962
Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован