Tweeter button Facebook button Youtube button

Разогнать фотоны до сверхсветовых скоростей не удалось

21/09/2011
By

print
Евгений Александров, академик РАН

Евгений Александров, академик РАН

Первое прямое экспериментальное подтверждение второго постулата специальной теории относительности осуществили российские физики. Руководитель работы академик РАН Евгений Александров рассказал  о своем эксперименте и его значении.

– Специальная теория относительности (СТО), созданная Альбертом Эйнштейном, является самой знаменитой из физических теорий. Но до сих пор в СМИ часто появляются сообщения о якобы найденном опровержении СТО. Подвергает ли сомнению эту теорию кто-нибудь из профессиональных физиков или подобные опровержения – деятельность так называемых научных фриков?

– Популярность СТО связана с простотой её основных принципов, поражающей воображение парадоксальностью выводов и её ключевым положением в физике двадцатого века. СТО принесла небывалую славу Эйнштейну, и именно эта слава стала одной из причин неустанных попыток ревизии теории.

В среде профессионалов споры вокруг СТО прекратились уже более полувека назад.

Но, действительно, по сей день редколлегии физических журналов находятся в постоянной осаде любителей, предлагающих варианты пересмотра СТО.

Ситуация обострилась в годы празднования столетнего юбилея теории относительности, отсчитанного от даты публикации исторической работы Эйнштейна, считающейся днём рождения СТО (1905 год). Существует несметное множество критических выступлений. В качестве примера можно привести обзорную статью Н. Носкова, разоблачающую «столетний релятивистский обман», и недавнее выступление Соколовых, возрождающих старинную «баллистическую» гипотезу Ритца. Юбилей СТО своеобразно отметил Санкт-Петербургский политехнический университет, переиздавший в 2009 году претенциозную монографию «Мифы теории относительности» А. А. Денисова, чьи экстравагантные построения были 20 лет назад опровергнуты преподавателями этого же университета.

– Какие «слабые места» находят в СТО ее критики?

– Попытки опровержения или существенного пересмотра СТО не прекращаются, несмотря на существование бесчисленных свидетельств справедливости выводов СТО. Эти попытки мотивируются недостаточной убедительностью экспериментальных подтверждений её основ, в частности второго постулата, утверждающего постоянство скорости света для всех инерциальных систем отсчёта и её независимость от скорости источника.

При этом чаще всего критике подвергаются ранние эксперименты по поиску «эфирного ветра», которые традиционно рассматриваются как едва ли не единственное опытное доказательство справедливости СТО.

Не проникая в серьёзную научную литературу, попытки пересмотра СТО переполняют СМИ и интернет, что не может не дезориентировать массового читателя, включая школьников и студентов.

Вместе с тем недоверие в отношении СТО (со стороны не обремененного знаниями общественного мнения) существовало и 60 лет назад, когда академик С. И. Вавилов поручил своему докторанту А. М. Бонч-Бруевичу эксперимент по прямой проверке второго постулата СТО.

– В чем заключалась суть этого эксперимента?

– Вавилов предложил своему ученику спроектировать установку, в которой источником света был бы пучок быстрых возбуждённых атомов. В процессе детальной проработки плана эксперимента оказалось, что нет шансов получить надёжный результат, поскольку при технике тех дней нельзя было рассчитывать на пучки нужной скорости и плотности: ожидаемая в рамках баллистической гипотезы добавка к скорости света оказывалась на уровне процентов, а интенсивность излучения пучка оценивалась слишком низкой. Опыт не был осуществлён.

За последние несколько десятков лет различные попытки экспериментального доказательства второго постулата СТО неоднократно предпринимались учеными. Все авторы соответствующих работ приходили к выводу о справедливости постулата.

Но это не прекращало критических выступлений, в которых выдвигались возражения против идей экспериментов или ставилась под сомнение их точность.

Последнее связано, как правило, с малой достижимой скоростью движения источника излучения по сравнению со скоростью света.

– Но теперь эксперимент Вавилова удалось осуществить вам и вашим коллегам на базе Курчатовского центра синхротронного излучения. Расскажите об этом подробнее.

– Нам удалось реализовать эксперимент, предложенный Вавиловым, в первоначальной красоте, потому что сегодня физика имеет в руках чрезвычайно яркий ультрарелятивистский источник.

Это синхротронный излучатель, где источником света служит сгусток электронов, двигающийся по искривлённой траектории со скоростью, очень близкой к скорости света.

 


Описание установки и схема эксперимента // Е.Б.Александров, П.А.Александров, В.С.Запасский и др., УФН 181, №12 (2011)

В этих условиях легко измерить скорость испущенного света в безукоризненном лабораторном вакууме. По логике баллистической гипотезы эта скорость должна быть равна удвоенной скорости света от неподвижного источника! Это весьма грубый эффект, обнаружение которого (в случае его существования) не потребовало бы специальных ухищрений. Действительно, достаточно просто измерить время прохождения световым импульсом мерного отрезка в вакуумированном пространстве.

Можно сказать, что речь идёт о демонстрационном опыте для будущих учебников физики.

Насколько я знаю, нами впервые было осуществлено прямое измерение скорости света, испущенного ультрарелятивистским источником.

– В чем значение вашего эксперимента?

– Откладывая обсуждение деталей и конкретных вариантов эксперимента, имеет смысл суммировать аргументы в пользу целесообразности самой постановки такого опыта. Разумеется, для профессиональных физиков нет никаких сомнений в ожидаемом результате. В этом смысле опыт бесполезен.

Однако прямая демонстрация постоянства скорости света имеет большую дидактическую ценность, ограничивая почву для дальнейших спекуляций о недоказанности основ теории относительности.

Физика в своём развитии постоянно возвращалась к воспроизведению и уточнению основополагающих экспериментов, осуществляемых с новыми техническими возможностями. В данном случае не ставится цель уточнить скорость света. Речь идёт о восполнении исторической недоработки в экспериментальном обосновании истоков СТО, что должно облегчить восприятие этой достаточно парадоксальной теории.

Источник

Tags: , ,

2 Responses to Разогнать фотоны до сверхсветовых скоростей не удалось

  1. Акельев Н. on 03/01/2012 at 20:56

    «Можно сказать, что речь идёт о демонстрационном опыте для будущих учебников физики.» Не рекомендовал бы приводить этот эксперимент в учебниках физики, особенно школьных. Потому что в школе учащиеся в отличии от «академика» ещё знают правила сложения арифметики. Школьники могут задаться вопросом: «С какой скоростью движутся электроны навстречу фотоприёмнику в момент излучения регистрируемого импульса?» – Со скоростью, близкой к скорости света. «Какую скорость световой волны относительно этого же фотоприёмника измерили экспериментаторы?» – Тоже близкую к скорости света. «Какую скорость имеет световая волна относительно излучающего её электрона?» – Надо от измеренной скорости световой волны отнять скорость электрона. Получается очень малая величина, близкая к нулю. «А как же тогда "академик» утверждает, что опыт доказывает справедливость «постулата» А. Эйнштейна о том, что свет движется с одной и той же скоростью относительно любого движущегося источника и приёмника?« – Очевидно, "академик» не владеет правилом вычитания арифметики. Иначе придётся предполагать, что он больной на всю голову. Ну, для того, чтобы стать «академиком» РАН правила сложения и вычитания арифметики знать совсем не обязательно. Достаточно быть племянником президента Академии наук СССР.

  2. В.М. Соколов on 19/07/2013 at 15:43

    Опыт Е.Б. Александрова ошибочен по следующим причинам. Для подтверждения, или опровержения гипотезы Ритца необходимо было получить прямое излучение электронного луча на детекторе. Исходя из геометрии опыта, светящийся электронный луч диаметром менее миллиметра должен давать изображение на экране в виде линии толщиной менее 10 мкм. В действительности на экране было видно пятно от рассеянного света, соответствующее излучению из выводного окна накопителя электронов. В это пятно и был помещен детектор. Рассеянный свет соответствует неподвижному источнику излучения и имеет скорость равную скорости света. Таким образом, в действительности фиксируется излучение от неподвижного источника излучения, и опыт ничего не доказывает. Кроме того, при сохранении преобразований Лоренца в теории А. Эйнштейна скорость света не зависит не только от движения источника (второй постулат), но и приемника, а это уже нонсенс. Этот постулат опровергается опытом Ремера, в котором измеренная скорость света (другой в теории А. Эйнштейна просто нет) может принимать любые значения.
    Соколов В.М.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system