|  | 13 января 2015 | Новости науки и техники

Фотонные "ударные волны" от световых пятен, двигающихся быстрее скорости света, могут использоваться для изучения объектов в глубинах Вселенной

Туманность NGC 2261


Если взять достаточно мощную лазерную указку и "перечеркнуть" ею Луну столь быстро, насколько это возможно, то пятно света указки будет двигаться по поверхности Луны со скоростью, превышающей скорость света. Такое явление возможно из-за того, что собственно световое пятно не обладает массой, благодаря чему не нарушается ни одно из положений Специальной теории относительности Альберта Эйнштейна. И недавно, Роберт Немирофф (Robert Nemiroff), профессор физики из Мичиганского технологического университета (Michigan Technological University) предложил способ практического использования такого физического курьеза для изучения космических объектов и явлений, происходящих в необозримых глубинах Вселенной.

Когда пятно света, движущееся со скоростью, приблизительно равной скорости света, проходит по неровной поверхности, оно, то ускоряясь, то замедляясь, многократно проходит через условный "световой барьер", создавая фотонные ударные волны, в которых заключена информация о трехмерной форме рассеивающего свет объекта. Физика возникновения фотонных ударных волн весьма похожа на физику возникновения звуковой ударной волны при преодолении каким-либо телом звукового барьера.

Но, фотонные ударные волны могут возникать при прохождении пятна света по поверхности Луны, по поверхности астероидов, и на далеких космических объектах, таких как газопылевые облака, освещаемые лучами света быстро вращающихся пульсаров. "Если мы научимся улавливать следы этих фотонных ударных волн и расшифровывать переносимую ими информацию, мы сможем узнать много нового об объектах нашего интереса" - рассказывает профессор Немирофф.

Для того, чтобы использовать на практике эффект фотонной ударной волны для изучения формы астероида, к примеру, требуется произвести сканирование лучом лазера этого космического тела со скоростью в несколько тысяч проходов луча в секунду. Скорость перемещения луча лазера должна быть выбрана такой, чтобы световое пятно двигалось по поверхности тела со скоростью света. Тогда на каждом проходе луча по неровностям поверхности будут возникать слабые фотонные ударные волны, несущие информацию о форме астероида. Эти фотонные волны должны быть зарегистрированы высокоскоростными камерами телескопов, а информация, содержащаяся в этих волнах, может быть извлечена при помощи последующей обработки данных на компьютере.

Но, фотонные ударные волны могут иметь и естественное происхождение. Такие эффекты наблюдаются в районе туманности NGC 2261 (Hubble's Variable Nebula), находящейся в созвездии Единорога (Monoceros constellation). В этой туманности тени, отбрасываемые облаками пыли и газа от света яркой звезды R Mon, перемещаются настолько быстро, что создают постоянные фотонные ударные волны, длительность которых исчисляется днями, неделями и месяцами, и которые удалось увидеть камерами космического телескопа Hubble.

"Фотонные ударные волны возникают повсеместно вокруг нас. Но они слишком слабы и слишком коротки для того, чтобы их можно было заметить" - рассказывает профессор Немирофф, - "В космосе длительность таких волн может быть достаточной для того, чтобы можно было не только их увидеть, но и измерить их некоторые параметры. К сожалению, раньше никто не задумывался об использовании такого явления, хотя сейчас нам ничего не мешает поставить его на службу науке".




Ключевые слова:
Свет, Пятно, Рассеивание, Поверхность, Движение, Скорость, Фотон, Ударная, Волна, Информация, Лазер, Космос

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создана первая в мире технология перемещения фотонов света при помощи механ ...
  • Ученые воспроизвели миниатюрный взрыв сверхновой в лабораторных условиях
  • Фотонные кристаллы - новый тип оптической памяти
  • HD 2905 - самая быстрая звезда в нашей галактике, потрясающая межзвездное п ...
  • Ученые продемонстрировали теоретическую возможность "раздавить" пространс ...




  • 13 января 2015 10:45
    #1 Написал: sayrus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Што ани курят bully
        
    13 января 2015 11:35
    #2 Написал: ОПЫТНЫЙ

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Быстрее света не может передвигаться ни один материальный обьект,но информация может ! Между запутанными фотонами состояние передается в тысячи раз быстрее света.
    Предполагая, что скорость Земли относительно «квантового эфира» – не больше 300 км/c, учёные смогли показать, что скорость «сигналов запутывания» должна быть как минимум в 10 тысяч раз выше скорости света.
    И это значит,что есть возможность общения с гуманоидами из системы Центавра,практически с задержкой в 4 часа.И может в будущем создать телепорт состояния человека !
        
    13 января 2015 11:45
    #3 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    "…собственно световое пятно не обладает массой…". Тени от облаков тем более. Тогда каким образом они могут возбуждать некие "ударные волны"? Волны чего и в чём? Устаёшь уже следить за руками нынешних фокусников от науки.
        
    13 января 2015 12:36
    #4 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Цитата: ОПЫТНЫЙ
    Между запутанными фотонами состояние передается в тысячи раз быстрее света.

    Во-первых, это пока никто не смог доказать экспериментально, а во-вторых, там речь идет не о передаче информации, а лишь о синхронизации квантовых состояний. Не удастся получить какую-либо информацию от объектов, которые не были заранее запутаны друг с другом. Отправляй запутанные частицы хоть куда, ничего кроме состояния самой частицы (которое можно было узнать и не отправляя ее никуда) узнать не получится. Это годится для шифрования информации передаваемой каким-то иным путем, но не годится собственно для передачи любой полезной инфы. Чтобы воспользовыаться какими-то свойствами разнесенных запутанных частиц заведомо требуется другой канал связи с точкой куда их направляют (как по вашему одна из запутанных частиц должна попасть в точку назначения? Быстрее света это невозможно).
        
    13 января 2015 17:22
    #5 Написал: KaAnubis

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Rsa, дело в том, что отправив один из пары запутанных фотонов в космос, мы сможем проследить момент когда он сталкивается с препятствием. В обычном случае, нам пришлось бы ждать ещё одно время пути отраженного фотона назад. И не факт, что вернётся. В случае, если у нас есть его квантовая пара, мы можем по распаду состояния запутанности, или изменению запутанного параметра, получить ответ вдвое быстрее, или даже получить в том случае, если возврата нет.
    Связь с Луной будет уже с пингом 1,28 с а не 2,56.
        
    13 января 2015 19:16
    #6 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Цитата: KaAnubis
    дело в том, что отправив один из пары запутанных фотонов в космос, мы сможем проследить момент когда он сталкивается с препятствием.

    Как проследить-то? У нас есть 2 запутанные частицы. Одну из них мы, предположим, сумели куда-то отправить. Но во-первых сама она не окажется в нужном месте быстрее чем со скоростью света, а во-вторых, и это главное, получить от нее характеристики мы можем в любой момент когда пожелаем, но вовсе не строго в тот момент, когда она с чем-то столкнется и поучаствует в каком-то взаимодействии. Мы ее не видим и отследить этот момент без каких-либо дополнительных средств наблюдения за ней и местом куда она летит - невозможожно! Точность синхронизации во времени для квантовых процессов нужна колоссальная - скорости огромны, а объекты микромира очень малы, поймать момент взаимодействия даже в лаборатории не просто, а уж тут... И в довершение, сама эта инфа весьма специфична: если выражаться образно - вот человек зажмурил глаза, взял из коробки теннисный шарик и кинул его за стену. И в некий момент X он узнает, что шарик был желтый, с белой полоской и вращался слева-направо. И какую ценную инфу можно почерпнуть из этого о том, что с ним произошло за стеной? Не, ну какие-то теории и догадки конечно строить можно, особенно если долго набирать статистику с множества "бросков", но назвать это осмотром или передачей информации о месте, куда попала частица, довольно сложно, особенно учитывая, что все эти "переданные" характеристики частица могла получить по тысяче различных причин.
        
    13 января 2015 19:20
    #7 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    Цитата: Rsa
    И какую ценную инфу можно почерпнуть из этого о том, что с ним произошло за стеной?


    Разбираются както-же. Камеры такие есть, уже пусть и примитивные
    Сссылка 1
    Сссылка 2


    --------------------
        
    13 января 2015 22:11
    #8 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Прежде, чем «Переливать из пустого в порожнее», следует определиться, в какой из сред мы будем вести эту бессмысленную процедуру? Если это будет происходить в средах с отрицательными магнитной и диэлектрической проницаемостям излучению, направленному против движения, порождающей его частицы, то тогда можно «побухтеть» с умными лицами …

    - Если это будет происходить в вакууме … Кстати, никто не пробовал «бухтеть» с умным лицом в вакууме… ?
        
    13 января 2015 22:43
    #9 Написал: KaAnubis

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Rsa, вы правы в одном. Быстрее скорости света не получится.
    Однако возможность детектировать столкновения фотов даже не улавливая их возможно именно с помощью квантовых эффектов.
    И (как привёл уже ссылки FomaNeverujuwij) даже есть камеры основанные на этом эффекте.
        
    14 января 2015 06:36
    #10 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Уважаемые, вы путаете скорости проявления эффекта в среде, которые можно регистрировать, со скоростями сбора информации из окружающего исследуемого поля. Вся погрешность в данном случае упирается в адаптацию данных для нашего восприятия. Процессы взаимодействия малых и сверх малых величин столь кратковременны и быстры. Чтобы прийти к пониманию, что тут нет никаких парадоксов и все вполне укладывается в рамки предположений о бесконечных скоростях сверхмалых взаимодействий, следует избавится от навязчивого желания включить в уравнения переменную времени. Времени НЕ СУЩЕСТВУЕТ. Это иллюзия, порожденная необходимостью замедлять регистрируемые процессы для нашего восприятия. В квантовой пене все уже существует, все процессы УЖЕ произошли, и то что еще не произошло, по нашему разумению, просто не имеет точки отсчета измерения доступными нам средствами, не более того. На большом расстоянии от нас, произошел взрыв сверхновой. Но получить сведения об этом процессы мы сможем спустя очень длительное время (по рамкам длительности наших жизней), сотни или тысячи лет. Нет никакого парадокса в том, что опознать явление можно уже сейчас, возможно было много веков назад, и так же эффективно можно будет регистрировать событие спустя тысячи лет, исходя из тех же стартовых условий регистрации явления (положение солнечной системы и нашей планеты относительно центра галактики, положение галактики в целом). Почему? потому что мы будем не лазерной указкой водить по луне, это уже сделано за нас и продолжает делаться, в том числе по пылевому облаку той самой сверхновой. Где? в квантовых состояниях окружающих нас сверхмалых взаимодействиях. Весь секрет уложится в создание инструмента, способного считать эти самые воздействия из окружающего нас пространства. Нам не зачем летать на луну чтобы считать состояние квантовой пары. И задержка в пару секунд тут тоже не играет вообще никакой роли, просто в данном случае, в статье идет привязка к инструменту исследования лазер.
        
    14 января 2015 16:25
    #11 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Цитата: FomaNeverujuwij, KaAnubis
    Разбираются както-же. Камеры такие есть, уже пусть и примитивные

    Обе ссылки указывают на лабораторные эксперименты, где исследуемая область находится "под руками", подвергается подготовке и дополнительному внешнему воздействию. Совсем другое дело, когда предлагают таким способом что-то узнать о материи к которой у нас нет никакого иного доступа, кроме отправленных туда запутанных частиц.
        
    14 января 2015 19:15
    #12 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    Цитата: Rsa
    указывают на лабораторные эксперименты

    Банальный фотоаппарат тоже когда-то начинался в лаборатории и кое-кто считал это все шаманством..


    --------------------
        
    15 января 2015 00:24
    #13 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 393
    "Движение светового пятна выше скорости света", - вообще то движение в этом случае, всего лишь игра нашего воображения, никакого движения там нет, непонятно чего там можно использовать.
        
    15 января 2015 06:26
    #14 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    "Движение светового пятна выше скорости света", - вообще то движение в этом случае, всего лишь игра нашего воображения, никакого движения там нет, непонятно чего там можно использовать.

    Вы правы, движения тут нет никакого. Регистрация "ударных волн". Представляете же себе ударную волну, когда истребитель переходит на сверхзвук в атмосферной среде определенных условий. По идее, такие ударные волны можно было бы регистрировать в самых разных средах и длинах волн, не только на уровне фотонов. Но сейчас это выглядит фантастичнее чем телепортация себя от работы до дома минуя давки и пробки.
        
    15 января 2015 08:00
    #15 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    Цитата: MaxIvanov
    вообще то движение в этом случае, всего лишь игра нашего воображения

    НЕ совсем так. Фронт импульса света все-же движется


    --------------------
        
    15 января 2015 23:55
    #16 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 393
    Фронт импульса вроде количественная величина, ?
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.