|  | 28 января 2015 | Новости науки и техники

Ученые предположили, что субатомные частицы могут ускорять сами себя без воздействия внешних сил

Волновой пакет электрона


Из Перового закона Исаака Ньютона, хорошо известного всем по школьному курсу физики, следует, что никакой объект не может изменить скорость своего движения без воздействия на него сил извне. С точки зрения классической механики Исаак Ньютон, безусловно прав, но когда дело касается не обычной физики, а таинственной квантовой механики, классические законы могут начать давать сбои. Это продемонстрировала команда ученых-физиков, которые выдвинули предположение о том, что субатомные частицы могут в некоторых случаях ускорять сами себя без оказания на них воздействия любых внешних сил.

Следует отметить сразу, что все, что было сказано выше и все, о чем пойдет речь дальше - является результатами теоретических исследований и анализа, проведенных учеными из Массачусетского технологического института и израильского Технологического института Technion (Technion Institute of Technology). Согласно полученным результатам, некоторые из субатомных частиц могут ускорить сами себя практически до скорости света, и если это предположение окажется верным, то данное открытие произведет революцию в области физики, в которой изучается движение элементарных частиц.

Столь громкие выводы были сделаны учеными на основе анализа так называемых уравнений Дирака, которые описывают релятивистское поведение элементарных частиц, таких, как электроны, с точки зрения их волновой структуры. Эта волновая составляющая субатомных частиц является одной из "причуд" квантовой механики и благодаря ее наличию квантовые частицы в некоторых условиях могут вести себя не как частицы материи, а как крошечные кванты электромагнитных волн. И эта волновая составляющая способна наделить электроны массой необычных и парадоксальных особенностей.

Одной из характеристик волновой составляющей субатомной частицы является фаза волны. Зная значение фазы волны каждой частицы, исследователи создают так называемую голографическую фазовую маску. Модель, созданная и рассчитанная учеными, показывает, что интерференция волновой составляющей частицы на этой маске наделяет электрон способностью ускоряться, при этом его поведение практически не отличается от поведения в магнитном поле, от эффекта, используемого в традиционных ускорителях частиц.

Голографическая маска


И самым интересным является то, что частица, самоускоряясь, не нарушает при этом базовых законов физики, ведь по мере ее ускорения увеличиваются ее физические размеры. "Волновой пакет электрона не просто ускоряется, он, при этом, еще и расширяется. Таким образом остается некоторая часть пакета, которая компенсирует ускорение частицы" - объясняет Идо Камин (Ido Kamine), один из ученых, - "Эта часть волнового пакета известна под названием его хвоста, который начинает двигаться в обратную сторону, сохраняя неизменным значение полного импульса движения. Другими словами, существует вторая часть волнового пакета электрона, которая "платит цену" за самостоятельное ускорение частицы".

Фактически данное теоретическое явление представляет собой основу описанных Альбертом Эйнштейном эффектов ускорения времени и сокращения пространства при движении со скоростью, приближающейся к скорости света. К сожалению, еще никому не удавалось наблюдать эти эффекты и факт их существования также является одной из больших загадок для современной науки.

В настоящее время группа ученых, сделавших столь значимое теоретическое открытие, работает над превращением своей теории в череду научных экспериментов, которые позволят подтвердить или опровергнуть предположения. Ученые из Массачусетского технологического института создают электронный микроскоп, снабженный фазовой маской, при помощи которой будет получена в 1000 раз большая разрешающая способность, чем та, которая используется для создания самых высококачественных голограмм на сегодняшний день. И ученые надеются, что фазовые голограммы, созданные в недрах их микроскопа, позволят ускорить электроны, не оказывая на них никакого воздействия, а дополнительные датчики микроскопа дадут возможность зарегистрировать и изучить столь экзотические эффекты, которые могут оказать сильное влияние на дальнейшее развитие некоторых областей физики.




Ключевые слова:
Сила, Ускорение, Скорость, Закон, Ньютона, Частица, Электрон, Волновая, Функция, Пакет, Голограмма, Маска, Фаза

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Странное поведение частиц света бросает вызов существующей квантовой теории
  • Ученым удалось увидеть процесс раскола электрона на две части
  • Технологии лазерного охлаждения позволят раздвинуть пределы квантовой физик ...
  • Ученым удалось сделать снимок внутренней структуры атома
  • Ученые заставили гигантский атом вести себя подобно крошечной солнечной сис ...




  • 28 января 2015 07:38
    #1 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Теоретическая наука (физика в данном случае) находится в таком глухом тупике, что без отмены законов сохранения её апологеты не видят путей дальнейшего развития; вот и за Ньютона нашего классика взялись. Квантовая механика наука настолько "причудливая", что из её уравнений давно уже и материя (масса) исчезла. Отсюда и произошли байки о кротовых норах и дырах, телепортации и мгновенной передаче информации и пр. новации последнего времени. Теперь вот - ускорение без силы. Дальше будет хуже, хотя вроде и некуда уже.
        
    28 января 2015 08:55
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    vpreunov
    Так это все вполне закономерно. Человечество ведь не стоит на месте, со времен не то что Ньютона, но и Эйнштейна было узнано очень много нового. Ученые больше и больше лезут в ранее неизведанные области и то, что он там видят не очень вписывается в теории вековой и большей давности.


    --------------------
        
    28 января 2015 09:47
    #3 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Основная ошибка всей современной науки в том, что она считает себя способной и обязанной все и вся объяснять каким то своим научным языком. Многие процессы, явления, объекты, мы не то что сами не видели, не воспринимали ни зрительно, ни сенситивно, ни во сне, так еще и представить то толком не можем, что же там. А наука, она описывает все языком математики. Старается описать. Строение частиц например, реликтовые излучения, феномен сверхвосприятия... Но некоторые вещи никогда не уложатся в рамки моделей существующих теорий, привязанных к линейным во времени-пространстве инструментам исследования. И, да, это тупик. Глупо забывать простую истину, есть вещи неизведанные, а есть - непознаваемые.
        
    28 января 2015 12:16
    #4 Написал: iridiumhawk

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Чушь - непознаваемых вещей не существует.
        
    28 января 2015 13:58
    #5 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Даёшь баллистический транзистор на релятивистских электронах!
        
    28 января 2015 14:25
    #6 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Чушь - непознаваемых вещей не существует.


    Ага, мнимая единица тогда что.
        
    28 января 2015 16:08
    #7 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Цитата: cmp167
    Ага, мнимая единица тогда что.

    Язык математики для того и создан, чтобы описывать вещи, которые невозможно представить в голове простыми образами. Ни мнимые числа, ни четвертое измерение, ни квантовый дуализм не представить. Однако математика все это без проблем описывает, обсчитывает, и что самое главное, на основании этих вычислений верно предсказывает поведение тех или иных объектов в реальном мире. Это и называется наукой. Без без использования этих теорий не было бы ни сотовой связи, ни GPS, ни телевидения, ни компьютеров. Наука не догма - появятся твердые доказательства, будут скорректированы и эйнштейновские теории, как в свое время были уточнены законы Ньютона. Но доказательства нужны достоверные, проверяемые экспериментально, а не "бла-бла-бла без всяких формул и расчетов" чем обожает заниматься масса всяких шарлатанов и конспирологов, у которых зачастую просто не хватает мозгов понять смысл формул и теорий, которые они пытаются опровергать.
        
    28 января 2015 20:13
    #8 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Ни мнимые числа, ни четвертое измерение, ни квантовый дуализм не представить.

    Напрасно вы так считаете. Скажу за себя. Не только прекрасно представляется, но и работает. А что касается навигации, связи, и прочего, в нашей природе это все уже есть, как есть и у птиц и животных. Прекрасные слаженные механизмы. Человек даже приблизительно не создал ничего подобного и, в таких темпах, еще очень долго не создаст. Я хочу сказать о том, что слепо упираясь в одно научное направление, мы теряем альтернативу в виде других возможных наук. Будь у нас на руке не 5 пальцев а 3, мы бы считали, скорее всего, в шестеричной системе исчисления. И будь сила притяжения на планете несколько отличная от текущей, все могло бы быть иначе. Наука и ее изобретения, это лишь способ уйти от негласного знания данного всем живым существам в пользу, якобы, упорядочивания энтропии. Чушь собачья. Но наблюдать со стороны очень интересно.
        
    28 января 2015 21:10
    #9 Написал: Oleggg10

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    Я конечно может не в тему, но разве космические корабли не самоускоряются пролетая мимо других планет?
    Так почему эта же физика не может действовать на атомном уровне?
        
    28 января 2015 21:32
    #10 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Цитата: Oleggg10
    разве космические корабли не самоускоряются пролетая мимо других планет?

    Конечно не самоускоряются.
    Они ускоряются за счет сил гравитации этих планет.


    --------------------
        
    28 января 2015 22:54
    #11 Написал: viralig

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    По мне так это очередная хрень. Математически много чего можно описать - и то что существует и то чего не может быть в природе.
    Я вообще удивляюсь, а как же базовые законы сохранения энергии??? Попахивает очередным перпетуммобиле.
        
    29 января 2015 04:08
    #12 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Цитата: CodeX
    А что касается навигации, связи, и прочего, в нашей природе это все уже есть, как есть и у птиц и животных. Прекрасные слаженные механизмы. Человек даже приблизительно не создал ничего подобного и, в таких темпах, еще очень долго не создаст.

    Начнем с того, что у природы на свои изобретения и эксперименты было несколько миллиардов лет. У человека - пока всего несколько тысяч. Но и за это время было создано кое-что, принципиально не встречающееся в природе. Даже такая банальная вещь как колесо в природе само по себе не возникло, не говоря уже о многих более сложных вещах. Например, за пределы своей планеты природа без участия человека выйти не могла. Да и вообще противопоставлять людей природе не стоит, человек вобщем-то пока является ее частью.

    Цитата: CodeX
    Я хочу сказать о том, что слепо упираясь в одно научное направление, мы теряем альтернативу в виде других возможных наук. Будь у нас на руке не 5 пальцев а 3, мы бы считали, скорее всего, в шестеричной системе исчисления.

    Какая разница, начинали бы считать хоть в какой, математика инвариантна в любой системе счисления. компьютеры вообще в двоичной считают, и ничего, справляются, формулы и результаты расчетов от этого не меняются, меняется лишь внешний вид чисел.

    А что касается альтернатив - так ведь их никто не запрещает, изучай что хочешь, экспериментируй как хочешь, но всерьез на это станут смотреть только при одном условии: теории должны подтверждаться практикой, причем в одинаковых экспериментах результат должен быть одинаково предсказуем. Все знают, что законы Ньютона формально неточны, но их по прежнему изучают в школах лишь потому, что они верно предсказывают поведение любых материальных тел с точностью, достаточной для практических целей. На здоровье - создайте любую альтернативную теорию, которая так же точно будет что-то предсказывать и научный мир обратит на нее внимание.
        
    29 января 2015 05:25
    #13 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    2 Rsa:

    "О чём бы не думал думающий, доказывающий это докажет"
        
    29 января 2015 09:34
    #14 Написал: Oleggg10

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Конечно не самоускоряются.
    Они ускоряются за счет сил гравитации этих планет.


    Вот я об этом и говорю. Кто сказал что на атомном уровне нет подобных сил гравитации или каких нибудь ещё, не открытых?
    А ведь какая бы она не была, это повод для получения очередного источника энергии.
        
    29 января 2015 10:00
    #15 Написал: Stenhock

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Мне посчастливилось учиться у Морозова. Замечательный человек.
    Он всегда говорил "Ваша задача - УВИДЕТЬ процесс. Не видите его мысленно - отойдите дальше. Мы сейчас изучаем материальный мир. И не выходя за его рамки." Кто то спросил на лекции - а что такое материальный мир. "Выйдите на берег реки. Возмите в ладонь мелкой гальки. Бросьте в воду. Что видите? Правильно - круги на воде. Это все просто круги на воде." Начался спор, про волны и так далее. Он только улыбался. "Наш материальный мир и мы с вами в том числе - всего лишь эти круги. Они взаимодействуют, передают друг другу энергию. И мы будучи из этих кругов сами их же и пытаемся понять. Описать, облечь в понимание. И при этом, мы понятия не имеем о самой воде, в которой мы являемся этим узором. И уж тем более, даже не имеем ни малейшего представления о тех мелких камушках, которые их сотворили. Когда мы сможем отойти наконец то и увидеть в чем эти круги, река это вода это или океан. Когда сами себе сможем ответить что вот эти круги от воон тех камушков, которые уже давно покоятся на дне" Кто то перебил - "мы узнаем...." " Нет. Ничего мы не узнаем. Мы только приблизимся к пониманию. Вода, камушки. Но ведь была еще рука - которая их бросила." Чего то мне так запомнилась эта лекция. С тех пор наверное отойти подальше, что бы увидеть - основной принцип для меня. К сожалению вот с этим как раз и проблема.
        
    30 января 2015 13:01
    #16 Написал: Молочный

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    CodeX, вам не хватает только фразы : бох вас всех накажет!
        
    30 января 2015 15:47
    #17 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    2 Rsa:
    1) я прекрасно знаю, что такое мнимая единица, это пример "непозноваемого".

    2) колесо в природе есть, точнее змеи которые хватают себя за хвост, образуя колесо, укатываются с горки от врагов.

    3) споры грибов могут покидать Землю, без метеоритов и прочего, и даже "выживать" в открытом космосе, не говоря уже о вирусах, не так давно была статья о семенах растений на каких-то запредельных высотах, то есть найдуся на Марсе, и вирусы, и споры вопрос времени.
        
    30 января 2015 19:26
    #18 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Еще немного материала, Физики из университета Иллинойса смогли управлять скоростью и направлением распространения света с помощью звука. первоисточник: http://engineering.illinois.edu/news/article/10527
    адаптация статьи:
    http://www.nkj.ru/news/25716/

    Если внешние силы, воздействующие на субатомные частицы не обнаружены, это не означает, что их нет.
        
    30 января 2015 22:47
    #19 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 776
    Ё маё, устроили тут "ХолиWar", давно я уже таких баталий на этом тихом сайте не видал )


    --------------------
        
    31 января 2015 01:21
    #20 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Цитата: cmp167
    1) я прекрасно знаю, что такое мнимая единица, это пример "непозноваемого".

    Что значит непознаваемая? А например, корень из 2 вы полностью познали? Как вообще можно "познать" математическую величину или какую-то константу? Она используется для расчетов, ее функция понятна тем, кто оперирует формулами, чего вы еще хотите в плане "познания"? Я писал о более простом, о наглядном представлении в виде образа - тут действительно сложно представить мнимую единицу. Но это нисколько не мешает знать как и где ее можно применять.

    Цитата: cmp167
    "2) колесо в природе есть, точнее змеи которые хватают себя за хвост, образуя колесо, укатываются с горки от врагов."

    Говорят, барон Мюнхгаузен себя за волосы из болота вытаскивал wink Попробуйте найти хоть одно видео или хотя бы фото, тогда и поговорим. Но вряд ли найдете. Уж слишком змеи длинные и узкие, даже если и прихватит себя за хвост, потом на ребро встать будет крайне проблематично, в форме колеса не будет точки опоры для этого. Наверное, это мог бы сделать какой-нибудь более толстый и короткий червяк... но не догадался smile

    Цитата: cmp167
    3) споры грибов могут покидать Землю, без метеоритов и прочего, и даже "выживать" в открытом космосе, не говоря уже о вирусах, не так давно была статья о семенах растений на каких-то запредельных высотах,

    Выжить-то они могут. А вот самостоятельно покинуть, извините, нет. Для этого нужно развить первую космическую скорость. Не подскажете, за счет чего они это сделают? Кроме случайного события, вроде удара метеорита, мне что-то ничего в голову не приходит.
        
    31 января 2015 10:34
    #21 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    1) Корень из 2 есть дробное число, знак +- указание на направление, а вот мнимаея единица чистейшая математическая "догадка" которая не имеет никакого "физического воплощения" или аналога.

    2) Не вспомню, где и как и может были то ящерицы, но змеи умеют даже летать, точнее расплющивать тело и планировать с деревьев до 70м, хотя к делу не относится, но легко можно найти другой пример колеса - или аналога, например сустав, те же точки равноудаленные от центра и тоже вращение, или Вам нужно чтобы непременно катилось? Тогда "перекатиполе".

    3) Запросто могут покинуть, был бы ветер подходящий который подкинет повыше, а там дальше солнечный подхватит, почитайте про солнечные протуберансы, то как они лупят по планетам выбивая атмосферу, на википедии есть цифра.
        
    31 января 2015 11:17
    #22 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Цитата: cmp167
    мнимаея единица чистейшая математическая "догадка" которая не имеет никакого "физического воплощения" или аналога.

    А как-же реактивный ток в электротехнике? И прочие индуктивно-емкостные процессы, котороые не описываются только есественными числами?


    --------------------
        
    31 января 2015 12:07
    #23 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Реактивный ток не совершает работы.

    Электрический ток есть
    направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц
    которое описывается законом Ома. (точка)

    То что происходит в "сложных" cхемах с переменным многофазным током, частично описывается другими уравнениями, в том числе и с использованием мнимой единицы, но процессы преодаления электронами диэлектрических сред изучены далеко не полностью, потому, что квантовая физика как чистый лист на котором написали "Привет".

    То что через мнимую единицу все так прекрасно описывается скорее "удачная догадка", которая позволяет на базе существующего мат.аппарата описать процессы о сути которых мы не имеем ни малейшего представления, потому и рисуем во всех учебниках ТОЭ электроны как шарики с отрицательным зарядом, которые бегут по проводнику если он не спираль и не бегут по диэлетрику если там нет "пробоя". Не учитывая "особенностей" кристалических решеток и спинов самих электронов и прочих свойств о которых даже не упоминается.
        
    31 января 2015 15:38
    #24 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Цитата: cmp167
    которое описывается законом Ома. (точка)

    Закон Ома есть и для переменного тока, и он гораздо сложней привычного всем i=u/r. И в этом варианте в нем фигурируют мнимые величины.

    Цитата: cmp167
    То что происходит в "сложных" cхемах с переменным многофазным током

    То, что происходит в "простых" цепях, к примеру в RLC-фильтрах различных типов, описывается теми-же самыми уравнениями.


    --------------------
        
    31 января 2015 17:42
    #25 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Народ, успокойтесь, вы все правы, но одни правы больше. Не надо так критически реагировать на информационные посылы. Итак, в чем проблема то? в "известном", "неопознанном", и "непознаваемом"?? В природе колесо встречается пипец как много раз, устану перечислять, то что человеческая наука даже рядом не валялась с тем, что природа создала даже на примитивном уровне, это два. Не надо сравнивать временные интервалы, это три, (время не имеет значения), и наконец, непознаваемое. Чтобы не разводить лютый баттхерт, просто почитайте о том что такое "нагваль" и "тональ". Кто поймет, тот потеряет интерес к дальнейшему обсуждению этой фигни. Кто не поймет, велкам в личку, красиво объясню и покажу на пальцах.
        
    1 февраля 2015 09:44
    #26 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Закон Ома есть и для переменного тока

    Есть, но я говорю о том, что чем дальше мы усложняем схему, тем сложнее расчет, и его сложность растет не пропорционально усложнению задачи, и для "нетипичных" задач приходится делать допущения, которые к самой матиматике отношения не имеют, и далее вводятся новые операторы, новые математические сентенции и пр. и из математики получается черт знает что. И некоторые такие "допущения" конфликтуют с базовой математикой, хотя и позволяют моделировать процессы и производить расчеты.
        

    Информация

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