Материалы портала «Научная Россия»

Некоторые субатомные частицы, возможно, могут разгонять сами себя

Некоторые субатомные частицы, возможно, могут разгонять сами себя
Как следует из теоретического анализа уравнения Дирака, электроны способны самопроизвольно увеличивать свою скорость. При этом они также увеличиваются в размере, так что физические законы не нарушаются.

Некоторые субатомные частицы могут увеличивать свою скорость самопроизвольно, без приложения к ним каких-либо внешних сил. К такому выводу пришли физики-теоретики из Массачусетского технологического института (США) и института Техион (Хайфа, Израиль), статья которых вышла в журнале Nature. Её краткую суть пересказывает сайт Gizmodo.

Американо-израильская команда базировалась на свежих результатах анализа уравнения Дирака, которое описывает движение электронов и других фермионов (субатомных частиц со спином ½) — например, мюонов и нейтрино. Манипулируя их волновой структурой (согласно положению о корпускулярно-волновом-дуализме, каждая элементарная частица одновременно является и волной), можно вызвать у этих частиц невероятные, на первый взгляд, свойства.

Произвести такую манипуляцию, как следует из теоретических выкладок, можно с помощью фазосдвигающих масок — фотошаблонов, изменяющих фазу между двумя интерферирующими потоками частиц. Делая это со световыми волнами, получают голограммы. Если же пропустить через фазосдвигающую маску с очень маленькой шкалой электрон, он должен самопроизвольно ускориться почти до скорости света, хотя никаких внешних сил к нему при этом не прикладывается.

Это противоречит классической механике Ньютона, но не противоречит квантовой механике, благодаря одному интересному трюку. «Волновой пакет электрона не только ускоряется, но и расширяется, — объясняет Идо Камине (Ido Kamine), один из авторов исследования. — У волнового пакета как бы вырастает "хвост", направленный назад, так что в целом момент движения остаётся тем же. Дополнительная часть волнового пакета компенсирует ускорение основной части».

Всё это пока теоретические построения, но скоро в Массачусетском технологическом институте собираются проверить их на практике, с помощью электронного микроскопа и фазосдвигающей маски, разрешение которой в 1000 раз превышает разрешение тех масок, что используются сейчас для создания голограмм. Если всё получится, это будет первый реально наблюдаемый случай эффекта расширения времени и сжатия пространства, который предсказывал ещё Эйнштейн, говоря об околосветовых скоростях.

Напомним, недавно портал Научная Россия рассказывал о другом смелом теоретическом предположении — выдвинутой американским физиком Робертом Эрлихом идее о том, что нейтрино может являться тахионом, то есть двигаться быстрее скорости света. Это предположение пока не поддаётся практической проверке, но уже скоро возможности для этого могут появится, в том числе благодаря исследованию космических лучей.

субатомные частицы уравнение дирака фазосдвигающие маски

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 28 января 2015 г. 13:45:29

    Это не физики-теоретики. Это просто бараны... пытающиеся поднять сами себя за волосы.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий