|  | 17 октября 2013 | Научно-популярное

Ученые нашли способ "обмануть" третий закон Ньютона

Свет лазера


Начиная с конца 17-го столетия людям было известно, что всякое воздействие вызывает ответное противодействие, равное ему по значению и противоположное по направлению. Это определено третьим законом Ньютона - одним из основополагающих законов классической механики, которым подчиняется движение всех материальных объектов на свете. Но группа ученых из университета Эрлангена-Нюрнберга (University of Erlangen-Nuremberg) в Германии придумала уловку и реализовала ее в виде экспериментальной установки, в которой фотоны света, сталкиваясь дуг с другом, ускоряют сами себя, что является "вопиющим" нарушением третьего закона Ньютона. И, несмотря на такой парадокс, это явление в полной мере можно будет использовать для создания более быстрой электроники, фотонных и фотонно-электронных вычислительных устройств.

Для нарушения Третьего закона Ньютона требуется использование уникальных частиц, обладающих положительными и отрицательными массами. До последнего времени ученые не встречали частиц с отрицательной массой и не верили в возможность создания экзотического набора условий, при которых масса обычной частицы приняла бы отрицательное значение. Уловка, которую реализовали немецкие ученые-физики, весьма непроста, в нее вовлечена "игра" с массой фотонов, частиц света, обладающих нулевой массой покоя.

То, что удалось сделать немецким ученым, называется оптический диаметральный двигатель. В основе принципа действия диаметрального двигателя лежит столкновение двух объектов, одного с положительной, а второго - с отрицательной массой. При столкновении таких экзотических объектов они оба ускоряются в одном направлении. В 1990-х годах ученые НАСА уже пытались создать диаметральный двигатель, предназначенный для использования в космических аппаратах. Но они потерпели в этом деле неудачу из-за того, что им не удалось получить или создать объекты или частицы, обладающие отрицательной массой.

Оптический диаметральный двигатель


Справедливости ради стоит отметить, что и немецким ученым не удалось получить реальные частицы с отрицательной массой. Вместо этого, для того, чтобы обойти один из основополагающих законов физики и квантовой механики, они использовали понятие так называемой "эффективной" массы фотона, которая может принимать отрицательное значение. Под эффективной массой в данном случае подразумевается способность частиц реагировать с определенной силой на воздействия других внешних сил.

Экспериментальная установка, созданная немецкими учеными, состоит из двух колец оптоволоконного светопровода, имеющих одну общую область пересечения. Диаметры колец отличаются друг от друга и имеют строго определенный размер, который был рассчитан на компьютере при использовании специально разработанной математической модели. Как можно увидеть на приведенном рисунке, импульсы лазерного света подаются в определенном месте внутрь световода большого кольца. После этого луч света разделяется и фотоны света начинают циркулировать по обоим кольцам, затрачивая на прохождение одного оборота различное время. Если не вдаваться в физические и математические дебри происходящих процессов, можно сказать, что именно разница во времени прохождения одного оборота обуславливает изменение на противоположное эффективной массы фотонов одного потока относительно эффективной массы фотонов другого потока. И в результате этого, при столкновении фотонов в точке пересечения световодов оба импульса света ускоряются в одном направлении.

Само собой разумеется, идея такого ускорения импульса лазерного света имеет огромную перспективу в любых областях, где используется передача данных по оптоволоконным кабелям. Используя "разогнанные" импульсы света можно увеличить скорости передачи информации в коммуникационных каналах и оптических линях, которые связывают в единое целое узлы суперкомпьютеров и обычных компьютеров, увеличивая, тем самым, их вычислительную мощность. Только не стоит забывать, что данная технология только находится на самой ранней экспериментальной стадии, и не стоит рассчитывать, что в самом скором времени за счет ее применения ваш планшетный компьютер сможет чувствительно прибавить в производительности.




Ключевые слова:
Третий, Закон, Ньютон, Механика, Динамика, Действие, Противодействие, Сила, Направление, Масса, Фотон, Свет, Лазер, Столкновение, Ускорение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Физикам удалось впервые получить материю с "отрицательной массой"
  • Странное поведение частиц света бросает вызов существующей квантовой теории
  • Ученые предположили, что субатомные частицы могут ускорять сами себя без во ...
  • Физики запутали на квантовом уровне фотоны, существовавшие в разные моменты ...
  • Впервые людям удалось увидеть явление квантовой запутанности невооруженным ...




  • 17 октября 2013 08:28
    #1 Написал: Zynaps

    Публикаций: 0
    Комментариев: 181
    Ну и в чем прикол!? Ну достигнет в итоге скорость света своего предела прохождения среды оптического волокна, так она/скорость поди не сильно то и отличается от скорости света в волокнах без разгона. Баловство, а не эксперимент. Вообще уровень эксперимента - лабораторка в старших классах школы с углубленным изучением физики.
        
    17 октября 2013 09:14
    #2 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Помимо 3-его закона Ньютона, здесь ещё, может быть (подробностей нет)
    они пытаются и закон сохранения импульса (энергии) "кинуть", и самого Эйнштейна на кривой козе объехать.
        
    17 октября 2013 09:28
    #3 Написал: SK

    Публикаций: 0
    Комментариев: 67
    Или я ничего не понял или это perpetuum mobile.
        
    17 октября 2013 10:06
    #4 Написал: elton

    Публикаций: 0
    Комментариев: 148
    А они вообще отличают квантовую и классическую механику?Или может уже создана теория всего?Мда,долго я спал видимо...

    Цитата: SK
    Или я ничего не понял или это perpetuum mobile.

    Не,это скорее perpetuum shnobele.
        
    17 октября 2013 13:33
    #5 Написал: viralig

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Возможно и я чего то не догоняю. Помнится скорость света распространения в среде не меняется. Все сверх световые эффекта получены на движении частиц в различных средах. В результате полученный импульс должен действовать на систему, и врос в следующем как они зарегистрировали, и как определили, ведь пока еще не создано сред в которых сигнал не затухал (не считая вакуума, но тут еще будет переотражение от стенок канала), так что это, скорей всего, очередная утка.
        
    17 октября 2013 16:14
    #6 Написал: Glenfiddich

    Публикаций: 0
    Комментариев: 199
    Даа, многое изменилось бы, еслиб научились создавать частицы или вещество с отрицательной массой


    --------------------
        
    17 октября 2013 18:16
    #7 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Какая странная статья. Применили теорию для частиц с отрицательной массой к частицам, у которых ее нет вообще по определению и... я даже не понял, в чем заключается их достижение. Фотоны стали двигаться быстрее? Быстрее чего? Скорость света в вакууме они явно не превзошли, иначе бы уже на Нобелевку претендовали и заголовок статьи был бы другим. Скорость распространения в среде, из которой сделаны эти кольца? А что в этом такого особенного, это итак не константа, учитывая, что лучи как-то взаимодействуют друг с другом и меняют свои характеристики.
        
    20 октября 2013 16:33
    #8 Написал: radix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 116
    elton,
    Цитата: elton
    Не,это скорее perpetuum shnobele.


    pertupum debile
        

    Информация

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