Fizika fanlari fanlari doktori K. ZLOSCHASTYEV (Meksika milliy avtonom universiteti, Yadro tadqiqotlari instituti, tortishish va maydon nazariyasi bo'limi).

Tugatish. Boshlanish uchun "Fan va hayot" № 1-ga qarang.

Fan va hayot // Rasmlar

Rodning deformatsiyasi. Tayoq va unga ta'sir qiluvchi kuch dastlab novda aylanish o'qiga nisbatan simmetrik bo'lishiga qaramay, deformatsiya natijasi bu simmetriyani buzishi mumkin. © Kostelecky & Scientific American.

Soat taraqqiyotini taqqoslash: chap tomonda - ikkita soat o'rnatiladigan Xalqaro kosmik stansiya; o'ng tomonda turli jismoniy printsiplar bo'yicha ishlaydigan soatlar mavjud: atomdagi kvant o'tishlari (pastki) va rezonansli kameradagi mikroto'lqinlar (yuqori).

Antivodorod bilan tajriba o'tkazing.

Mayatnikni aylantirish.

MEN HALI QAYTAMAN?

Nisbiylik nazariyasi yaratilgandan so'ng, efirga ehtiyoj qolmadi va surgunga yuborildi. Ammo haydab chiqarish yakuniy va qaytarib bo'lmaydigan bo'lganmi? Yuz yil davomida Eynshteyn nazariyasi Yerda ham, atrofimizdagi kosmosda ham koʻplab tajriba va kuzatishlarda oʻzining haqiqiyligini koʻrsatdi va hozircha uni boshqa biror narsa bilan almashtirishga asos yoʻq. Ammo nisbiylik nazariyasi va efir bir-birini istisno qiladigan tushunchalarmi? Paradoksal ravishda, yo'q! Muayyan sharoitlarda efir va tanlangan ma'lumot doirasi nisbiylik nazariyasiga, hech bo'lmaganda uning asosiy qismiga zid bo'lmagan holda mavjud bo'lishi mumkin, bu eksperimental tasdiqlangan. Bu qanday bo'lishi mumkinligini tushunish uchun biz Eynshteyn nazariyasining mohiyatini o'rganishimiz kerak - Lorentz simmetriyasi.

Maksvell tenglamalari va Mishelson-Morli tajribasini o'rganar ekan, 1899 yilda Xendrik Lorents Galiley o'zgarishlarida (uch o'lchovli fazoda aylanishlardan iborat, boshqa sanoq tizimiga o'tishda vaqt mutlaqo o'zgarmaydi) Maksvell tenglamalari o'zgarishsiz qolmasligini aniqladi. . Lorents elektrodinamika tenglamalari faqat ma'lum yangi o'zgarishlarga nisbatan simmetriyaga ega degan xulosaga keldi. (Shunga o'xshash natijalar mustaqil ravishda bundan oldin ham olingan: 1887 yilda Valdemar Voit va 1897 yilda Jozef Larmor tomonidan). Boshqacha qilib aytganda, uch o'lchovli fazo va vaqt yagona to'rt o'lchovli ob'ektga birlashtirildi: fazo-vaqt. 1905 yilda buyuk frantsuz matematigi Anri Puankare bu o'zgarishlarni chaqirdi Lorentsian, va Eynshteyn ularni o'zining uchun asos qilib oldi maxsus nisbiylik nazariyasi(YUZ). U fizika qonunlari barcha kuzatuvchilar uchun bir xil bo'lishi kerakligini ta'kidladi inertial(tezlanishsiz harakatlanuvchi) mos yozuvlar tizimlari va ikkinchisi orasidagi o'tish formulalari Galiley tomonidan emas, balki Lorents o'zgarishlari bilan berilgan. Bu postulat deb nomlangan Lorentz kuzatuvchisining o'zgarmasligi(LIN) va nisbiylik nazariyasi doirasida hech qanday holatda buzilmasligi kerak.

Biroq, Eynshteyn nazariyasida Lorents simmetriyasining yana bir turi mavjud - Zarrachaning Lorents o'zgarmasligi(LICH), uning buzilishi, garchi u standart SRT doirasiga to'g'ri kelmasa ham, LIN saqlanib qolgan holda nazariyani tubdan qayta ko'rib chiqishni talab qilmaydi. LIN va LIC o'rtasidagi farqni tushunish uchun misollarni ko'rib chiqaylik. Keling, ikkita kuzatuvchini olaylik, ulardan biri perronda, ikkinchisi esa tezlashmasdan o'tayotgan poezdda o'tiribdi. LIN fizika qonunlari ular uchun bir xil bo'lishi kerakligini anglatadi. Endi poezddagi kuzatuvchi o'rnidan tursin va tezlashmasdan poezdga nisbatan harakatlana boshlasin. LICH bu kuzatuvchilar uchun fizika qonunlari hali ham bir xil bo'lishi kerakligini anglatadi. IN Ushbu holatda LIN va LICH bir xil narsa - poezdda harakatlanayotgan kuzatuvchi shunchaki uchinchi inertial sanoq sistemasini yaratadi. Ammo shuni ko'rsatish mumkinki, ba'zi hollarda LICH va LIN bir xil emas va shuning uchun LIN saqlanib qolganda, LICH buzilishi sodir bo'lishi mumkin. Ushbu hodisani tushunish kontseptsiyani kiritishni talab qiladi o'z-o'zidan buzilgan simmetriya. Biz matematik tafsilotlarga kirmaymiz, shunchaki analogiyalarga murojaat qilamiz.

Analogiya bir. Nyutonning tortishish nazariyasining sayyoralar harakati qonunlarini boshqaradigan tenglamalari uch o'lchovli aylanish simmetriyasi(ya'ni, ular uch o'lchovli fazoda aylanish transformatsiyalari ostida o'zgarmasdir). Biroq, Quyosh tizimi ushbu tenglamalarning yechimi bo'lsa ham, bu simmetriyani buzadi, chunki sayyoralarning traektoriyalari shar yuzasida emas, balki aylanish o'qi bo'lgan tekislikda joylashgan. Uch o'lchovli aylanishlar guruhi (guruh O(3), matematik jihatdan aytganda) ma'lum bir yechimda o'z-o'zidan tekislikdagi ikki o'lchovli aylanishlar guruhiga bo'linadi. O(2).

Analogiya ikkinchi. Keling, novdani vertikal ravishda joylashtiramiz va uning yuqori uchiga vertikal pastga qarab kuch qo'llaymiz. Quvvat qat'iy vertikal ravishda harakat qilishiga va novda dastlab mutlaqo to'g'ri bo'lishiga qaramay, u yon tomonga egiladi va egilish yo'nalishi tasodifiy (o'z-o'zidan) bo'ladi. Eritma (deformatsiyadan keyingi novda shakli) sterjenga perpendikulyar tekislikda ikki o'lchovli aylanishlarning dastlabki simmetriya guruhini o'z-o'zidan buzishi aytiladi.

Analogiya uchinchi. Oldingi muhokamalar aylanish simmetriyasining o'z-o'zidan buzilishi bilan bog'liq edi O(3). Yana umumiy Lorentz simmetriyasi vaqti keldi, SO(1.3). Tasavvur qilaylik, biz shunchalik qisqarganmizki, magnitning ichiga kira oldik. U erda biz bir yo'nalishda tekislangan ko'plab magnit dipollarni (domenlarni) ko'ramiz, bu deyiladi magnitlanish yo'nalishi. LINning saqlanishi magnitlanish yo'nalishiga nisbatan qanday burchakka ega bo'lishimizdan qat'iy nazar, fizika qonunlari o'zgarmasligini anglatadi. Binobarin, magnit ichidagi har qanday zaryadlangan zarrachaning harakati uning traektoriyasiga nisbatan yon tomonda yoki unga qaragan holda turishimizga bog'liq bo'lmasligi kerak. Biroq, bizning yuzimizda harakat qiladigan zarraning harakati bir xil zarrachaning yon tomonga harakatlanishidan farq qiladi, chunki zarrachaga ta'sir qiluvchi Lorents kuchi zarracha tezligi vektorlari orasidagi burchakka va magnit maydon yo'nalishiga bog'liq. Bunday holda, ular LIN saqlanib qolgan holda, LICH fon magnit maydoni (kosmosda afzal yo'nalishni yaratgan) tomonidan o'z-o'zidan buziladi, deb aytishadi.

Boshqacha qilib aytganda, Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga mos keladigan tenglamalar Lorents simmetriyasini saqlab qolsa-da, ularning ba'zi yechimlari uni buzishi mumkin! Shunda biz nima uchun SRTdan og'ishlarni hali aniqlamaganimizni osongina tushuntira olamiz: u yoki bu kuzatilgan hodisa yoki effektni jismoniy amalga oshiradigan yechimlarning aksariyati Lorents simmetriyasini saqlab qoladi va faqat bir nechtasi yo'q (yoki og'ishlar shunchalik kichikki ular hali ham bizning eksperimental imkoniyatlarimizdan tashqarida yotadi). Eter LIN bilan to'liq mos keladigan ba'zi maydon tenglamalari uchun LICHni buzuvchi yechim bo'lishi mumkin. Savol: Efir rolini o'ynaydigan maydonlar qanday, ular mavjudmi, ularni nazariy jihatdan qanday tasvirlash va eksperimental ravishda aniqlash mumkin?

LORENTS SİMMETRİYASINI BUZISHGA RUXSAT BERGAN NAZARALAR

Lorentz simmetriyasini (o'z-o'zidan va to'liq) buzish mumkin bo'lgan juda ko'p nazariy misollar allaqachon ma'lum. Biz ulardan faqat eng qiziqarlilarini taqdim etamiz.

Standart modeldagi vakuum. Standart model (SM) kuchli, elektromagnit va zaif o'zaro ta'sirlarni tavsiflovchi umumiy qabul qilingan relativistik kvant maydon nazariyasidir. Ma'lumki, kvant nazariyasida fizik vakuum mutlaq bo'shliq emas, u tug'iladigan va yo'q bo'lib ketadigan zarralar va antizarralar bilan to'ldiriladi. Ushbu o'zgaruvchan "kvant ko'pik" ni efirning bir turi deb hisoblash mumkin.

Gravitatsiyaning kvant nazariyasidagi fazo-vaqt. Kvant tortishish kuchida kvantlashning predmeti fazo-vaqtning o'zidir. Juda kichik masshtablarda (odatda Plank uzunligi bo'yicha, ya'ni taxminan 10-33 sm) u uzluksiz emas, balki ba'zi ko'p o'lchovli membranalar to'plamini ifodalashi mumkin ( N-branes, string nazariyotchilari ularni chaqirishadi M-nazariyalar - qarang "Fan va hayot" № 2, 3, 1997), yoki deb atalmish spin ko'pik, hajmi va maydoni kvantlar iborat (loop kvant tortishish nazariyasi tarafdorlari tomonidan da'vo). Ushbu holatlarning har birida Lorentz simmetriyasi buzilishi mumkin.

String nazariyasi. 1989-1991 yillarda Alan Kostelekki, Styuart Samuel va Robertus Potting Lorents va CPT-simmetriyalar supertorlar nazariyasida yuzaga kelishi mumkin. Biroq, bu ajablanarli emas, chunki superstring nazariyasi hali to'liq emas: u yuqori energiya chegarasida yaxshi ishlaydi, fazo vaqti 10 yoki 11 o'lchovli bo'lsa, lekin o'lchovlilik bo'lganda, past energiya uchun yagona chegara yo'q. fazo-vaqt to'rtga intiladi (deb atalmish landshaft muammosi). Shuning uchun, ikkinchi holatda, u hali ham deyarli hamma narsani bashorat qiladi.

M-nazariya. 1990-yillardagi ikkinchi "supertorli inqilob" paytida, barcha beshta 10 o'lchovli superstring nazariyalari ikkilik o'zgarishlari bilan bog'liqligi va shuning uchun bitta nazariyaning maxsus holatlari bo'lib chiqishi tushunildi. M- o'lchovlar sonida yana bitta - 11 o'lchovli "yashaydigan" nazariya. Nazariyaning o'ziga xos shakli hali noma'lum, ammo uning ba'zi xususiyatlari va echimlari (ko'p o'lchovli membranalarni tavsiflovchi) ma'lum. Xususan, bu ma'lum M-nazariya Lorentz-invariant bo'lishi shart emas (va nafaqat LICH ma'nosida, balki LIN ma'nosida ham). Bundan tashqari, u standart kvant maydon nazariyasi va nisbiylik nazariyasidan tubdan farq qiladigan tubdan yangi narsa bo'lishi mumkin.

Nonkommutativ maydon nazariyalari. Ushbu ekzotik nazariyalarda fazo-vaqt koordinatalari kommutativ bo'lmagan operatorlar, ya'ni, masalan, koordinatani ko'paytirish natijasidir. x muvofiqlashtirish y koordinatalarni ko'paytirish natijasi bilan mos kelmaydi y muvofiqlashtirish x, va Lorentz simmetriyasi ham buziladi. Bunga, masalan, assotsiativ bo'lmagan maydon nazariyalari ham kiradi. x x y)x z x x x ( y x z) - arximed bo'lmagan maydon nazariyalari (bu erda raqamlar maydoni klassikdan farq qiladi deb taxmin qilinadi) va ularning turli xil kompilyatsiyalari.

Skalyar maydon bilan tortishish nazariyalari. String nazariyasi va koinotning eng dinamik modellari asosiy o'zaro ta'sirning maxsus turi mavjudligini bashorat qiladi - global skalyar maydon, "qorong'u energiya" yoki "kvintessensiya" roliga eng ko'p nomzodlardan biri. Juda past energiyaga va koinot o'lchamiga qiyoslanadigan to'lqin uzunligiga ega bo'lgan bu maydon LICHni buzadigan fon yaratishi mumkin. Bekenshteyn tomonidan modifikatsiyalangan Milgrom mexanikasining relativistik analogi sifatida ishlab chiqilgan TeVeS, tortishishning tenzor-vektor-skalar nazariyasini ham shu guruhga kiritish mumkin. Biroq, TeVeS, ko'pchilikning fikriga ko'ra, Milgrom nazariyasining afzalliklarini emas, balki, afsuski, uning ko'plab jiddiy kamchiliklarini ham qo'lga kiritdi.

"Eynshteyn Eter" Jeykobson-Mettinli. Bu Merilend universitetidan Ted Jeykobson va Devid Mettingli tomonidan taklif qilingan yangi vektor eter nazariyasi bo'lib, uni ishlab chiqishda muallif ishtirok etadi. Taxmin qilish mumkinki, global vektor maydon mavjud bo'lib, u (elektromagnit maydondan farqli o'laroq) barcha zaryad va massalardan uzoqda ham yo'qolmaydi. Ulardan uzoqda, bu maydon birlik uzunlikdagi doimiy to'rt vektor bilan tavsiflanadi. Unga hamroh bo'lgan mos yozuvlar ramkasi izolyatsiya qilingan va shuning uchun LICHni buzadi (lekin LIN emas, chunki vektor maydoni relyativistik hisoblanadi va barcha tenglamalar Lorentz simmetriyasiga ega).

Kengaytirilgan standart model (SME yoki PSM). Taxminan o'n yil oldin, Don Kolladay va yuqorida aytib o'tilgan Kostelecki va Potting standart modelni LIN emas, balki PIMni buzadigan komponentlar bilan kengaytirishni taklif qilishdi. Shunday qilib, bu Lorentz simmetriyasining buzilishi allaqachon o'ziga xos bo'lgan nazariyadir. Tabiiyki, RSM odatdagi standart modelga (SM), hech bo'lmaganda uning eksperimental tarzda tasdiqlangan qismiga zid kelmasligi uchun o'rnatiladi. Yaratuvchilarning fikriga ko'ra, RSM va SM o'rtasidagi farqlar yuqori energiyalarda, masalan, erta koinotda yoki prognoz qilingan tezlatgichlarda paydo bo'lishi kerak. Aytgancha, men RSM haqida hammuallifim va bo'limdagi hamkasbim Daniel Sudarskiydan bilib oldim, u o'zi ham nazariyani rivojlantirishga katta hissa qo'shgan va 2002 yilda hammualliflari bilan birgalikda kvant tortishish kuchi va singan LICH qanday bo'lishi mumkinligini ko'rsatgan. kosmik mikroto'lqinli nurlanishdagi zarralar dinamikasiga ta'sir qiladi.

ENDI ULARNI TEKSHIRAMIZ, ENDI ULARNI SOQISHLAYMIZ...

Lorentz simmetriyasi va tanlangan mos yozuvlar ramkasining buzilishini izlash uchun juda ko'p tajribalar mavjud va ularning barchasi bir-biridan farq qiladi va ularning ko'pchiligi bevosita emas, balki bilvosita. Misol uchun, printsipning buzilishini qidiradigan tajribalar mavjud CPT simmetriyalari, unda aytilishicha, barcha fizika qonunlari bir vaqtning o'zida uchta transformatsiyani qo'llash bilan o'zgarmasligi kerak: zarrachalarni antizarralar bilan almashtirish ( C-transformatsiya), kosmosning oyna aks etishi ( P-transformatsiya) va vaqtning teskarisi ( T- transformatsiya). Gap shundaki, Bell-Pauli-Lyuders teoremasidan buzilish sodir bo'ladi CPT-simmetriya Lorents simmetriyasining buzilishiga olib keladi. Bu ma'lumot juda foydali, chunki ba'zi jismoniy vaziyatlarda birinchisini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash ikkinchisiga qaraganda ancha oson.

Mishelson-Morli tajribalari. Yuqorida aytib o'tilganidek, ular yorug'lik tezligining anizotropiyasini aniqlashga harakat qilish uchun ishlatiladi. Hozirgi vaqtda eng aniq eksperimentlar rezonans kameralaridan foydalaniladi ( rezonansli bo'shliq): Kamera stol ustida aylantiriladi va uning ichidagi mikroto'lqinlarning chastotalaridagi o'zgarishlar tekshiriladi. Stenford universitetidagi Jon Lipa guruhi o'ta o'tkazuvchan kameralardan foydalanadi. Berlin Gumboldt universiteti va Dyusseldorf universitetidan Achim Peters va Stefan Shiller jamoasi safir rezonatorlarida lazer nuridan foydalanadi. Tajribalarning doimiy ravishda ortib borayotgan aniqligiga qaramay (nisbiy aniqliklar allaqachon 10-15 ga etadi), SRT prognozlaridan hech qanday og'ishlar hali aniqlanmagan.

Yadro spin presessiyasi. 1960 yilda Vernon Xyuz va mustaqil ravishda Ron Drever lityum-7 yadrosining magnit maydoni bizning Galaktikaga nisbatan Yer bilan aylanayotganda aylanish tezligini o'lchadi. SRT prognozlaridan hech qanday og'ish topilmadi.

Neytrino tebranishlari? O'z vaqtida neytrinolarning ayrim turlarini boshqalarga aylantirish hodisasining kashf etilishi (tebranishlar - "Fan va hayot" № № ga qarang) shov-shuvga sabab bo'ldi, chunki bu neytrinolarning, hatto juda kichik bo'lsa ham, tinch massaga ega ekanligini anglatardi. elektron voltning tartibi. Lorents simmetriyasining buzilishi printsipial jihatdan tebranishlarga ta'sir qilishi kerak, shuning uchun kelajakdagi eksperimental ma'lumotlar ushbu simmetriya neytrino tizimida saqlanib qoladimi yoki yo'qmi degan savolga javob berishi mumkin.

K-mezon tebranishlari. Zaif o'zaro ta'sir K-mezonni (kaon) "hayoti" davomida antikaonga aylanishiga va keyin orqaga - tebranishga majbur qiladi. Bu tebranishlar shunchalik aniq muvozanatlanganki, eng kichik buzilish ham sodir bo'ladi CPT-simmetriya sezilarli ta'sirga olib keladi. Eng aniq tajribalardan biri Tevatron tezlatgichida KTeV hamkorligida o'tkazildi ( Milliy laboratoriya ular. Fermi). Natija: kaon tebranishlarida CPT-simmetriya 10 -21 aniqlikda saqlanadi.

Antimateriya bilan tajribalar. Ko'p yuqori aniqlik CPT-Hozirgi vaqtda antimateriya bilan tajribalar o'tkazildi. Ular orasida: Vashington universitetidagi Xans Dehmelt guruhi tomonidan Penning tuzoqlarida elektron va pozitronning anomal magnit momentlarini taqqoslash, CERNda proton-antiproton tajribalari Garvarddan Gerald Gabrielse guruhi tomonidan amalga oshirilgan. Hech qanday qoidabuzarliklar CPT-simmetriya hali kashf etilmagan.

Soatlarni taqqoslash. Ikkita yuqori aniqlikdagi soatlar olinadi, ular turli xil jismoniy effektlardan foydalanadilar va shuning uchun Lorentz simmetriyasining mumkin bo'lgan buzilishiga boshqacha javob berishlari kerak. Natijada, yo'l farqi paydo bo'lishi kerak, bu simmetriya buzilganligi haqida signal bo'ladi. Garvard-Smitson astrofizika markazi va boshqa muassasalardagi Ronald Uolsvort laboratoriyasida o'tkazilgan Yerdagi tajribalar ta'sirchan aniqlikka erishdi: Lorents simmetriyasi har xil turdagi soatlar uchun 10-27 oralig'ida saqlanishi ko'rsatildi. Ammo bu chegara emas: agar asboblar kosmosga uchilsa, aniqlik sezilarli darajada yaxshilanishi kerak. Yaqin kelajakda Xalqaro kosmik stansiya bortida bir nechta orbital tajribalar - ACES, PARCS, RACE va SUMOni ishga tushirish rejalashtirilgan.

Uzoq galaktikalardan keladigan yorug'lik. Infraqizil, optik va ultrabinafsha diapazonlarida uzoq galaktikalardan keladigan yorug'likning qutblanishini o'lchash orqali mumkin bo'lgan buzilishni aniqlashda yuqori aniqlikka erishish mumkin. CPT-ilk koinotdagi simmetriya. Indiana universitetidan Kostelecki va Metyu Mewes bunday yorug'lik uchun bu simmetriya 10 -32 gacha saqlanib qolganligini ko'rsatdi. 1990 yilda Massachusets Texnologiya Institutidagi Roman Jekyu guruhi yanada aniq chegarani isbotladi - 10 -42.

Kosmik nurlar? Bizga kosmosdan kelayotgan ultra yuqori energiyali kosmik nurlar bilan bog'liq ma'lum bir sir bor. Nazariyaga ko'ra, bunday nurlarning energiyasi ma'lum bir chegara qiymatidan yuqori bo'lishi mumkin emas - Greisen-Zatsepin-Kuzmin chegarasi (GZK chegarasi), bu 5 g 10 19 elektronvoltdan yuqori energiyaga ega bo'lgan zarralar kosmik mikroto'lqinli pech bilan faol o'zaro ta'sir qilishi kerakligini hisoblab chiqdi. ularning yo'lida nurlanish va pi-mezonlarning tug'ilishida energiyani yo'qotish. Kuzatuv ma'lumotlari kattalik buyurtmalari bo'yicha bu chegaradan oshib ketadi! Lorentz simmetriyasini buzish gipotezasiga murojaat qilmasdan bu ta'sirni tushuntiruvchi ko'plab nazariyalar mavjud, ammo hozirgacha ularning hech biri dominant bo'lmagan. Biroq, 1998 yilda Sidney Koulman tomonidan taklif qilingan nazariya va Nobel mukofoti laureati Garvardlik Sheldon Glashou chegaradan oshib ketish hodisasini Lorentz simmetriyasining buzilishi bilan izohlashni taklif qiladi.

Vodorod va antivodorodni solishtirish. Agar CPT-simmetriya buziladi, u holda materiya va antimateriya boshqacha yo'l tutishi kerak. Jeneva yaqinidagi CERNda ikkita tajriba - ATHENA va ATRAP - vodorod atomlari (proton plyus elektron) va antivodorod (antiproton va pozitron) o'rtasidagi emissiya spektrlaridagi farqlarni qidiradi. Hech qanday farq hali topilmadi.

Mayatnikni aylantirish. Vashington universitetidan Erik Adelberger va Bleyn Xekkel tomonidan o'tkazilgan ushbu tajriba elektron spinlari bir xil yo'nalishda tekislangan materialdan foydalanadi va shu bilan umumiy makroskopik aylanish momentini yaratadi. Bunday materialdan yasalgan burulma mayatnik tashqi magnit maydondan izolyatsiya qilingan qobiq ichiga joylashtirilgan (Aytgancha, izolyatsiyalash, ehtimol, eng qiyin ish edi). Lorentz simmetriyasining spinga bog'liq buzilishi o'zini tebranishlardagi kichik buzilishlar shaklida namoyon qilishi kerak, bu mayatnikning yo'nalishiga bog'liq bo'ladi. Bunday buzilishlarning yo'qligi ushbu tizimda Lorentz simmetriyasi 10 -29 aniqlik bilan saqlanishini aniqlashga imkon berdi.

EPILOG

Bir fikr bor: Eynshteyn nazariyasi zamonaviy ilm-fan bilan shunchalik mustahkam integratsiyalashganki, fiziklar uni ag'darish haqida o'ylashni unutishgan. Haqiqiy vaziyat buning aksi: butun dunyo bo'ylab ko'plab mutaxassislar eksperimental va nazariy dalillarni qidirish bilan band, bu esa... yo'q, buni rad eta olmaydi, bu juda sodda bo'lardi, lekin qo'llash chegaralarini topadi. nisbiylik nazariyasi. Garchi bu urinishlar muvaffaqiyatsiz bo'lsa-da, nazariya haqiqatga juda mos keldi. Lekin, albatta, bir kun kelib bu sodir bo'ladi (masalan, kvant tortishishning mutlaqo izchil nazariyasi hali yaratilmaganini eslang) va Eynshteyn nazariyasi boshqa, umumiyroq nazariyaga almashtiriladi (kim biladi, ehtimol shunday bo'ladi). unda efir uchun joy bormi?).

Ammo fizikaning kuchi uning uzluksizligidadir. Mexanika va Nyutonning tortishish nazariyasi maxsus va umumiy nisbiylik nazariyalari bilan almashtirilganda bo'lgani kabi, har bir yangi nazariya avvalgisini o'z ichiga olishi kerak. Va Nyuton nazariyasi o'z qo'llanilishini topishda davom etayotgani kabi, Eynshteyn nazariyasi ham ko'p asrlar davomida insoniyat uchun foydali bo'lib qoladi. Biz faqat Nyuton nazariyasini, Eynshteyn nazariyasini va X nazariyasini o'rganishga majbur bo'ladigan kelajakning bechora talabalariga achinishimiz mumkin... Biroq, bu eng yaxshisi - inson faqat zefir bilan yashamaydi.

Adabiyot

Will K. Gravitatsion fizikada nazariya va tajriba. - M.: Energoatomizdat, 1985, 294 b.

Eling S., Jeykobson T., Mettingli D. Eynshteyn-Eter nazariyasi. - gr-qc/0410001.

Ayiq D. va boshqalar. 2000 yil Lorentz va CPTning ikki turdagi nobel gazli maser yordamida neytronning buzilishi chegarasi.// Fiz. Rev. Lett. 85 5038.

Bluhm R. va boshqalar. 2002 yil Kosmosda CPT va Lorentz simmetriyasini soat bilan taqqoslash sinovlari// Fiz. Rev. Lett. 88 090801.

Kerroll S., Field G. va Jackiw R. 1990 Elektrodinamikaning Lorentz va paritetni buzuvchi modifikatsiyasiga cheklovlar // fizika. Rev. D 41 1231.

Greenberg O. 2002 CPT buzilishi Lorentz invariantligini buzishni nazarda tutadi// Fiz. Rev. Lett. 89 231602.

Kostelekki A. va Mewes M. 2002 Elektrodinamikada Lorentzning buzilishi uchun signallar// Fiz. Rev. D 66 056005.

Lipa J. va boshqalar. 2003 yil Elektrodinamikada Lorents buzilishi signallarining yangi chegarasi// Fiz. Rev. Lett. 90 060403.

Muller H. va boshqalar. 2003 yil Kriogen optik rezonatorlardan foydalangan holda zamonaviy Mishelson-Morli tajribasi// Fiz. Rev. Lett. 91 020401.

Sudarskiy D., Urrutia L. va Vuchetich X. 2002 Mavjud ma'lumotlardan foydalangan holda kvant tortishish signallari bo'yicha kuzatuv chegaralari// Fiz. Rev. Lett. 89 231301.

Wolf P. va boshqalar. 2003 yil Mikroto'lqinli rezonator yordamida Lorentz o'zgarmasligi sinovlari// Fiz. Rev. Lett. 90 060402.

Qiziqqanlar uchun tafsilotlar

LORENTS VA GALILEO TRANSFORMASIYALARI

Agar inertial mos yozuvlar tizimi (IRS) K" ISO ga nisbatan harakat qiladi K doimiy tezlikda V eksa bo'ylab x, va kelib chiqishi ikkala tizimda vaqtning boshlang'ich momentiga to'g'ri keladi, keyin Lorentz o'zgarishlari shaklga ega bo'ladi.

Qayerda c- vakuumdagi yorug'lik tezligi.

Teskari o'zgarishlarni ifodalovchi formulalar, ya'ni x,y,z,t orqali x,y,z,t almashtirish sifatida olinishi mumkin V yoqilgan V" = - V. Shuni ta'kidlash mumkinki, Lorents o'zgarishlari Galiley o'zgarishlariga aylanadi:

x" = x + ut, y" = y, z" = z, t" = t.

Xuddi shu narsa qachon sodir bo'ladi V/c> 0. Bu maxsus nisbiylik nazariyasi Nyuton mexanikasi bilan yorug'lik tezligi cheksiz dunyoda yoki yorug'lik tezligiga nisbatan kichik tezliklarda mos kelishini ko'rsatadi.

Ma'lumki, efir tushunchasi qadim zamonlardan beri mavjud bo'lib, qadimgi faylasuflar efirni "bo'shliqni to'ldiruvchi" deb atashgani bejiz emas. Biroq, olimlar asta-sekin efir nazariyasi haqida o'ylay boshladilar. Shunday qilib, 1618 yilda frantsuz fizikasi Rene Dekart nurli efir mavjudligi haqidagi farazni ilgari surdi. Ushbu gipoteza paydo bo'lgandan so'ng, uni amaliy asoslash uchun ko'plab olimlar ushbu sirli "efir" ni qidirishni boshladilar.

Ushbu olimlardan biri bizning mashhur vatandoshimiz Dmitriy Mendeleev bo'lib, u o'zining ajoyib elementlar jadvaliga efirni (uni "nyutonium" deb ataydi) kiritdi. Biroq, bu jadval bizga allaqachon "kesilgan" soxtalashtirilgan shaklda etib kelgan, chunki dunyo "elitasi" oddiy odamlarning yoqilg'i, energiyadan mahrum bo'lishi mumkin bo'lgan bepul efir energiyasi va yoqilg'isiz texnologiyalardan foydalanishiga umuman qiziqmagan. va er yuzidagi eng boy klanlarga tegishli metallurgiya konsernlari, ularning an'anaviy uglevodorod yoqilg'isi va simli energiyani sotish orqali olingan ajoyib daromadlari.

Shuningdek, 1904 yilda D.Mendeleyev dunyo efiri kontseptsiyasini e'lon qilgani, o'sha paytda bu haqda qizg'in muhokama qilingani kam ma'lum. ilmiy dunyo. Uning ichida ilmiy ish, efir mavzusiga bag'ishlangan rus olimi sayyoralararo bo'shliqni to'ldiradigan "efir" yorug'lik, issiqlik va hatto tortishish kuchini o'tkazuvchi vosita ekanligini taklif qildi. D.Mendeleyevning fikricha, butun fazo ana shu ko‘rinmas efir – og‘irligi juda past va o‘rganilmagan xossalariga ega gaz bilan to‘ldirilgan.

Bu haqda fizika-matematika fanlari nomzodi S.Sall shunday deydi: "Mishelson, Morli va Millerning tajribalaridan farqli o'laroq, jismoniy hamjamiyat efir shamoli va efirni inkor etish yo'lidan boradi. Soxtalik, Millerning yuqori aniqlikdagi tajribalari o'rniga, aniqligi amaliyot bilan tasdiqlanganda sodir bo'ladi. optik tolali va mikroto'lqinli raqamli aloqa tizimlari bilan ishlagan holda, tajribalar natijalari efir shamoli bo'lmagan metall qobiqda joylashgan interferometrlar bilan ishonchli tarzda qabul qilindi.

Lekin asosiy narsa boshqacha. Insoniyatning ekologik toza, yoqilg'isiz energiyani rivojlantirish yo'li yopildi, ammo Illuminati yoqilg'i resurslariga monopoliyasi saqlanib qoldi. Bugungi kunga qadar yoqilg'isiz energiya sohasida katta yutuqlarga erishildi (ushbu texnologiyalar bilan tanishish uchun siz Internetda "Yangi energiya" jurnallarini yuklab olishingiz mumkin).

Biroq, yoqilg'isiz texnologiyalarni keng tarqalgan amaliyotga joriy etishga urinishlar odatda ushbu loyihalar mualliflari uchun yomon yakunlanadi. Fan, texnologiya va eng muhimi, matbuot Illuminati nazorati ostida. Bundan tashqari, o'sib borayotgan ekologik muammolar Illuminati tomonidan aholini tubdan qisqartirish bo'yicha misantropik g'oyalarni ilgari surish uchun foydalaniladi.

Ko'ryapsizmi, dunyo "elitasi" egalarining Yer aholisini 500 million kishiga kamaytirish rejalari sayyoramiz resurslarining tugashi haqidagi tezislarga asoslanadi. Ammo aynan mana shu kuchlar butun dunyo bo'ylab tarqalib ketgan "elita" boshpana bo'lgan er osti shaharlarida oddiy odamlardan o'nlab yillar davomida yashirin ravishda faol foydalanilgan yoqilg'isiz energiya texnologiyalarini insoniyatdan yashirmoqdalar. .

Biroq, dunyoning "elitasi" xizmatkorlari tomonidan pora olinmagan tobora ko'proq mustaqil tadqiqotchilar va olimlar efir va efir texnologiyalari nazariyasiga qaytishni boshladilar. Masalan, shifokor texnika fanlari V.Atsyukovskiy 2011-yil 25-fevralda Yerning oʻlchamidan 50 marta katta boʻlgan quyosh plazmasining ulkan otilishini kuzatar ekan, mutlaqo oʻrinli savol berdi: bizning yulduzimiz bunday ulkan emissiyalar uchun energiyani qayerdan oladi?

V.Atsyukovskiy o‘z taxminlariga asoslanib, Quyosh o‘z energiyasini efirdan olishi haqidagi noyob farazni ilgari surdi. U bu gazning mavjudligiga, shuningdek, uning ta'siri ostida Quyoshimiz o'z yuzasidan tasavvur qilib bo'lmaydigan kattalikdagi kometalarni kosmosning barcha yo'nalishlariga uloqtirganiga to'liq ishonadi. Ushbu farazga ko'ra, bizning yulduzimiz shunchalik ko'p energiyaga egaki, u har soniyada bir necha o'nlab kometalarni chiqarib yuborishi mumkin. Va o'zi quyosh toji- bular efir chiqindilaridan boshqa narsa emas.

Mana u bu haqda nima deydi: "Eter juda yuqori bosimli va juda kam uchraydigan oddiy gaz bo'lib chiqdi. Uning massa zichligi havo zichligidan 11 marta kichikroq. Shunday bo'lsa-da, molekulalarining juda yuqori tezligi tufayli u ulkan energiyaga, ulkan bosimga ega. ”.

Efirli texnologiyalarni ishlab chiqish va ommaviy joriy etish insoniyatga barcha tirik mavjudotlar uchun sayyoraviy falokatga aylanib borayotgan ko'plab muammolarini hal qilish imkonini beradi. Bu an'anaviy uglevodorodlarni vahshiylarcha qazib olish va atrof-muhitning tobora halokatli bo'lib borayotgan atrof-muhitni ifloslanishiga tegishli. Shuningdek, ushbu texnologiyalarni joriy etish jahon "elitasi" ustalarining insoniyatni o'z qo'llari bilan butunlay yo'q qilish rejalariga to'sqinlik qiladi.

Va bu o'zini insonga qarshi kuchlarga sotib, ushbu texnologiyalarning ommaviy joriy etilishiga qarshi turishga harakat qilayotganlarning barchasi eslashi kerak. Birinchi bosqichda Yer aholisini 500 million kishiga kamaytirish missiyangizni bajarganingizdan so'ng, insoniy bo'lmagan xo'jayinlaringiz sizni tirik qoldiradi deb o'ylamang.

Insoniyat yoqilg'isiz texnologiyalarni joriy etish va o'zlashtirishga N. Tesla tomonidan qilingan ixtirolar va kashfiyotlar davrida ham tayyor edi. Ammo insoniyatga dushman bir kuch aralashib, bu jarayonni to'xtatdi. Va yaqin kunlargacha bu kuchlarning xizmatkorlari insoniyat uchun zararli faoliyatini davom ettirmoqda. Fizika-matematika fanlari nomzodi S.Sall bir necha yil avval N. Teslaning efir texnologiyalarini joriy etish haqidagi g‘oyalari izdoshlari haqida shunday degan edi:

"Aftidan, Tesladan keyin buni qanday qilishni oʻrgangan birinchi rus olimlari Sankt-Peterburgdagi Filippov va Odessadagi Pilchikov boʻlgan. Koʻp oʻtmay ikkalasi ham oʻldirilgan, ularning qogʻozlari va inshootlari gʻoyib boʻlgan. Keyinchalik bu yoʻnalishdagi barcha ishlar tasniflangan yoki taqiqlangan. Bu FBI va Markaziy razvedka boshqarmasi, MI6 va boshqa razvedka xizmatlari tomonidan nazorat qilindi.SSSRda yoqilg'isiz texnologiyalarni tarqatmaslik ustidan nazorat SSSR Fanlar akademiyasi tomonidan amalga oshirildi.

Endi Rossiya Fanlar akademiyasida maxsus tuzilma - psevdofanga qarshi kurash komissiyasi mavjud bo'lib, u hatto mudofaa sanoati va kosmosda ham yoqilg'isiz texnologiyalarni taqiqlashga harakat qilmoqda. Biroq, bunday texnologiyalar allaqachon sanoat va transportda keng reklamasiz qo'llanilmoqda. Yaqinda gruziyalik ixtirochi tomonidan oddiy va samarali yoqilg'isiz elektr energiyasi generatori ommaga namoyish etildi. Biroq prezident Saakashvili G‘arbning qo‘g‘irchog‘i sifatida bunday generatorlarni joriy etishni tabiiy ravishda to‘xtatdi”.

Va shunga qaramay, halol olimlar va tadqiqotchilar tufayli insoniyat uchun efir nazariyasi tamoyillarini ochish va yoqilg'isiz texnologiyalarni bosqichma-bosqich joriy etish jarayoni, insoniy bo'lmagan aqlning barcha turdagi xizmatchilarining sa'y-harakatlariga qaramay, tobora qaytarib bo'lmaydigan bo'lib bormoqda. insoniyat manfaatlariga xiyonat qilgan va bu jarayonni sekinlashtirishga urinayotganlar.

Jahon translyatsiyasi- dunyo muhiti, hamma maydon jismoniy jarayonlar, barcha yer va kosmosni to'ldiradi, ular haqidagi g'oyalar qadim zamonlardan beri tabiatshunoslikning butun tarixiga hamroh bo'lib kelgan.

Umumlashtirilgan shaklda koinotning efiri qattiq uzluksiz, nihoyatda harakatchan, shaffof, rangsiz, hidsiz va ta'msiz, yopishqoq, elastik, siqilmaydigan, tuzilishi va massasi bo'lmagan, qarshilik va bosim ko'rsatishga qodir, girdob va toroidal tuzilmalarni hosil qilish qobiliyatiga ega. (modda), tebranishlar va to'lqinlarni uzatadi va doimiy buzilish (kuchlanish) va harakat (chiziqli, spiral va (yoki) ularning turli xil birikmalari) holatidadir.

Asosiy tushunchalar

Efir nazariyalari va modellarining rivojlanishi bilan bir vaqtning o'zida uzoq muddatli ta'sir va tabiatda efirning yo'qligi haqidagi nuqtai nazar rivojlandi. 1910 yilda Eynshteyn "Nisbiylik printsipi va uning oqibatlari" asarida shunday yozgan edi. "Barcha makonni to'ldiradigan ma'lum bir vosita mavjudligidan voz kechmasdan qoniqarli nazariyani yaratish mumkin emas". U efir materiyaning harakatiga ta'sir qilmaydi, shuning uchun undan voz kechish mumkin degan gipotezani qabul qildi. Keyinchalik, "Eter va nisbiylik nazariyasi" (1920) va "Eter haqida" (1924) da Eynshteyn efirning mavjudligi haqidagi fikrini o'zgartirdi. Biroq, uning oldingi asarlari fizikada to'planib qolgan qarama-qarshiliklarni shu qadar yaxshi hal qildiki, bu holat ko'pchilik nazariy fiziklarning efirga bo'lgan munosabatiga ta'sir qilmadi. 60.

O'z navbatida, Maksvell postulatlardan foydalanmadi va Helmgoltsning ideal suyuqlik harakati haqidagi g'oyalari asosida o'z tenglamalarini qat'iy ravishda chiqardi, u efir deb hisobladi. Maksvell buni bir necha bor eslatib o'tgan va u bu tenglamalar qanday olinganligi haqida juda aniq tasavvurga ega edi. Tabiiyki, hech kim bir kechada to'liq va ideal modelni yarata olmaydi. Lekin, shunga qaramay, u matematik model Shu qadar yaxshi bo'lib chiqdiki, barcha elektrotexnika uning tenglamalariga asoslanadi. 1855 yilda u o'zining "Faraday kuch chiziqlarida" nomli birinchi maqolasida differensial shakldagi elektrodinamika tenglamalarining birinchi tizimini yozdi. To'rt qismdan iborat "Kuchning jismoniy chiziqlari haqida" (1861-1862) asarida u tizimni kengaytirdi. Ya'ni, 1862 yilga kelib elektrodinamika tenglamalarining to'liq tizimini shakllantirish amalda yakunlandi. Ko'rinib turibdiki, bu vaqtga kelib atomlarning ichki tuzilishi haqida hali ma'lum emas edi. Lenard katod nurlarini o'rganish bilan shug'ullangan va faqat 1892 yilga kelib uning nomi bilan atalgan tushirish trubkasini ixtiro qilgan. Bu katod nurlarini gaz razryadidan mustaqil ravishda o'rganish imkonini berdi. Lenardning tajribalari 1897 yilda elektronning kashf etilishiga olib keldi, ammo kashfiyot uchun ustuvorlik J. Tomsonga berildi. Ruterford atom tuzilishining sayyoraviy modelini faqat 1911 yilda taklif qilgan. Bugungi kunda nanotexnologiya sohasida biz Maksvell tenglamalari yordamida yecha olmaydigan muammolarga duch kelamiz. Shu sababli, Maksvell elektr va magnit maydonlar uchun qilganidek, alohida zarrachalarning harakatini tasvirlay olish uchun oddiy, vizual modellarni yaratish zarurati tug'iladi. Bu Maksvell boshlagan manbalarga - efirga qaytish kerakligini anglatadi.

Efir shamoli haqida

Efirli shamol zamonaviy dunyodagi tabiiy tarixning eng murakkab tarixiga ega. Efir shamolini o'rganish har qanday jismoniy hodisalar bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar doirasidan tashqariga chiqadigan katta ahamiyatga ega. Ushbu yo'nalishdagi dastlabki qadamlar XX asrning butun tabiatshunosligiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatdi. O'z vaqtida A. Mishelson va E. Morli 20-asr fiziklariga dunyo fazosini to'ldiruvchi global muhit bo'lgan efir umuman mavjud emasligiga ishonishlariga asos bo'lgan birinchi tajribalarni o'tkazdilar. Bu e'tiqod fiziklar ongiga shu qadar mustahkam o'rnashib olgan ediki, hech qanday ijobiy natijalar ularni buning aksi fikrdan qaytara olmadi. Hatto A. Eynshteyn ham 1920-1924 yillardagi maqolalarida fizika efirsiz mavjud boʻlmaydi, deb ishonch bilan taʼkidlagan, ammo bu hech narsani oʻzgartirmagan.

Ammo efir nazariyasi tarafdorlari, efir butun dunyo makonini to'ldiradigan qurilish materiali ekanligiga ishonishadi va ularsiz dunyo mavjud bo'lmaydi. odamga ma'lum moddalar, shuningdek, barcha jismoniy o'zaro ta'sirlar va turli sohalar (elektr va magnit) efir bilan bog'liq. Efir g'oyasi qadimgi davrlarda ham paydo bo'lgan. Ma'lumki, insoniyat sayyorada 1 million yildan ortiq vaqtdan beri mavjud va tarix qadimgi dunyo, bizgacha yetib kelgan atigi 10 000 yillik davrni qamrab oladi. Qolgan 990 000 yil davomida inson nima qilganini bilmaymiz. O'sha paytda qanday sivilizatsiyalar mavjud edi? O'sha paytda odamlar qanday fan bilan shug'ullanishgan? Zamonaviy olimlar qadimgi odamlarning ezoterik bilimlari sirini ochib bera olmaydilar.

Bir qator olimlar efir shamollarini tadqiq qilish sohasida keng ko'lamli ishlarni amalga oshirdilar. Ulardan ba'zilari efir nazariyasining rivojlanishi va shakllanishiga katta hissa qo'shgan. Butun hayotini efirni o'rganishga bag'ishlagan Keys amaliy fanlar maktabining mashhur amerikalik professori Dayton Klarens Millerning tadqiqotlarini eslatib o'tmaslik mumkin emas. Ammo o‘zi va ilmiy guruhi erishgan natijalarni zamondoshlari, keyingi davr olimlari ham qabul qilmaganida uning aybi yo‘q. 1933 yilda Millerning ishi yakunlangan paytda relyativistlar maktabi (A. Eynshteynning maxsus nisbiylik nazariyasi izdoshlari) allaqachon oyoqqa turib olgan edi va u hech narsa uning poydevorini silkitmasligiga ishonch hosil qildi. Efir nazariyasini bu "tan olmaslik" qabul qilib bo'lmaydigan xatolar mavjud bo'lgan va kerakli ta'sirga olib kelmagan tajribalar bilan mustahkamlandi. Ularni efir nazariyasiga ataylab qarshi chiqishda ayblash kerak emas, chunki ular efirning tabiatini, uning xususiyatlari va xususiyatlarini tasavvur qila olmadilar, shuningdek, uning boshqa moddalar bilan o'zaro ta'sirini tushunmadilar, bu esa tajribalarda noto'g'ri natijalarga olib keldi. Bunday xatolar interferometrning ekranlanishini o'z ichiga oladi, bu efir shamolida tadqiqot o'tkazish uchun mo'ljallangan qurilma. Qurilma metall bilan qoplangan. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, metall elektromagnit to'lqinlarning jiddiy reflektori, shuningdek, efir oqimlari bo'lib, bu yopiq metall qutidagi efir oqimlari tezligining o'zgarishiga olib keladi. Tashqarida esayotgan shamolni o'lchash, mahkam yopiq xonaga o'rnatilgan anemometrga qarash haqida gapiradigan bo'lsak, bu oqlanadi. Bu noto'g'ri xulosalarga olib keladigan bema'ni tajriba. Biz hech kimni qoralamaymiz, balki sizga R.Kennedi, K.Illingvort, A.Pikard va boshqalarning maqolalarini tanqid qilish huquqini beramiz. Elektromagnit tebranishlar jarayonida o'zaro statsionar manba va qabul qiluvchida efir shamoli mavjudligida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan Doppler effektini olishga qaratilgan noto'g'ri urinishlar ham mavjud. Bu fantaziya emas, lekin haqiqiy faktlar. 1958-1962 yillarda J. Cedarholm va C. Townes tomonidan tajribalar o'tkazildi, ular muvaffaqiyatsiz yakunlandi, chunki efir shamoli tebranishda faza siljishini keltirib chiqaradi, lekin uning chastotasi o'zgarmaydi. Bunday holda, natijalar o'lchov vositalarining sezgirligiga nisbatan o'zgarishi mumkin emas.

Ayrim tadqiqotchilar – D.Miller, E.Morli va A.Mishelsonlarning 1905—1933-yillarda boʻlib oʻtgan toʻgʻri tajribalari tufayli efir shamoli topildi va uning tezligining qiymati yuqori aniqlik bilan aniqlandi. o'sha vaqt. Eter shamolining yo'nalishi sayyoramizning harakatiga perpendikulyar ekanligi aniqlandi. Havo oqimining yuqori kosmik tezligi fonida Yer tezligining orbital komponenti ahamiyatsiz ekanligi aniqlandi. quyosh sistemasi efir shamoli. O'sha paytda bu sabablar noaniq bo'lib qoldi, shuningdek, sayyora yuzasidan balandlik pasayganligi sababli efir va Yer tezligining sekinlashishi sabablari. Ammo bugungi kunda tabiatda gazsimon efir mavjudligi nazariyasiga asoslangan zamonaviy fizikada yangi yo‘nalish – efir dinamikasi paydo bo‘lishi bilan bu chalkashliklarga barham berildi. Eter nazariyasi tarafdorlari vakili bu modda(efir), yopishqoq va siqiladigan gaz sifatida, u Morli, Miller va Mishelsonning efir shamolini o'rganishga qaratilgan tajribalari uchun tushuntirish beradi. Bu, shuningdek, tadqiqotchilar tomonidan "bo'sh natijalar" olishga harakat qilgan o'tmishdagi xatolarni baholash imkoniyatini beradi.

Bugungi kunda eterodinamika o'zining birinchi qadamlarini tashlamoqda. Relyativistlarning qat'iyligi fizikadagi eski dogmalar va fanni to'g'ri yo'nalishda harakatlantirish uchun zarur bo'lgan yangi tendentsiya o'rtasidagi haqiqiy jang bo'lib ko'rinadigan efirning mavjudligi nazariyasiga qarshi. Eter ertami-kechmi tan olinadi, chunki usiz tabiatdagi ko'plab jismoniy hodisalarni to'g'ri talqin qilish, ularning mohiyatini tushunish mumkin emas, bu, albatta, zarurdir. zamonaviy tabiatshunoslik. Efirni tan olmasdan, ko'plab amaliy sohalarda rivojlanish mumkin emas. Bugungi kunda, efirdan farqli o'laroq, Mishelson tajribasining "salbiy natijasi" mavjud. Efirni tan olishdagi ushbu to'siqni engib o'tish uchun bir qator maqolalarni nashr etish kerak edi. turli mualliflar, efir shamoli kabi hodisani o'rgangan.

Biz sizni Mishelsonning efir shamolini aniqlash tajribasini takrorlashni tavsiya etmaymiz. Buning uchun foydalanish orqali qilingan xatolarni tahlil qilish kifoya zamonaviy texnologiyalar va hisoblash uskunalari. Bu bizga turli balandliklarda o‘tkazilgan o‘lchovlar natijalarini, jumladan, sun’iy orbital yo‘ldoshlarga o‘rnatilgan interferometrlarning ko‘rsatkichlarini qayta ishlash imkonini beradi. Efir o'tmishda va hozirgi vaqtda rad etilganligi sababli, kelajakda u albatta qabul qilinadi.

Texnika fanlari doktori V.A.ning maqolasi materiallari asosida. Atsyukovskiy.

Maqolalar va eshittirishlar

Efirning mavjudligi haqida

Keling, koinotning ajralmas qismi sifatida efir mavjudligining bir nechta klassik eksperimental dalillarini ko'rib chiqaylik. Keling, ushbu ma'lumotlarni o'rganishni boshlaylik.

1. Efir g'oyasiga birinchilardan bo'lib daniyalik astronom Olaf Romer to'xtalgan. 1676 yilda u Parij observatoriyasida Yupiter sun'iy yo'ldoshini kuzatdi va sayyoramiz va Yupiterning Quyoshga nisbatan burchak masofasiga bog'liq bo'lgan Io sun'iy yo'ldoshining to'liq aylanish vaqtidagi mavjud farqdan hayratda qoldi. Yer va Yupiter o'rtasidagi eng yaqin yaqinlashish paytida orbital aylanish 1,77 kunni tashkil qiladi. Roemerning birinchi hukmi Yer Yupiterga qarama-qarshi ekanligi; u Io nima uchun eng yaqin yaqinlashganiga nisbatan 22 daqiqaga "kechiktirilganini" tushunmadi. Bu farq astronomga yorug'lik tezligini hisoblash imkonini berdi. Ammo ma'lum bir davrda u Yer va Yupiter o'z kvadratlarida bo'lganida yanada katta farqni aniqladi. Birinchi kvadraturada, Yer Yupiterdan uzoqlashganda, Io aylanish davri o'rtacha ko'rsatkichdan 15 sekundga uzoqroq bo'ladi. Ikkinchi kvadraturada, Yer Yupiterga yaqinlashganda, bu tsikl qiymati 15 soniya kamroq bo'ladi. Bu ta'sirni faqat Yerning orbital tezligini, shuningdek yorug'lik tezligini qo'shish va ayirish orqali tushuntirish mumkin. Shunday qilib, xulosa qilishimiz mumkinki, bunday kuzatish klassik relativistik bo'lmagan tenglamaning to'g'riligini tasdiqlaydi c = c + v.
2. Turli olimlar tomonidan turli sayyoralar va yulduzlarning tezlik ko'rsatkichlari bilan yorug'lik tezligini qo'shishni o'z ichiga olgan ko'plab tajribalar mavjud. 1960 yilda B. Uolles tomonidan amalga oshirilgan Veneraning radar tadqiqotlari e'tiborni tortadi. Bugungi kunga qadar uning tadqiqotlari natijalari diqqat bilan yopilgan. Uning ishining natijalari bevosita ifodaga ishora qiladi c = c + v.
3. Fizeau tajribasida efirning harakatlanuvchi suv massasiga "tortishishi" haqida dalillar mavjud.
4. Mishelson eksperimentlar o'tkazar ekan, efir yo'q yoki Yerga "jalb qilish" bilan mavjud (efir Yer yuzasiga nisbatan statsionar holatga ega).
5. Masalan, yulduz aberatsiyasini statsionar holatda bo'lgan efirda yorug'likning tarqalishi bilan izohlash mumkin. Bunday holda, teleskop 20,5 yoy sekundiga teng burchak ostida egilishi kerak.
6. Frenelning sinishi nazariyasi bevosita mavjud efir bilan bog'liq.

Bu ma'lumotlarning barchasi og'ir narsalarni "jozibali" bo'lgan efir mavjudligini to'g'ri ko'rsatadi. Hatto aytish mumkinki, efirning ob'ektlar bilan elektr aloqasi bor. Yupiter, Venera va Yer qutblangan efir bo'lgan ma'lum bir "atmosfera" bilan elektr aloqasiga ega.

Koinotimizning yulduz tizimi harakatsiz efirda harakat qiladi. Fizika va Eynshteyn yorug'lik tezligi efirda doimiy qiymatga ega va ma'lum bir moddaning elektr va magnit o'tkazuvchanligi bilan aniqlanishi mumkin, deb hisoblashadi. Shuning uchun koinotdagi yorug'lik sayyoraviy efir bilan parallel ravishda, ya'ni tezlikda harakat qiladi, deb umumiy qabul qilinadi. c+v(!) harakatsiz bo'lgan kosmik efirdagi yorug'lik tezligiga nisbatan.

Nisbiylik nazariyasi shunday deydi:

1. Efirda yorug'lik tezligi doimiy;
2. Sayyoralar va yulduzlarning efir atmosferasida yorug'lik tezligi kosmik efirga nisbatan yorug'lik tezligidan kattaroqdir.

Keling, efirning kosmik jismlarga "jozibasi" ni ko'rib chiqaylik. Ushbu tushunchada "jozibani" tom ma'noda, ob'ekt yuzasiga yaqinlashganda, efir strukturasining zichligi oshishi sifatida qabul qilmaslik kerak. Bunday hukm eterning haddan tashqari kuchiga zid bo'lib, u po'latning kuchidan qimmatroqdir. "Jalb qilish" tushunchasini tortishish mexanizmi bilan bog'lash mumkin. Gravitatsiya mexanizmi elektrostatik hodisadir. Efir barcha jismlarni elektronlar va yadrolardan tashkil topgan atomlargacha o'tkazishga qodir, bu erda efirning qutblanishi - uning bog'langan zaryadlarining siljishi jarayoni sodir bo'ladi. Umuman olganda, agar jism katta massaga ega bo'lsa, u holda qutblanish kattaroq bo'ladi, ya'ni "+" va "-" ko'rsatkichlari bilan efir zaryadlarining ma'lum bir siljishi ko'proq bo'ladi. Bundan ko'rinib turibdiki, efir har bir jismga elektr "biriktirilgan" va agar efir ikki jism orasidagi bo'shliqda bo'lsa, u holda ularning bir-biriga tortilishiga hissa qo'shadi. Shunday qilib, siz tortishish va efirning kosmik jismlarga - sayyoralar va yulduzlarga "tortishish" rasmini chizishingiz mumkin.

ko'rib chiqaylik matematik formula, u tortishish kuchlari g ta'sir qiladigan efirning deformatsiya va qutblanish jarayonini tavsiflaydi:

Qayerda α - nozik strukturaning elektr o'tkazuvchanligi.

Ushbu matematik ifoda Nyuton va Kulon qonunlariga to'liq mos keladi. U yorug'lik nurlarining Quyosh tomonidan og'ishi, qizil siljish yoki kosmosdagi og'ir jismlarning vaqt "kechikishi" kabi hodisalarni tasvirlash uchun ishlatilishi mumkin.

Ko'pchiligingiz e'tiroz bildirasiz va kosmosda efir orqali harakatlanayotgan jismlar sezilarli qarshilik ko'rsatishi kerakligini aytadilar. Albatta, qarshilik mavjud, lekin u ahamiyatsiz darajada kichikdir, chunki bu jismlarning harakatsiz efirga ishqalanishi emas, balki efir atmosferasi tanasi bilan kosmik efirga ishqalanishidir. Bunday holda, biz birgalikda harakatlanuvchi jism va efir va statsionar efir o'rtasida loyqa chegaraga ega bo'lamiz, chunki efirning qutblanishi tana yuzasidan masofa bilan masofaning kvadratiga teskari proportsional nisbatda kamayadi. Bu chegara qayerda ekanligini hech kim bilmaydi! Shu bilan birga, efir past ichki ishqalanishga ega degan fikr mavjud. Ishqalanish mavjud va u sayyoramizning aylanishini sekinlashtirishi mumkin. Kun sekin sur'atda o'sishga intiladi. Kunning o'sishiga Oyning to'lqin harakati ta'sir qilishi odatda qabul qilinadi. Agar bu haqiqatan ham haqiqat bo'lsa, unda efirning ishqalanishi bizning quyosh sistemamizdagi ko'plab sayyoralarning aylanishida alohida rol o'ynaydi.
Shunda biz efir bor degan xulosaga kelishimiz mumkin!

Efirning tabiiy aylanishi

Ma'lumki, har qanday tabiiy jarayonning boshlanishi va oxiri bor, faqat Olam o'zgarishsiz qoladi. Va agar siz buni o'rtacha kontekstda ko'rsangiz. Unda yulduzlar tug'iladi va so'nadi, turli moddalar atomlari doimiy ravishda paydo bo'ladi va yo'qoladi, hamma narsa doimiy aylanishda. Efirda tug'ilgan hamma narsa yo'qolganidan keyin bu erga qaytadi. Bizning davrimizda efirning o'ziga xos shakllarida aylanishini kuzatish imkoniyati mavjud. Keling, hozir buni qilishga harakat qilaylik. Buning uchun biz Galaktikamizda sodir bo'ladigan ba'zi jarayonlarni ulashimiz kerak bo'ladi. Yaqin vaqtgacha ular bir-biriga mos kelmaydigan deb hisoblanardi. Ammo bu jarayonlarni o'zingiz baholang.

Yaqinda Galaktikaning spiral qo'llarida 10 mkG quvvatga ega magnit maydon topildi. Bu maydon o'ziga xos manbaga ega emas va kuch chiziqlari o'z-o'zidan yopiq emas. Ma'lumki, magnit maydon chiziqlari o'z-o'zidan yopiq bo'lishi kerak. Galaktikaning spiral qo'llarining maydon chiziqlari yopiq emasligi paradoksaldir.

Ma'lumki, gaz barcha yo'nalishlarda Galaktika yadrosidan - uning markaziy qismidan oqib chiqadi. Bir vaqtlar olimlar Galaktikaning markazida bu gazni chiqaradigan qandaydir jism borligiga ishonishgan. Gazsimon modda protonlar va vodorod atomlaridan iborat deb taxmin qilingan. Va biz buni aniqlaganimizda, Galaktikaning markazida umuman hech narsa yo'qligi ma'lum bo'ldi - bo'shliq. Ammo qanday qilib bo'shliq gazni katta miqdorda chiqarishi mumkin? Hajmi bo'yicha bu gaz yillik miqyosda bir yarim quyosh massasini tashkil etadi.

Galaktikaning shakli turli fikrlarning manbai. U girdobga o'xshaydi, hamma narsani iste'mol qiluvchi huni hosil qiladi. Ammo huni hosil qilish uchun unga oqib tushadigan modda kerak bo'ladi. Uning shakllanishi uchun boshqa yo'l yo'q!

Shuningdek, Galaktikaning markaziy qismida yulduzlar ko'p bo'lib, spirallarda yulduzlar qirralarning bo'ylab, ya'ni spiral qo'llarning devorlarida joylashgan.

Lekin barchasini qanday qilib birlashtirasiz?
Efir dinamikasi yordamida hamma narsa juda sodda tarzda tushuntiriladi!

Qaysi modda galaktika markaziga kirib, girdob hosil qilishi mumkin? Albatta, bu efir va boshqa modda emas. Spiralning qo'llari bo'ylab Galaktika markaziga etib kelganida efir qaerga shoshiladi? Efir oqimlari juda katta tezlikda to'qnashganda, toroidal spiral efir girdobi paydo bo'ladi. Vortekslar, o'z navbatida, o'z tanasining kerakli zichligiga erishgunga qadar, o'z-o'zidan siqiladi va bo'linadi. Avvalo, spiral vorteksli toroidlar - protonlar paydo bo'lib, ular vodorod atomining shakllanishiga olib keladigan atrofdagi efirning qobig'ini yaratadi. Rivojlanayotgan proton-vodorod gazi kengayish qobiliyatiga ega va yadroni tark etishga harakat qiladi, biz buni kuzatamiz.

Keling, spiral qo'llarni tushunaylik. Bu quvurlarda efir yadro tomon oqadi. Biz girdoblar nazariyasidan ma'lumki, efir bu yo'nalishda asta-sekin oqishi mumkin emas. Burish uning hajmida sodir bo'ladi, u yadro tomon harakatlanayotganda, har bir keyingi burilishda uning balandligini oshiradi. Hisob-kitoblarni amalga oshirib, olimlar Quyosh tizimi uchun spiral qo'lning o'qiga perpendikulyar yo'nalishda efir tezligi 300-600 km / s ekanligini aniqladilar. Efirning yadro tomon bir soniyada siljishi 1 mikron. Ammo spiral qo'l oldinga siljishi bilan uning ko'ndalang kesimi maydoni kamayadi, balandlik oshadi va efir oddiygina o'n minglab kilometr tezlikda galaktika markaziga uchadi. Markazda ikkita efir oqimi to'qnashadi va aralashadi, bu esa girdob hosil bo'lishiga va makrogazning chiqishiga olib keladi. Mana siz uchun tavsif.

Keyin magnit maydonning ochiq davrlari haqidagi savol aniq bo'ladi. Magnit maydon oqimdagi efir spiral bo'lgani uchun biz uni Galaktikada kuzatishimiz mumkin.

Ammo Galaxy tomonidan chiqarilgan makrogaz qaerga ketadi? Ko'pgina maqolalarimizda yozilganidek, gaz girdobining yuzasi haroratdan pastroqdir muhit. Bu gazsimon moddaning gradient oqimi paytida uning sovishi bilan izohlanadi. Buni gaz turbinalarida kuzatish mumkin, bu erda havo olish devorlari sovutiladi. Tabiatda, tornado o'tgandan so'ng, siz yozda ham erga sovuqni ko'rishingiz mumkin. Jismoniy jihatdan, bu molekulyar energiyaning qayta taqsimlanishi bilan izohlanadi, chunki gaz girdobidagi energiyaning bir qismi reaktivning tartibli oqimiga, shuningdek xaotik - termal oqimga sarflanadi. Bunday holda, ozgina energiya qoladi, bu esa haroratning pasayishiga olib keladi. Bu tushuntirish etarli emas, lekin tabiatda vorteksning harorati atrof-muhit haroratidan kamroq. Shuning uchun harorat gradienti, bosim gradienti, shuningdek, tortishish kuchlari mavjud.

Endi yangi yulduzlarning tug'ilishi uchun tushuntirish paydo bo'ladi. Makrogazning ma'lum miqdori hosil bo'lgach, u qanday hosil bo'ladi? yangi yulduz. Ammo gaz kengayish bilan ajralib turadi va u chiqib ketishga moyil bo'lganligi sababli, unda hosil bo'lgan yulduzlar Galaktika spiralining qo'llarining chetiga shoshilishadi. Biz yangi sayyora tizimlarining paydo bo'lishi mavzusini boshqa maqolalarda ko'rib chiqamiz, ammo bu maqolada men xuddi shu yulduzlarning taqdirini ko'rib chiqmoqchiman. Galaktikaning qoʻliga tushmagan yulduzlar sekin-asta uning markazidan 50-100 km/s tezlikda uzoqlashadi. Efir girdoblari asta-sekin barqarorligini yo'qotadi, chunki efirga nisbatan ishqalanish sodir bo'ladi, garchi efirning yopishqoqligi ahamiyatsiz bo'lsa-da, lekin u nolga teng emas. Protonlar bilan chekuvchi tomonidan chiqarilgan tutun halqalari bilan bir xil narsa sodir bo'ladi: halqalar boshlang'ich energiyasini yo'qotadi, aylanish tezligi va bosim gradienti kamayadi va tutun girdobining diametri ortadi. Shundan so'ng, tutun bo'roni o'z shaklini yo'qotadi va tutun bulutiga aylanadi. Materiya hech qayerda yo'qolib ketmaydi, lekin proton girdob bilan qo'shilib, efirda eriydi. Bu aniq chegaraga ega bo'lgan Galaktikaning markaziy mintaqasidagi yulduzlar to'plamini tushuntiradi.

Galaktikaning spiral qo'llarida ushlangan yulduzlar bilan nima sodir bo'ladi? Ular asosiy massadagi bosim farqi tufayli yenglarning periferik mintaqasiga o'tadi. Bu yulduzlar galaktikaning markaziy mintaqasidagi yulduzlar bilan bir xil harakat tezligiga ega, biroq ularning protonlari barqarorroqdir, chunki ular har tomondan ularni aylanib chiqadigan efir oqimida harakatlanadi va chegara zonasida tezlik gradientini oshiradi. girdoblar. Gaz moddasining viskozitesi, shuningdek, tashqi muhitga o'tkaziladigan energiya iste'moli gradientning kattaligiga bog'liq. Bu shuningdek, Galaktikaning quchog'iga tushgan yulduzlarning uzoq umr ko'rishini va ularning sayohat masofasi uzoqroq bo'lishini ko'rsatadi. Buni spiral galaktikalarning fotosuratlarida ko'rish mumkin: markaziy mintaqadagi globulyar klaster spiral qo'llarning uzunligidan 2-3 baravar kichik. Yulduz juda uzoq vaqt - o'nlab milliard yillar davomida juda katta masofani bosib o'tadi. Bu davrda u o'zining barqarorligini yo'qotadi, parchalanadi va efirga eriydi. Galaktikalarda bosim farqlari mavjud: markaziy qismda kamroq bosim, periferiyadagi bosim esa ko'proq. Bu farq Galaktikaning chekkasidan yadrosiga qadar efirning dvigatelidir. Shunday qilib, efirning aylanishi Galaktikalarda sodir bo'ladi.

Havoda zarba tebranishlari

Fizik P.A. Cherenkov 1934 yilda ilmiy tajribalar o'tkazdi va ta'sir qilganda juda tez elektronlarning porlashini kuzatdi. ϒ -suv orqali o'tadigan radioaktiv elementlarning nurlari. Bu dunyoga yorug'lik nafaqat yuqori tezlikda harakatlanadigan elektronlar tomonidan ishlab chiqarilishini bilish imkonini berdi. Elektron tezligi aniq bo'ldi V yorug'likning faza tezligidan kamroq. Shaffof moddadan o'tganda yorug'likning faza tezligi formula bo'yicha hisoblanadi C/n, Qayerda n- moddadagi yorug'likning sindirish ko'rsatkichi. Ko'pgina shaffof moddalarda bu ko'rsatkich 1 dan kattaroqdir. Bu elektron tezligi yorug'likning faza tezligidan yuqori bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. C/n va "superluminal" bo'lishi mumkin.
Yorqinlikning o'ziga xos xususiyati shundaki, u yarimorol burchagiga ega bo'lgan konus ichida taqsimlanadi. ν . Munosabatlar bilan belgilanadi

cosn=(S/n)/V=S/nV

Yorqinlik faqat elektron harakati yo'nalishida kuzatiladi. Qarama-qarshi yo'nalishda yorug'lik kuzatilmaydi. Bunday holda, olimlar elektronning "superlyuminal" harakati faktiga alohida e'tibor berishdi, bu nisbiylik nazariyasi barqarorligining buzilishi bilan izohlandi. TOda yorug'lik tezligi tabiatning imkoniyatlari chegarasi ekanligiga ishoniladi. Vakuumdagi tezlik emas, balki tananing fazaviy tezligi oshib ketganligi hamma uchun xotirjamlik edi.

Ma'lum bo'lishicha, fizika yana bir bor yorug'lik tezlashtirilgan emas, balki bir tekis harakatlanuvchi elektron tomonidan chiqarilishi haqiqatini aniqlay boshlagan. Ammo olimlarning hech biri bu porlashning sabablari haqida o'ylay olmadi. Nima uchun yorug'lik faqat burchakli konusning elektron harakati yo'nalishi bo'yicha sodir bo'ladi.
Eter nazariyasidan foydalanib, bunday porlashning sababini asoslash mumkin. Jismlar efir orqali super tezlikda o'tganda, harakatlanuvchi tananing oldida zarba to'lqinlari paydo bo'ladi. Masalan, tovush tezligi zaif tebranishlarning tarqalishi sifatida qabul qilinadi. Efir nazariyasida "tovush tezligi" atamasini qo'llash o'rinli emas, C a bilan belgilangan "zaif buzilishlarning tarqalish tezligi" dan foydalanish yaxshiroqdir. Agar efirga qo'shimcha ravishda bo'shliq shaffof suyuqlik bilan to'ldirilgan bo'lsa, u holda bu tezlik yorug'likning faza tezligiga teng bo'ladi. C a /n.

Quyidagi rasmda biz to'pning havoda tovushdan yuqori tezlikda harakatini ko'rishimiz mumkin. Biz paydo bo'lgan zarba to'lqinining shakllanishini ko'rishimiz mumkin. Harakat yo'nalishi bo'yicha zarba to'lqinining moyillik burchagi 90 ° dan kamayadi. Bunday holda, qiymat β doimiy bo‘lib qoladi.

Tana uzoq masofani bosib o'tganda, zarba to'lqini qurib, buzilish chizig'iga aylanadi, chunki zarba to'lqinining moyillik burchagi buzilish burchagiga yaqinlashadi. μ ifoda bilan aniqlanadi

Sin m=1/M

Agar biz bu nisbatni efirga nisbatan ko'rib chiqsak, olamiz

Sinm=1/M=(C a /n)/V

Qayerda C a /n- kuchsiz buzilishlarning tarqalish faza tezligi, V elektron tezligidir.

Gyuygens nazariyasiga ko'ra: yorug'lik nurlari to'lqin frontida normal bo'lgan to'g'ri chiziqlar yig'indisidir. Elektronning "superluminal" harakati paytida zarba to'lqini sokin efirdagi elektron tomonidan yuzaga keladigan to'lqin jabhasi sifatida tan olinishi mumkin. Konus yarim orol burchagi ν , bunda porlash tarqaladi, elektronning traektoriyasi va zarba to'lqinining yuqori va pastki qismlarida normal bo'lgan to'g'ri chiziqlar oilasining yo'nalishi o'rtasidagi burchak.

Elektronning kichik o'lchamini va uning harakatining yuqori tezligini hisobga olgan holda, zarba to'lqinining tuzilishini uchuvchi elektron yuzasiga yaqin joyda ko'rib chiqish mumkin emas. Shuning uchun, bu tajriba faqat elektron o'tgandan so'ng, zarba to'lqinining burchagi bo'lgan tartibga solish xususiyatini ko'rsatdi. β tebranish burchagi qiymatiga yaqin μ . Matematik jihatdan bu quyidagicha izohlanadi:

b=90°-n

Bu nisbat efir gazini tavsiflovchi kirish miqdorlarining haqiqiy qiymatini beradi. Elektron benzolda harakat qilganda ν =38,8° ( n=1.501). Ushbu ma'lumotlar sizga olish imkonini beradi asosiy xususiyat efir - efirdagi zaif qo'zg'alishlarning tarqalish tezligi. Qachon qiymat μ≈β bezovtalanish burchagi μ =51,5°, Mach raqami M=1,278, elektron tezligi V=C/(n x cosn)=2,554x10 10 sm/s. Sokin efirda zaif buzilishlarning tarqalish tezligi M=1,278 – S a=3,0x10 10 sm/s.

Xulosa: Sokin efirda yorug'lik tezligida zaif buzilishlarning tarqalish tezligi quyidagicha bo'ladi:

S a=BILAN=3x10 8 Xonim=3x10 10 sm/s

Cherenkov tajribasi sinxrotronda o'tkazildi va yorug'lik yaqinlashib kelayotgan elektrondan kuzatildi, ammo teskari yo'nalishda porlash ko'rinmadi. Shu sababli, porlash efir gazida zaif tebranishlarning tarqalishi bilan emas, balki harakatlanuvchi elektron tomonidan yaratilgan zarba to'lqinlarining mavjudligi tufayli sodir bo'lgan deb aytishimiz mumkin. Agar bunday bo'lmaganida, porlashni uchayotgan elektronning izi sifatida ko'rish mumkin edi. Bundan tashqari, inson ko'zi yorug'lik zarba to'lqini orqali normal va uning asosiga qarab paydo bo'ladigan bosim farqi tufayli yorug'likni qabul qiladi, deb aytish mumkin. Siqilish zarbasi vaqtida siqilgan gazning vilkasi paydo bo'ladi, bu zarbani tezlikda kuzatib boradi V 2 sakrash tezligidan va efirdagi yorug'lik tezligidan kamroq. V 2 = (2C)/(k+1).

Shok to'lqini bilan birga olib boriladigan efir to'siqlarga bosim o'tkazish va hatto yorug'likni yutish qobiliyatiga ega. Inson ko'zi bosimning o'zgarishiga sezgirlik chegarasiga va retinaga bosadigan harakatlanuvchi siqilgan vilka bilan kuchli o'zaro ta'sirga ega. Efirning mavjudligi Cherenkovning tajribasi bilan tasdiqlangan, bu efirda zarba to'lqinlarining paydo bo'lishi va tarqalishi mumkinligini yana bir bor isbotlaydi.

Havo haqida iqtiboslar

"Yagona Eter butun olamni qamrab oladi"
- Qadimgi Xitoy daosizmi, Tao ta'limoti yoki "narsalar yo'li", din va falsafa elementlarini o'zida mujassam etgan Xitoyning an'anaviy ta'limoti.

"Eter samoviy moddadir, usiz dam olish va harakatni farqlash mumkin emas"
- Aristotel(miloddan avvalgi 384 - 322), qadimgi yunon faylasufi. Platonning shogirdi.

"Menimcha, boshqa jismlarni o'z ichiga olgan va ularga singib ketadigan, ular ichida suzuvchi erituvchi, bu jismlarning barchasini qo'llab-quvvatlaydigan va harakatlarini davom ettiradigan va tanadan barcha bir xil va uyg'un harakatlarni uzatuvchi vosita bo'lgan nozik moddaning mavjudligi. tanaga »
- Robert Xuk(1635 - 1703), ingliz tabiatshunosi, ensiklopedisti.

"Dunyoda Eter va uning girdoblaridan boshqa hech narsa yo'q"
- Rene Dekart, frantsuz faylasufi, matematigi, mexanik, fizik va fiziologi, 1650 yil

“Bu eng muhim, keyin esa eng tez harakatlanuvchi “x” elementiga yaqinlashish uchun, mening fikrimcha, Eter deb hisoblanishi mumkin. Men uni Nyutorium deb atamoqchiman."
- D.I.Mendeleyev, ajoyib olim kimyogar, kim kashf etgan davriy jadval elementlar.

"Eter - bu kosmosning bo'sh ko'rinadigan qismlarida mavjud bo'lishi kerak bo'lgan ko'rinadigan jismlarga qaraganda beqiyos nozikroq bo'lgan moddiy modda"
- J.C. Maksvell. Britannica entsiklopediyasi uchun "Eter" maqolasi, 1877 yil

“Eterning mavjudligi nazariyasini tasdiqlovchi 80 dan ortiq argumentlar mavjud. Eterning mavjudligini inkor etish, oxir-oqibat, bo'sh joy hech qanday jismoniy xususiyatga ega emasligini tan olishni anglatadi."
- Albert Eynshteyn 1920

"Buni aytishimiz mumkin, shunga ko'ra umumiy nazariya nisbiylik, fazo bor jismoniy xususiyatlar; shu ma'noda, shuning uchun Eter mavjud. Umumiy nisbiylik nazariyasiga ko'ra, kosmosni Etersiz tasavvur qilib bo'lmaydi!”
- Albert Eynshteyn 1924 yil

"Hammasi Eterdan kelgan, hamma narsa Eterga o'tadi"
- Nikola Tesla, o'z davridan ancha oldinda bo'lgan buyuk eksperimental olim.

"Har qanday zarracha, hatto izolyatsiya qilingan bo'lsa ham, yashirin muhit bilan doimiy "energetik aloqada" bo'lishi kerak"
- Lui Viktor Per Raymond, fransuz nazariyotchi fizigi, asoschilaridan biri kvant mexanikasi, laureati Nobel mukofoti 1929 yil uchun fizika bo'yicha.

"Hammasi ma'lum koinot Eter deb nomlangan shaffof va juda kam uchraydigan moddiy muhit bilan o'ralgan. Uning barcha qismlarida kondensatsiya natijasida atomlar yoki ularning bizga ma'lum bo'lgan qismlaridan iborat oddiy modda hosil bo'ladi. ("Ethereal Island" maqolasidan)
- K.E. Tsiolkovskiy, faylasuf, ixtirochi, matematika va fizika o'qituvchisi.

"Eterning mavjudligi haqidagi g'oyalar - barcha er va kosmosni to'ldiradigan, barcha turdagi materiyalar uchun qurilish materiali bo'lgan, harakati kuch maydonlari shaklida namoyon bo'ladigan dunyo muhiti - butun tarixga hamroh bo'ldi. Bizga eng qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan tabiatshunoslik.

Eter nazariyasi

MUHIM ATOM

Haqiqiy bilim sabablarni bilishdir.

Frensis Bekon

Olamda efirning mavjudligini haqiqat sifatida qabul qiladigan bo'lsak - yagona kvazizotrop, deyarli siqilmaydigan va ideal elastik muhit, bu asl materiya - barcha energiya tashuvchisi, koinotda sodir bo'ladigan barcha jarayonlar va Bu haqdagi g'oyalar muallif tomonidan ishlab chiqilgan ish modeli, uni ikki komponentli domen muhiti - korpuskulyar va faza shaklida ifodalaydi, biz efirdagi atomlarning shakllanishi masalalarini ko'rib chiqamiz.

Moddadagi efirning dinamik zichligi

"Ma'lumki," atom deyarli bo'sh, ya'ni uning deyarli barcha massasi va energiyasi yadroda to'plangan. Yadroning o'lchami atomning o'zidan 100 000 marta kichikdir. Bu bo'shliqni nima to'ldiradi, shunda ikkinchisi barcha mexanik yuklarga bardosh bera oladi va ayni paytda yorug'likning ideal o'tkazuvchisi bo'ladi?

Shaffof moddadagi sindirish ko'rsatkichining bog'liqligini 1-rasmda ko'rib chiqamiz.

Guruch. 1. F. F. Gorbatsevich tomonidan qurilgan, sindirish ko'rsatkichining moddaning zichligiga bog'liqligi. Qizil chiziq - bu moddadagi barcha elektronlarning zichligi bilan izohlanadigan sinishi ulushi. 1 - muz, 2 - aseton, 3 - spirt, 4 - suv, 5 - glitserin, 6 - uglerod disulfidi, 7 - uglerod tetraklorid, 8 - oltingugurt, 9 - titanit, 10 - olmos, 11 - grotit, 12 - topaz.

F.F. Gorbatsevich moddaning massa zichligi rs va shaffof moddadagi sindirish ko'rsatkichi n ning quyidagi empirik bog'liqligini berdi.

N = 1 + 0,2 rs (1)

Ushbu bog'liqlik 1-rasmdagi nuqta chiziq bilan aks ettirilgan. Ammo, agar biz muallif tomonidan taklif qilingan efir modeliga ko'ra, uning yorug'lik muhitidagi tezligi bilan yagona bog'liq bo'lgan dinamik zichlikka ega ekanligini qabul qilsak va, shuning uchun, sinishi ko'rsatkichiga, keyin 1-rasmdagi ma'lumotlar, birinchi yaqinlashish uchun, quyidagi formula bilan tushuntirilishi mumkin (1-rasmdagi qizil chiziq)

r e – dagi efirning dinamik zichligi;

Me – elektron massasi;

Ma - atom massa birligi.

(2) dan aniq ko'rinib turibdiki, moddaning deyarli butun hajmi elektronlardan tashkil topgan va yorug'lik to'lqini uchun efirning dinamik zichligi oshishi elektronlarning elektrostatik (elektrostriktiv, potentsial energiya) zichligi oshishiga to'g'ri keladi. , bu moddadagi efirning dielektrik o'tkazuvchanligini oshirishda ifodalanadi. Keling, nima ekanligini tushunishga harakat qilaylik.

Eter domen modeli

Ishlar efirning ishchi modelini ishlab chiqdi, u quyidagilarga to'g'ri keladi.

Efir amerlardan iborat - o'lchami 1,616 · 10-35 [m] bo'lgan sferik elastik, amalda siqilmaydigan birlamchi elementlardan iborat bo'lib, ideal tepalik xususiyatlariga ega - ichki energiyasi 1,956 · 109 [J] bo'lgan giroskop.

Amerlarning asosiy qismi harakatsiz va oddiy efir haroratida 2,723 oK bo'lgan klassik elektronning o'lchamiga o'xshash o'lchamlarga ega bo'lgan eterli domenlarga to'planadi. Bu haroratda har bir domenda 2,708 · 1063 amer mavjud. Domenlarning o'lchami efirning polarizatsiyasini aniqlaydi, ya'ni. va efirdagi yorug'lik to'lqinining tezligi. Domen o'lchami ortishi bilan to'lqin tezligi pasayadi, chunki efirning chiziqli elektr va ba'zi hollarda magnit o'tkazuvchanligi oshadi. Efirning harorati oshishi bilan domenlar hajmi kamayadi va yorug'lik tezligi oshadi. Eterli domenlar mavjud yuqori quvvat sirt tarangligi.

Fazali efirni ifodalovchi erkin amerlar efir harorati bilan aniqlangan yorug'likning mahalliy tezligida efir sohalari o'rtasida harakatlanadi. Gravitatsion potentsialni aks ettiruvchi mahalliy ikkinchi kosmik tezlikka mos keladigan o'rtacha statistik tezlikda harakatlanadigan ko'plab fazali efir amerlari uch o'lchovli fazoda manba-sink mexanizmining ishlashini ta'minlaydi.

Haqiqiy tortishish potentsiali efir bosimining o'zgarishi bilan yaratiladi, uning mutlaq qiymati 2,126·1081 va oddiy gidrostatik bosimni ifodalaydi.

Eterdagi domenlararo chegaralar bir o'lchovli, ya'ni. qalinligi bir amer yoki undan kam, yadro zichligi bilan taqqoslanadigan moddalar zichligi. Fazali efir moddaning tortishish massasining o'lchovidir va moddada, nuklonlarda 5,01·1070 nisbatda to'planadi, ya'ni. kilogramm uchun fazali efir amerlari. Bo'sh efir domenlari o'ziga xos psevdo-suyuqlikni ifodalasa-da, nuklon qaynash holatidagi efir sohasi bo'lib, fazali efirning asosiy qismini va shunga mos ravishda tortishish massasini o'z ichiga oladi.

Efirning ishlab chiqilgan modeliga ko'ra, elektronlar past haroratli elektrlashtirilgan efir domenlari bo'lib, ular psevdo-suyuqlik holatida va yuqori sirt taranglik kuchiga ega bo'lgan chegaralarga ega bo'lib, odatdagi past haroratda 2,723 efirning barcha domenlariga xosdir. Kelishdikmi.

Neytrinolar efir domenlari tomonidan hosil qilingan va efirning ko'ndalang tezligi - yorug'lik tezligi va uzunlamasına tezlik bilan - tez tortishish tezligi bilan tarqaladigan efir fononlari sifatida talqin qilinadi.

Domen efiridagi elektron modeli

Ko'rsatilgandek, elektron zaryadlangan efir maydoni bo'lib, uning ichida domen devorlaridan aks ettirilgan doimiy elektromagnit to'lqin aylanadi. Elektron hosil bo'lish vaqtida, u erda ko'rsatilgandek, u klassik radiusga ega 2,82 · 10-15 [m], o'lchami bo'sh efir maydoni bilan solishtirish mumkin. Hozirgi vaqtda elektron sirtining elektr potentsiali 511 kV ni tashkil qiladi. Biroq, bunday parametrlar barqaror emas va vaqt o'tishi bilan elektrostatik kuch elektron domenni o'lchamlari domenning sirt taranglik kuchlari bilan belgilanadigan juda nozik linzalarning bir turiga cho'zadi. Ushbu linzaning ekvipotensial va shuning uchun o'ta o'tkazuvchan perimetri bo'ylab elektronning elektr zaryadi joylashtiriladi, bu domenni cho'zadi (2-rasm).

Guruch. 2. Elektron paydo bo'lgandan keyin shaklining o'zgarishi dinamikasi.

Efir sohasining sirt tarangligi s ni hisobga olgan holda va bu kuchning zaryadlangan sohaning elektrostatik cho'zilish kuchi bilan muvozanatiga asoslanib, P. Laplas qonuniga muvofiq Dp bosimini hosil qiladi.

Dp = s (1/r1 + 1/r2) , (3)

Tashqi elektr maydonlari bo'lmaganda elektronning radiusi va uning atrofdagi fazali efirga nisbatan harakati quyidagi formula bilan aniqlanishi mumkin.

Bu erda e - efirning dielektrik o'tkazuvchanligi;

H – Plank doimiysi;

C - yorug'lik tezligi;

Me – elektron massasi;

E - elektron zaryad.

Qiymat (4) bo'sh efirdagi Ridberg doimiysining 1/2 qismiga teng. Bunday disk-domen ichida doimiy elektromagnit to'lqin aylanadi, ko'rsatilgandek, diskning ikki radiusiga teng to'lqin uzunligiga ega, shuning uchun bu disk-rezonatorning markazida to'lqinning antinodi, uning periferiyasida esa tugunlar mavjud. . Bunday domen ichidagi efirning dinamik zichligi disk radiusi kvadratiga teskari mutanosib ravishda o'zgarganligi sababli, elektromagnit to'lqinning elektron tanasida tarqalish tezligi shunday bo'ladiki, to'lqinning to'liq to'rtdan bir qismi har doim shu doiraga to'g'ri keladi. radius. Shunday qilib, rezonans sharti doimo bajariladi. Bunday domen ichidagi zichlik har doim atrofdagi efirning dinamik zichligidan yuqori bo'lgani va to'lqinning tushish burchagi amalda nolga teng bo'lganligi sababli, umumiy ichki aks ettirish hodisasi sodir bo'ladi.

Tashqi elektrostatik maydonga qarab, ekvipotentsial bo'lib, elektron diskning cheti doimo maydon vektoriga normal aylanadi. Orqaga aylanish bir tomon yoki boshqa bo'lishi mumkin, ya'ni elektronning "spin"i +1/2 yoki -1/2 ga teng. Bundan tashqari, elektronning radiusi elektrostatik maydonning kuchiga qat'iy bog'liq, chunki elektronda bu maydonning kuchiga mos keladigan qisqaruvchi kuch hosil bo'ladi. Bu ta'sir doimiy elektromagnit to'lqin elektrostatik maydon vektori bo'ylab ochilishga harakat qiladigan sentrosimmetrik elektr dipol bo'lganligi sababli yuzaga keladi. Tashqi qo'llab-quvvatlash bo'lmasa va elektromagnit maydonning o'zgaruvchan tabiati tufayli bu faqat diskning radiusini o'zgartiradigan markazlashtiruvchi kuchning paydo bo'lishiga olib keladi.

R = t/2eE [m], (5)

Bu erda e - efirning dielektrik o'tkazuvchanligi;

t – zaryadning chiziqli zichligi;

C - yorug'lik tezligi;

Me – elektron massasi;

E – elektron zaryadi [C]

E - elektrostatik maydon kuchi.

Formula (5) havodagi elektron tutilish kesimini o'lchash bo'yicha eksperimental ma'lumotlarga to'liq mos keladi.

Shunday qilib, elektronning ushbu modeli Kennet Snelson, Iogann Kern va Dmitriy Kozhevnikovlarning ishlarida ishlab chiqilgan tokning aylanishi sifatidagi elektron modellari va ular ishlab chiqqan atom modellari bilan mos keladi.

Shaffof moddadagi yorug'lik to'lqini

Ma'lumki, qattiq va suyuq moddalardagi atomlar bir-biriga yaqin joylashgan. Agar zichligi moddaning optik zichligini aniqlaydigan elektronlar atomning Bor modelida nazarda tutilganidek orbitalarda harakatlansa, u holda elektronlar bilan elastik o'zaro ta'sirda ham, moddaning bir nechta atom qatlamlaridan o'tganda ham, yorug'lik tarqoq xususiyatga ega bo'lar edi. Aslida, shaffof moddalarda biz butunlay boshqacha manzarani ko'ramiz. Yorug'lik moddalarning 1010 dan ortiq atom qatlamidan o'tgandan keyin o'zining fazaviy xususiyatlarini yo'qotmaydi. Binobarin, elektronlar nafaqat orbitalarda harakatlanmaydi, balki mutlaq nolga yaqin haroratlarda bo'lgani kabi nihoyatda harakatsiz hamdir. Qanday bo'lsa. Shaffof moddadagi elektronlarning harorati efir haroratidan oshmaydi, 2,7oK. Shunday qilib, moddalarning shaffofligining odatiy hodisasi atomning mavjud modelini rad etishdir.

Efir atomining modeli

Shu munosabat bilan biz faqat taklif qilingan elektron modelining aniq xususiyatlariga tayangan holda, atomning o'z modelini yaratishga harakat qilamiz. Boshlash uchun, atom hajmidagi asosiy ta'sir qiluvchi kuchlar, ya'ni yadroning ahamiyatsiz hajmidan tashqarida ekanligini aniqlaylik:

Yadroning markaziy elektrostatik kuchining protonlar soniga mutanosib, elektronlarning elektrostatik kuchi bilan o'zaro ta'siri;

Yadroning elektromagnit maydonining elektron oqim halqalariga interferentsiya ta'siri;

Elektron oqim halqalari orasidagi o'zaro ta'sirning magnit kuchlari (ularning "spinlari").

E = Ae/4pir2 , (6)

Bu yerda A - yadrodagi protonlar soni;

E - elektron zaryadi [C];

e – efirning dielektrik o‘tkazuvchanligi;

R – yadrodan masofa [m].

Markaziy maydondagi har qanday elektron (atom ichida, yo'q bo'lganda). elektr maydoni boshqa atomlar) ekvipotentsial bo'lib, yarim sharga maksimal darajada cho'zilgan yoki boshqa elektron bilan uchrashguncha joylashgan. Uning Ridberg radiusigacha cho'zilish qobiliyati hisobga olinmaydi, chunki bu qiymat atom hajmidan 1000 baravar katta. Shunday qilib, eng oddiy vodorod atomi 3a-rasmda ko'rsatilgan shaklga ega bo'ladi va geliy atomi - 3b.

3-rasm. Vodorod va geliy atomlarining modellari.

Aslida, elektronning qirralari - vodorod atomidagi yarim sharlar biroz ko'tariladi, chunki chekka effekti bu erda o'zini namoyon qiladi. Geliy atomi ikkita elektrondan iborat qobiq bilan shu qadar mahkam yopilganki, u nihoyatda inert moddadir. Bundan tashqari, vodoroddan farqli o'laroq, u elektr dipolning xususiyatlariga ega emas. Aniqlash oson. Geliy atomida elektronlar faqat jantlardagi oqim yo‘nalishi mos kelsa, ya’ni qarama-qarshi spinlarga ega bo‘lsagina, ularning chetlari bilan bosilishi mumkin.

Elektronlarning chekkalarining elektr o'zaro ta'siri va ularning tekisliklarining magnit o'zaro ta'siri atomda ishlaydigan yana bir mexanizmdir.

K. Snelson, J. Kern, D. Kozhevnikov va boshqa tadqiqotchilarning ishlarida "joriy halqa - magnit" tipidagi elektron modellarning asosiy barqaror konfiguratsiyasi tahlil qilinadi. Asosiy barqaror konfiguratsiyalar simmetriya va maksimal yopilish elektr va magnit kuchlarini ta'minlaydigan qobiqdagi 2, 8, 12, 18, 32 elektronlardir.

Elektronlar va yadrolarning rezonansli elektromagnit aralashuvi

Protonning butun hajmi bo'ylab harakatlanadigan zaryadga ega ekanligini bilib, bu proton atrofidagi bo'shliqda elektromagnit maydon hosil qiladi, degan mantiqiy xulosa chiqarish oson. Bu maydonning chastotasi juda yuqori bo'lgani uchun uning atomdan tashqarida tarqalishi (10-9 m) ahamiyatsiz va energiyani olib ketmaydi. Biroq, proton (atom yadrosi) yaqinida interferentsiya naqshini tashkil etadigan sezilarli intensivlik mavjud.

Vodorod atomi uchun bu interferensiya intensivligining tugunlari (minimalari) Bor radiusiga ekvivalent qadamga to'g'ri keladi.

Bu erda l e - elektronning xarakterli to'lqin uzunligi;

Re - klassik elektron radiusi;

e - efirning dielektrik o'tkazuvchanligi;

H – Plank doimiysi;

Me – elektron massasi;

E - elektron zaryad.

Elektronlarning joriy halqalari bu maydon tomonidan atomning elektron qobiqlarining radiuslariga mos keladigan ushbu bo'shliqlarga joylashadi. Shunday qilib, atomdagi elektronlarning "kvant" holatlari paydo bo'ladi. 4-rasmda atomdagi elektronlarga ta'sir qiluvchi murakkab kuch maydonining soddalashtirilgan diagrammasi ko'rsatilgan.

4-rasm. Atomning kuch maydonini taqsimlashning soddalashtirilgan bir o'lchovli diagrammasi

Mendeleev jadvali

Markaziy elektrostatik maydon (6), interferensiya ta'siri (7) va elektronlarning elektrostatik va magnit o'zaro ta'sirini taxminiy hisoblash formulasidan foydalanib, muallif bir qator elektron qobiqlarni yaratdi. kimyoviy elementlar 1 dan 94 gacha.

Ushbu seriya qabul qilinganidan biroz farq qiladi. Biroq, Borning orbital nazariyasi va Shredingerning elektronni ehtimollik to'lqini sifatidagi g'oyasining yolg'onligini hisobga olsak, qaysi qator haqiqatga yaqinroq ekanligini aytish qiyin.

Shuni ta'kidlash kerakki, ushbu seriyadan qobiqlarning soni va ularning energiya holati bilan belgilanadigan atomlarning radiuslarini olish mumkin. Moddadagi valentlik atomining radiusi uning elektron berish yoki qabul qilishiga qarab bir qobiq kichikroq yoki kattaroqdir.

Atom radiusining soddalashtirilgan formulasi quyidagicha

Bu erda Ra - atomning radiusi;

RB = l/2 - (7) dan elementar rezonansning yarim to'lqini, Bor radiusi;

N – elektron qobiqlar soni (joriy valentlikka bog'liq);

Z - yadrodagi protonlar soni (kimyoviy element raqami).

Shunday qilib, shaffof moddaning zichligi uchun (1) yoki (2) ga qaraganda ancha aniqroq formula berilishi mumkin.

Bu yerda rs – shaffof moddaning zichligi;

Ma = 1,66 ·10-27 - atom massa birligi.

Z - molekuladagi protonlar soni;

N = 3/4pR3 = 1,6 ·1030 – Bor radiusi asosida 1 m3 nuklonlar soni;

M - moddaning molekulyar og'irligi;

K - atomlar tomonidan valentlik qobig'ining mos ravishda yo'qolishi yoki olinishi tufayli molekula hajmining kamayishi yoki ko'payishi koeffitsienti.

K koeffitsienti ga teng

Molekulaning barcha i-atomlari uchun. Davriy jadval elementlari uchun muallif tomonidan topilgan n ning qiymatlari jadvalda keltirilgan.

Shaffof moddalarda nazariy modelni sinovdan o'tkazish

(8) formuladan foydalanib, moddaning optik zichligi (sinishi indeksi) ning aniq qiymatini topishingiz mumkin. Va aksincha, sinishi indeksini bilish va kimyoviy formula, moddaning massa zichligining aniq qiymatini hisoblashingiz mumkin.

Muallif yuzdan ortiq turli moddalarni tahlil qildi: organik va noorganik. Formula (8) yordamida hisoblangan sinishi ko'rsatkichi o'lchangan bilan solishtirildi. Taqqoslash natijalari shuni ko'rsatadiki, ma'lumotlar dispersiyasi 0,0003 dan kam va korrelyatsiya koeffitsienti 0,995 dan yuqori. Moddaning massa zichligining sindirish ko'rsatkichiga dastlabki bog'liqligi 5-rasmda, nazariy sinishi ko'rsatkichining o'lchanganiga bog'liqligi 6-rasmda ko'rsatilgan.

5-rasm. Sindirish ko'rsatkichining moddaning zichligiga bog'liqligi.

(ko'k zarbalar - o'lchov qiymati, qizil doiralar - hisoblangan qiymatlar)

6-rasm. Nazariy sindirish ko'rsatkichining o'lchanganiga bog'liqligi.

Elektron diffraktsiya naqshlari bo'yicha nazariy modelni tekshirish

Taklif etilgan atom modeli bo'yicha elektron diffraktsiya naqshlarining talqini "sekin" elektronlarning umuman diffraktsiya qilmasligi, balki moddaning sirt qatlamidan shunchaki aks etishi yoki yupqa qatlamda sinishi bilan bog'liq.

Mis, kumush va oltin metallarning elektron diffraktsiyasining tipik shakllarini ko'rib chiqamiz (7-rasm).

Ular statsionar elektron qobiqlarning aksi ekanligini aniq ko'rsatadi. Bundan tashqari, har birida elektron qobiqlarning qalinligini va ularning atomdagi radial joylashishini aniqlash mumkin. Tabiiyki, qobiqlar orasidagi masofalar bombardimon elektronlarning kuchlanishi (energiyasi) bilan buziladi. Shu bilan birga, qobiqlararo bo'shliqlar va qobiqlarning qalinligi o'rtasidagi nisbatlar saqlanib qoladi.

Bundan tashqari, qobiq quvvatlari (elektronlar soni) Bor modeliga emas, balki atomning Bor modeliga mos kelishi aniq;-)

7-rasm. Cu, Ag, Au metallarning elektron difraksiya naqshlari. (elektron taqsimoti Cu 2:8:18:1, Ag 2:8:12:16:8:1, Au 2:8:12:18:30:8:1)

Ushbu elektron difraksiya naqshlari diffraktsiya emas, balki faqat odatda harakatsiz bo'lgan elektron qobiqlardan atomni bombardimon qilayotgan elektronlarning aks etishi naqshidir. Taklif etilayotgan modelga ko'ra, efir domenlarining ko'rinadigan qalinligi - atomdagi elektronlar doimiydir. Shuning uchun, aks ettirish turi bo'yicha (difraksiya emas) har bir elektron qobiqning kuchi va joylashishini taxmin qilish mumkin. 7-rasmda kumush atomining to'rtinchi qobig'ining bombardimon ta'sirida 3 ta pastki qavatga bo'linishi aniq ko'rsatilgan: 2-6-8. Eng kuchli ajralish tashqi valentli qobiqlarda va to'ldirilmagan qobiqlarda kuzatiladi, ular minimal barqarorlikka ega (muallif ularni faol deb ataydi). Bu alyuminiyning klassik elektron difraksiyasi misolida yaqqol ko'rinadi, bunda bombardimon elektronlarning energiyasi har xil bo'ladi (8-rasm).

8-rasm. Turli nurlanish energiyalarida alyuminiyning elektron diffraktsiya naqshlari.

Atomdagi yorug'lik tezligining o'zgarishi

Atomdagi ba'zi qobiqlarning barqaror to'plamga to'ldirilishi elektronlarning harakatchanligini keltirib chiqaradi. Natijada, bu elektronlar joylashgan yadroning kuch elektromagnit maydonining interferentsiya bo'shliqlari efirning dinamik zichligiga ega (efir haroratining oshishi).

Bu ikki omil har kuni kuzatiladigan, ammo noto'g'ri talqin qilingan yorug'likning metall yuzalar tomonidan ko'zgu aks etishi hodisasiga olib keladi.

Xatoning manbai yorug'lik tezligining afsonaviy doimiyligiga bir xil dogmatik e'tiqoddir, hatto bu asrlar oldin o'rnatilgan oddiy va aniq xulosalarga zid bo'lgan hollarda ham. Ma'lumki, har qanday vosita va to'lqinlar uchun tezliklar nisbati to'lqin (va optik ham) zichligiga teskari proportsionaldir.

Sin(i)/sin(r) = c1/c2 = n2/n1 = n21

Bu erda i - tushish burchagi; r – sinish burchagi; c1 - tushayotgan muhitdagi to'lqin tezligi;
Hamma narsani ikkinchi darajali omilga olib borgan holda, faqat XX asr fizikasi to'la bo'lgan paradokslarga kelish mumkin.

Kabeldagi elektromagnit to'lqinning "Superlight" tezligi

Mikroto'lqinli asbob-uskunalarning sobiq ishlab chiqaruvchisi va sinovchisi bo'lgan muallif, ko'pincha kumush sirtining sifatiga (tozaligiga) bog'liq bo'lgan sezilarli signal avj olishining o'sha paytdagi tushunarsiz hodisalariga bir necha bor duch kelgan.

Darhaqiqat, elektromagnit to'lqinning jismoniy tezligini tezlashtirishning texnologik usullari allaqachon ko'plab tadqiqotchilar tomonidan amalga oshirilgan, masalan, Tennessi universiteti tadqiqotchilari J. Munday va V. Robertson boshqa har qanday joyda mavjud bo'lgan uskunalarda tajriba o'tkazdilar. yoki kamroq katta universitet. Ular 120 metrga superlyuminal tezlikda impulsni saqlab qolishga muvaffaq bo'lishdi. Ular qarshiligida farq qiluvchi ikki turdagi koaksiyal kabellarning 6-8 metrli o'zgaruvchan qismlaridan iborat gibrid kabelni yaratdilar. Kabel ikkita generatorga ulangan, biri yuqori chastotali, ikkinchisi past chastotali. To'lqinlar aralashdi va shovqinning elektr impulsini osiloskopda kuzatish mumkin edi.

Shuningdek, Mugnai, D., Ranfagni, A. va Ruggeri, R. (Florensiyadagi Italiya Milliy Tadqiqot Kengashi) tajribalarini ham qayd etish mumkin, ular to'lqin uzunligi 3,5 sm bo'lgan, tor shoxli antennadan yo'naltirilgan mikroto'lqinli nurlanishdan foydalanganlar. detektorga parallel nurni aks ettiruvchi fokusli oyna. Aks ettirilgan to'lqinlar kvadrat to'lqinli asl mikroto'lqinli impulslarni modulyatsiya qilib, impulslarni "ko'tarish" va "zaiflash" ning keskin cho'qqilarini yaratdi. Impulslarning holati nur o'qi bo'ylab manbadan 30 dan 140 sm gacha bo'lgan masofalarda o'lchandi. Impuls shaklining masofaga bog'liqligini o'rganish impulsning tarqalish tezligi qiymatini c dan 5% dan 7% gacha oshirdi. Bunday holda, oynaning to'lqin tezligiga ta'siri aniq.

Yorug'likning faol elektron qobiqlarda tarqalishi bo'yicha tajribalar sifatida biz ishni keltirishimiz mumkin Rossiya tadqiqotchilari Yorug'likning "superluminal" tezligi uchun faol yorug'lik qo'llanmalaridan foydalangan Zolotov A.V., Zolotovskiy I.O. va Sementsov D.I.

xulosalar

Muallif tomonidan kosmosning tabiati haqidagi relativistik qarashlarning asossiz ekanligi eksperimental ravishda isbotlangan, efirning ishlab chiqilgan ishchi modeli va undagi tortishish o'zaro ta'siri materiyaning tabiatini yoritishga va tortishish o'zgarishining shu paytgacha tushuntirib bo'lmaydigan hodisalarini tushuntirishga imkon berdi. Tayyorlangan nazariy asos termodinamikani efir nazariyasiga tatbiq etish imkoniyatini yaratish boʻyicha ishda efirning ishchi modelini ishlab chiqish imkonini berdi. Bu o'z navbatida efirdagi haqiqiy kuchlarning tabiatini aniqlash imkonini berdi: statik bosim va tortishish.

Tayyorlangan nazariy asos ushbu ishda atomning elektron qobiqlarining tabiatini tushuntirish va "superlyuminal" yorug'lik tezligi bilan tajribalar qilish imkoniyatiga ega efirning ishchi modelini ishlab chiqishga imkon berdi.

Taklif etilayotgan yondashuv moddalarning optik va zichlik xususiyatlarini yuqori aniqlik bilan bashorat qilish imkonini beradi.

Karim Haydarov
Men uni qizim Anastasiyaning muborak xotirasiga bag'ishlayman
Boraboy, 2004 yil 31 yanvar
Ro'yxatdan o'tgan ustuvorlik sanasi: 2004 yil 30 yanvar

O'quvchilarga murojaat

Jiddiy ekologik va energetik inqirozlarga uchragan jamiyatning zamonaviy iqtisodiy rivojlanishi etakchi fan bo'lgan fizika bo'lgan tabiatshunoslik asoslarining zaifligini ko'rsatadi. Nazariy fizika ko'p muammolarni hal qila olmaydi, ularni anomal deb tasniflaydi. Rossiya Fanlar akademiyasi hokimiyati qarama-qarshi gipoteza mualliflari bilan muloqotning demokratik tamoyillaridan voz kechib, taqiqlash va o'z pozitsiyalarini himoya qilish printsipidan foydalanadi va "soxta fan" ga qarshi kurashni e'lon qiladi. Ilmning haqiqatini izlayotgan har bir kishi uchun biz vakillik ishni taklif qilamiz qisqa sharh mualliflarning ko'p yillik mehnati.

MATTANING IKKINCHI SHAKLI - ETER HAQIDA YANGI

(fizikadagi yangi nazariya)

Brusin S.D., Brusin L.D.

[elektron pochta himoyalangan]

ANNOTATSIYA.Materiyaning umumiy qabul qilingan birinchi shaklini (zarrachalar shaklida) yaratuvchisi Demokrit ekanligi qayd etilgan. Aristotelning asarlariga asoslanib, Olamning barcha jismlari va barcha jismlarning zarralari o'rtasida joylashgan va efir deb ataladigan ikkinchi shaklning mavjudligi ko'rsatilgan. Efirning jismoniy mohiyati va uning asosiy xususiyati, olamning birlamchi materiyasi, issiqlik energiyasi va gazlardagi bosim, yadro kuchlarining tabiati va atomning sayyoraviy bo'lmagan modeli haqida tubdan yangi tushunchalar ochiladi. Neytrino muammosi yechilib, Katta adron kollayderidagi jarayonlarning mohiyati va undagi tajribalarning ma’nosizligi ko‘rsatilgan. Bundan tashqari, magnetizmning tubdan yangi asoslari va o'ta o'tkazuvchanlikning mikroskopik nazariyasi asoslari keltirilgan.

Nisbiylik nazariyasining tanqidiy tahlili berilgan va uning nomuvofiqligi ko'rsatilgan.

I. Nazariyaning asosiy tamoyillari

§1. Materiya va efirning ikkinchi shakli

§2. Jismoniy shaxs efir

§3. Efirning jismlar va zarralar bilan aloqasi. Erga yaqin vakuumning efiri va materiyaning efiri

§4. Yerga yaqin vakuumning efir zichligini aniqlash

§5. Eter - Olamning asosiy moddasi

§6. Eterik - moddaning atom tuzilishi

II. Nazariyaning keyingi rivojlanishi va uni qo'llash

§7. Efir va issiqlik energiyasi

§8. Gazlardagi efir va bosim

§9. Katta adron kollayderidagi tajribalarning befoydaligi

§10. Yadro kuchlarining tabiati

§o'n bir. Boshqa ilmiy muammolarni hal qilish

III. Efir nazariyasining natijasi nisbiylik nazariyasining nomuvofiqligidir

§12. Nisbiylik nazariyasidagi asosiy xato

§13. Lorentz o'zgarishlarining nomuvofiqligi haqida

§14. Lorents o'zgarishlarining hosilalaridagi matematik xatolar haqida

§15. Efir nazariyasi nisbiylik nazariyasida ko'rib chiqilgan hodisalarni tushuntiradi

Xulosa

I. NAZARIYANING ASOSIY QOIDALARI

§1.Materiya va efirning ikkinchi shakli

Olamni anglashda ikki falsafiy tushuncha o‘rtasidagi kurash ikki ming yildan ortiq davom etdi. Birinchi tushunchaning yaratuvchisi mashhur qadimgi yunon faylasufi Demokritdir. U dunyodagi hamma narsa mayda zarrachalar (atomlar) va ular orasidagi bo'shliqdan iborat deb hisoblagan. Ikkinchi kontseptsiya boshqa, kam bo'lmagan mashhur qadimgi yunon faylasufi Aristotelning asarlariga asoslanadi. Uning fikricha, butun olam substrat (materiya) bilan to'ldirilgan va bo'shliqning eng kichik hajmi ham yo'q. . Buyuk Maksvell yozganidek, materiya tuzilishining ikkita nazariyasi bir-biri bilan turli muvaffaqiyatlar bilan kurashadi: koinotni to'ldirish nazariyasi va atomlar va bo'shliq nazariyasi.

Shunday qilib, yaratuvchisi umume'tirof etilgan materiyaning birinchi shakli (zarrachalar shaklida) Demokrit hisoblanadi. Barcha zamonaviy fanlar jismlar tuzilgan zarrachalar shaklidagi materiya shaklini ko'rib chiqishga asoslanadi; Shu bilan birga, Olamning birlamchi materiyasi bo'lgan birlamchi zarrachani qidirish davom etmoqda. Olamning ulkan kengliklari tegishli hodisalar kuzatiladigan maydonlar (elektromagnit maydon, tortishish maydoni va boshqalar) shaklida idrok etiladi. Ammo bu maydonlar nimadan iboratligi noma'lumligicha qolmoqda. Aristotel o'z asarlarida butun koinotda zarracha bo'shliq mavjud emasligini va u substrat bilan to'ldirilganligini ishonchli tarzda ko'rsatdi. masala). Binobarin, koinotning barcha jismlari va barcha jismlarning zarralari o'rtasida mavjud materiyaning ikkinchi shakli, unda hech qanday bo'shliq bo'lmasligi kerakligi bilan tavsiflanadi. Qadim zamonlardan beri butun koinot efir bilan to'ldirilgan deb ishonishgan va shuning uchun biz materiyaning ikkinchi shakli nomini saqlab qolamiz. efir, ayniqsa matnni taqdim etishda juda qulay bo'lgani uchun . Efirning turli xil ko'rinishlari mavjud. Kelajakda efirni jismlar va ularning zarralari o'rtasida joylashgan va zarracha bo'shliqni o'z ichiga olmaydigan moddiy muhitni ifodalovchi ikkinchi materiya shakli sifatida tushunish kerak. Endi bu efirning mohiyatini ochib beraylik.

§2. Efirning jismoniy mohiyati

Quyida biz efir va eksperimental ma'lumotlarning mohiyatini nazariy asoslab beramiz.

1. Nazariy ma’lumotlar

Avvalo, yuqorida aytib o'tilganidek, efir moddiy muhitni ifodalaydi va shuning uchun massaga ega. Bu materiya zarracha bo'shliq hajmiga ega emasligi sababli, uni shaklda ifodalash mumkin uzluksiz zarrasiz massa(zarralar bo'lishi mumkin emas, chunki ular orasida bo'lishi kerak bo'sh bo'lish, bu qabul qilinishi mumkin emas). Efirning bunday zarrasiz tasviri g'ayrioddiy, ammo u efir tuzilishining asosini aniq tavsiflaydi. Efirni aniqroq tasavvur qilish uchun uning zichligi bizga tanish bo'lgan moddalarning zichligi qiymatlariga nisbatan juda kichik qiymatga ega ekanligini qo'shamiz. Quyida (8-bandga qarang) 1 atm bosimdagi gaz molekulalari orasida joylashgan efir zichligi ko'rsatiladi. va gaz molekulalari tomonidan hosil qilingan, 10 tartibiga ega -15 g/sm 3 .

Zarrachalar mavjudligini rad etmasdan, tan olishimiz kerakki, Olamning moddiy dunyosi materiyaning ikki shaklidan iborat: a) zarralar (qisman) va b) materiyaning zarrasiz shaklini ifodalovchi efir.

Biz fan tomonidan rad etilgan, ammo tasdiqlanmagan efirning "gazsimon" tuzilishini tasdiqlaymiz (1-ilovaga qarang).

Efirning massasi, gaz kabi, eng katta hajmni egallashga intiladi, lekin ayni paytda bu massada bo'shliq paydo bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun efir hajmini oshirib, zichligini pasaytiradi. Bo'shliq bo'lmaganda zichlikni o'zgartirishning bu xususiyati asosiy va hayratlanarli; u gaz molekulalari orasidagi masofaning o'zgarishi tufayli yuzaga keladigan zichlikni o'zgartirish uchun gazning xususiyatidan farq qiladi, zamonaviy tilda bo'shliqni ifodalaydi.

Ma'lumki, Nyuton sayyoralar harakatining kuzatuvlaridan olingan ko'plab ma'lumotlarni tahlil qilib, o'zaro ta'sir kuchi aniqlanadigan universal tortishish qonunini kashf etdi. samoviy jismlar. Keyinchalik, ushbu qonunga muvofiq, Yerdagi har qanday jismlarning o'zaro ta'siri eksperimental ravishda tasdiqlandi. Nyuton o'z ishida muntazam ravishda bu masalaga qaytdi va tortishishning nazariy asoslanishini ta'minlashga harakat qildi. Shu bilan birga, u efirga katta umid bog'lagan va efirning mohiyatini ochib berish ushbu eng muhim masalaga yechim topish imkonini beradi, deb ishongan. Biroq, Nyuton bu muammoni hal qila olmadi. Gravitatsiyaning nazariy asosini yaratishga qaratilgan ko'plab urinishlar bugungi kungacha muvaffaqiyatsiz davom etmoqda. Biz buni boshqacha qilamiz: Biz tortishish hodisasini materiyaning har qanday massasiga, shu jumladan efir massasiga xos xususiyat sifatida ko'rib chiqamiz. Ushbu postulat bizga fanning eng muhim masalalarini hal qilishga imkon beradi. Umid qilamizki, kelajakda efirning xossalari ochib berilar ekan, bu postulatni nazariy asoslab berish mumkin bo‘ladi. Efirga jismlar tomonidan ta'sir etuvchi tortishish kuchlari uning uzluksiz massasining siqilishiga olib keladi, bu esa efirning ma'lum bir zichligini hosil qiladi. Agar biron sababga ko'ra efirning zichligi efirga ta'sir qiluvchi kuchlarga to'g'ri keladigan zichlikdan kattaroq bo'lib chiqsa, u holda efir (gaz kabi) u mavjud bo'lgan butun bo'shliq bo'ylab tarqalib, zichlikni mos keladigan darajaga kamaytiradi. qiymat. Shubhasiz, tarqalish uchun mavjud bo'sh joy kamroq efir zichligi bo'lgan joy bo'ladi.

Yuqorida aytilganlarga asoslanib, biz efirning asosiy xususiyatini shakllantiramiz: “Materiyaning zarrasiz shaklining uzluksiz massasi bo'lgan, bo'shliq bo'lmagan efir (gaz kabi) eng katta hajmni egallashga intiladi, shu bilan birga uning hajmini kamaytiradi. zichlik va zarralar va jismlar bilan tortishish o'zaro ta'sir kuchlari bilan tavsiflanadi.

Ochilgan mulk ilm-fanga olib keladigan yangi narsalarni sanab o'tamiz:

a) efirga ta'sir etuvchi kuchlarga mos keladigan zichlikka ega bo'lgan zarrasiz efir tuzilishini ochib beradi;

b) efir "gazsimon";

v) efir massaga ega (bu faraz fanda ilgari ko‘rib chiqilgan) va bu massaga gravitatsion o‘zaro ta’sir qonuni sifatida universal tortishish qonuni qo‘llaniladi.

Eter uzluksiz, ya'ni. uning biron bir qismini efir bilan bir-biridan "izolyatsiya qilingan" zarralardan farqli o'laroq, efirning qolgan qismidan "ajralishi" mumkin emas. Efirning ko'rib chiqilayotgan asosiy xususiyati faqat uning jismoniy va mexanik tuzilishiga taalluqli ekanligini ta'kidlaymiz. Biroq, cheksiz miqdordagi ma'lumotlar kosmik efir orqali o'tadi, shuning uchun efirning juda muhim axborot xususiyatlari kelajakda ko'rib chiqilishi kerak.

2. Eksperimental ma’lumotlar

Keling, efirning asosiy xususiyatini tasdiqlovchi tajribalarni taqdim qilaylik .

1. Fizeau va Mishelson tajribalari (2-ilovaga qarang).

2. Zarracha massasining uning harakat tezligiga bog'liqligi (3-ilovaga qarang).

3. Unga efir massasi berilganda tana vaznining oshishi (§7 ga qarang).

4. Gazga efir massasi berilganda uning hajmi va bosimining o'zgarishi (8-§ ga qarang).

5. Zarrachaning harakat tezligining oshishi bilan uning ishlash muddatini ko'paytirish (§5, 1.2.4-band).

6. Katta adron kollayderida sodir bo'layotgan voqealarning mohiyati (§9).

§3. Efirning jismlar va zarralar bilan aloqasi. Erga yaqin vakuumning efiri va materiyaning efiri

Efirning jismlar va zarralar bilan bog'lanishi efirning asosiy xususiyatiga muvofiq tortishish o'zaro ta'siri orqali amalga oshiriladi. Keling, quyida ushbu o'zaro ta'sirni ko'rib chiqaylik.

1. Yerning efir bilan o'zaro ta'siri. Yer vakuumli efiri

Birinchidan, biz ensiklopediyadan iqtibos keltirgan vakuum makon tushunchasini aniqlab olaylik. zamonaviy kontseptsiya vakuum: " Vakuum (lotincha vakuum - bo'shlik) atmosfera bosimidan sezilarli darajada past bo'lgan gazni o'z ichiga olgan muhitdir... Vakuum ko'pincha haqiqiy zarrachalar bo'lmagan holat sifatida ta'riflanadi". Biz yuqorida koinotning moddiy dunyosi materiyaning ikki shakli: efir va zarrachalardan iborat ekanligini ko'rsatdik. Shuning uchun vakuum deganda zarrachalar bo'lmagan, lekin efir saqlanib qolgan, bo'shlik esa materiyaning hech qanday shakli yo'qligi bilan tavsiflangan muhitni tushunish to'g'ri bo'ladi.

Keling, efirning Yer bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqaylik. Yerdan R masofada joylashgan nuqtani tanlaymiz, bunda efir ahamiyatsiz v 0 hajmni egallaydi, bunda efir zichligi bir xil deb hisoblanadi va p 0 qiymatiga ega bo'ladi; u holda v 0 hajmdagi efirning massasi m 0 bo'ladi

m 0 = p 0 · v 0. (1)

Nyuton qonuni bo'yicha Yerning m 0 massasiga tortishish ta'sirining F G kuchi aniqlanadi:

F G = m 0 g G , (2)

bu erda g G - tanlangan nuqtada Yer tomonidan yaratilgan tortishish maydonining kuchi.

g G R masofaning kvadratiga teskari proportsional bo'lgani uchun F G kuchi Yerdan masofa bilan kamayadi. Bu kuch efirning ma'lum bir zichligiga olib keladi, buning natijasida Yer atrofida efir qobig'i (Yerning aurasi) hosil bo'ladi, efir zichligi Yerdan masofa bilan asta-sekin kamayadi. Shuning uchun, Yerga yaqin vakuumning efiri (ya'ni, zarrachalarni o'z ichiga olmaydi) ma'lum bir zichlikka ega. Og'irlik kuchi bilan Yerga bosilgan bu efir Quyosh atrofida harakatida u bilan birga harakat qiladi. Bu Mishelson tajribasi bilan tasdiqlangan (2-ilovaga qarang).

Xuddi shunday, biz har qanday mikro va makro jismlarning auralari, shuningdek, tirik sub'ektlarning aurasi haqida gapirishimiz mumkin. Masalan, insonning eterik aurasi ma'lum bo'lib, u energiya maydoni (E) deb ataladi va allaqachon Kirlian usulidan foydalangan holda odamning aurasining fotosuratini olish imkonini beradigan uskunalar mavjud. Biz shuni qo'shimcha qilamizki, bu energiya maydoni E m efir massasi bilan tavsiflanishi mumkin (E = mc munosabati ma'lum). 2 ).

Har qanday mikro yoki makro jismlarning efir qobiqlari (auralari) haqida gapirganda, biz bu qobiqlar ularning tanasiga tegishli ekanligini va ular bilan kosmosda harakat qilishini aniq tushunishimiz kerak. Bu kosmosdagi barcha makro jismlarga tegishli. Er yaqinidagi efir Quyoshning efir qobig'ida Yer bilan birga harakat qiladi, u Quyosh bilan birga Galaktikaning eter muhitida harakat qiladi. Bu erdan ma'lum bo'ladi tinchlikda dunyo efiri yo'q.

2. Zarrachaning efir bilan o'zaro ta'siri. Efir moddasi

1-bandda keltirilganga o'xshab, zarrachaning efir bilan tortishish o'zaro ta'siri zarracha atrofida efir qobig'ining (zarracha aurasi) hosil bo'lishiga olib keladi, bunda efir zichligi zarrachadan masofa bilan silliq ravishda kamayadi. . Efir qobig'i bilan zarralar (atomlar, molekulalar) to'plami moddani ifodalaydi, uning har bir nuqtasida zarrachalar o'rtasida tegishli zichlikdagi efir (materiya efiri) mavjud.

Shuni ta'kidlash kerakki, Yerdagi barcha moddalar efir qobig'i bilan birga Yerga yaqin vakuumning efir muhitida (Yer aurasi) harakatlanishi mumkin. Erga yaqin vakuumning efir muhiti Yerda joylashgan barcha jismlar va moddalarni qamrab oladi.

§ 4.Yerga yaqin vakuumning efir zichligini aniqlash

Quyidagi mulohazalardan Yerga yaqin vakuum efirining taxminan zichligini aniqlaymiz. Yorug'lik efir muhitida tarqaladi, bu Yerga yaqin vakuumning efiri va modda molekulalari orasida joylashgan efir zichligi yig'indisini ifodalaydi. Da

Erdagi materiya harakatida uning efiri Yerga yaqin vakuumning efiriga nisbatan harakatlanib, yorug'lik fotonini o'ziga tortadi. Shuning uchun harakatlanuvchi materiya tezligining bir qismi yorug'likka o'tadi. Efirning qarshilik koeffitsienti a Lorentz tomonidan aniqlangan va quyidagi qiymatga ega:

a = 1 – 1 / n 2 , (3)

Bu erda n - moddaning sindirish ko'rsatkichi.

Aniqroq hisoblash uchun biz modda sifatida eng kichik molekulyar o'lchamlarga ega bo'lgan inert gaz geliyni va shuning uchun moddaning efiri joylashgan eng katta molekulalararo mintaqani olamiz. Oddiy sharoitlarda, ya'ni. 1 atm bosim ostida. gaz molekulalari orasida joylashgan efirning zichligi 10 -15 g/sm 3 (§8-ga qarang). Geliyning sindirish ko'rsatkichi n = 1,000327 ga teng, bu (3) ga muvofiq a = 0,000654 qiymatini beradi. Shubhasiz, agar moddaning efirining zichligi Yerga yaqin bo'lgan vakuumning efiri zichligiga teng bo'lsa, u holda qarshilik koeffitsienti 0,5 ga teng bo'ladi. Proporsiyani tuzib, biz olamiz

d = 10 -15 · (0,5 / 0,000654) ≈ 10 -12 g/sm3.

§5. Eter - Olamning asosiy moddasi

Fan taraqqiyotining butun tarixi davomida eng muhim masala - Olamning barcha moddalari nimadan iborat, ya'ni olamning dastlabki zarrasi yoki moddiy olamning tuzilishi asosida yotgan birlamchi materiya nimadan iborat. Fan rivoji bilan bunday birlamchi zarralar molekulalar, atomlar, atom yadrolari, protonlar va neytronlar edi. Zamonaviy kvark nazariyasiga ko'ra, kvarklar shunday birlamchi zarralar hisoblanadi. Biroq, qariyb besh o'n yillikdagi sezilarli sa'y-harakatlarga qaramay, kvarklarning mavjudligi hali ham eksperimental ravishda tasdiqlanmagan.

Zamonaviy ilm-fan uchun ibtidoiy materiyani tushunishning g'oyat muhimligini ta'kidlaylik. Kvarklarni birinchi materiya sifatida ko'rib, fan ommabop Chirkov to'g'ri ta'kidlaydi: “Kvarklarning kashf etilishi fanning haqiqiy g'alabasi edi! U oltin harflar bilan yozilgan, barcha darsliklarga kiritilgan va, shubhasiz, ularda keyingi, aytaylik, yuzlab yillar davomida saqlanib qolardi». .

Quyida ibtidoiy materiya muammosining yechimini va u bilan bog'liq elementar zarrachalarni tushunish masalasini ko'rib chiqamiz.

Biz bu masalalarni moddiy olam zarrachalar va ular orasida joylashgan materiyaning zarrasiz shakli (efir)dan iboratdek tuyulishi, asosiy xususiyati 2-bandda ochib berilgan haqiqat asosida ko'rib chiqamiz.

Keling, elementar zarralar masalasini ko'rib chiqishga o'tamiz.

1. Elementar zarralar nimadan tuzilgan?

Zamonaviy fanning ushbu eng muhim masalasini hal qilish uchun biz taniqli eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilamiz va keyin ularning nazariy asoslarini beramiz.

1.1. Eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilish

1.1.1. Elektron va pozitronning annigilyatsiyasi ikkita gamma nurlanish hosil bo'lishiga olib kelishi eksperimental tarzda aniqlangan. Shuni ta'kidlaymizki, bu gamma kvantlarning har biri endi zarrachalar hosil qila olmaydi (chunki bunday gamma kvantning energiyasi buning uchun etarli emas) va ular har qanday zarralar yoki jismlarga duch kelganda, bu gamma kvantlar o'z energiyasini ularga beradi va to'xtaydi. mavjud. Ammo zarrachalar massasi - elektron va pozitron qaerga ketdi? Agar moddaning massasi ikki shaklda bo'lishi mumkinligini hisobga olsak, javob aniq bo'ladi - moddaning zarrasiz shaklini ifodalovchi zarralar va efir, ya'ni ko'rib chiqilayotgan zarrachalar massasi moddaning zarrasiz shakliga o'tgan. Binobarin, gamma kvant zarrachani ifodalamaydi (odatdagidek zamonaviy fan), va (Eynshteynning to'lqinning aniq ta'rifidan keyin) efir to'lqinining kuzatilgan harakati, bu efirning o'zi emas, balki efirning qandaydir holatining harakatidir.

1.1.2. Eksperimental tarzda aniqlanganki, agar tegishli energiyaning gamma kvanti to'siqga (masalan, atom yadrosiga) yo'naltirilsa, u holda barqaror zarralar - elektron va pozitron yoki proton va antiproton hosil bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, ma'lum o'lchamdagi (1.1.1-bandda ko'rsatilganidek, gamma kvantida joylashgan) materiyaning zarrasiz shaklidan 10 17 kg / m 3 ga teng bo'lgan juda yuqori zichlikdagi barqaror zarrachalar hosil bo'lishi mumkin. . Materiya massasining juda past qiymatdan (zarrachasiz shakli mavjud) juda yuqori darajaga qadar sezilarli darajada siqilish haqiqati aniq.

1.1.3. Har xil massali va turli xil umrga ega bo'lgan sezilarli miqdordagi beqaror elementar zarrachalarning shakllanishi eksperimental ravishda aniqlangan.

Shunday qilib, barcha eksperimental ma'lumotlar ko'rib chiqilayotgan pozitsiyalardan tushuntiriladi va elementar zarralar efirning siqilgan massasini ifodalaydi va biz mavjudligini tasdiqlay olamiz. moddaning zarrasiz shaklidan (efir) elementar zarrachalar hosil bo'lish hodisasi.

Endi eksperimental ma'lumotlarning nazariy asoslanishini ko'rib chiqishga o'tamiz.

1.2. Eksperimental ma'lumotlarni nazariy asoslash

Eksperimental ma'lumotlarning tavsiya etilgan nazariy asoslanishi elementar zarrachalarning zamonaviy nazariyasidan tubdan farq qiladi. U efirning asosiy xususiyatiga asoslanadi. Shu bilan birga, mikrodunyodagi tortishish o'zaro ta'siri ko'rib chiqiladi, bu zamonaviy fanda nomaqbul deb hisoblanadi, chunki u mikrodunyoda hukmronlik qiladigan zaif, elektromagnit va kuchli o'zaro ta'sirlardan ancha zaifroqdir.

1-rasmda biz m massali zarrachani shar shaklida tasvirlaymiz, lekin u har qanday boshqa shaklda bo'lishi mumkin. B nuqtada sirtda joylashgan zarrachaning kichik qismiga (kattaligi ∆m) kuchlarning ta'sirini ko'rib chiqamiz. Bu kuchlar quyidagicha yoziladi:

F = ∆m g    F 1 = ∆m g 1

Bu erda g - zarrachani o'rab turgan barcha m jismlar tomonidan yaratilgan tortishish maydonining kuchi,

F kuchi massani zarrachadan ∆m uzoqlashtirib, uni yo‘q qilishga harakat qiladi, F 1 kuchi esa zarracha yuzasida ∆m massani ushlab turadi. E'tibor bering, B nuqtasi zarracha yuzasining g kuchlanishi g 1 tarangligiga qarama-qarshi bo'lgan joyda tanlanadi, buning natijasida zarracha halokatga eng moyil bo'ladi. g va g 1 nisbatiga qarab (va, demak, F va F 1 kuchlari)

m zarrachaning mavjudligi mezonlarini aniqlaymiz.

1.2.1. I mezon

I mezon munosabatga mos keladi

Bunda m zarracha buzilmaydi va barqaror zarracha shaklida mavjud. Eksperimental tasdiqlash - 1.1.2-bandda keltirilgan ma'lumotlar. E'tibor bering, barqaror zarrachaning ishlash muddati I mezon bajarilgan vaqt bilan belgilanadi.

1.2.2. II mezon

II mezon munosabatga mos keladi

bu erda g 2 - Yupiter yuzasida tortishish maydoni kuchining eng past qiymati.

Ma'lumki, Yerdagi tortishish maydoni kuchining maksimal mumkin bo'lgan qiymati g g 2 qiymatidan bir necha baravar kam, ya'ni.

Shunga asoslanib, g ning qiymatini g 2 o'rniga (6) ga almashtirsak, biz quyidagilarga ega bo'lamiz:

Munosabatlar (8) shuni ko'rsatadiki, I mezon Yerda doimo bajariladi. Binobarin, elektron va proton Yerda abadiy yashaydi.

3.2. Har xil elementar zarralarning tezlatgichlarda yoki kosmik nurlardan foydalangan holda o'zaro ta'siri, massasi dastlabki zarrachalarning massasidan kattaroq bo'lgan yangi zarrachalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Ko'p narsa ozdan iborat bo'lishi mumkin bo'lgan paradoksal haqiqat zamonaviy fan tomonidan haqiqat sifatida qabul qilinadi. Buning natijasida, deb ishoniladi "oddiy va murakkab, elementar zarralar dunyosining butun va bir qismi haqidagi odatiy qarashlar mutlaqo yaroqsiz bo'lib chiqdi". Biroq, yuqorida ko'rib chiqilgan pozitsiyalardan bu muammoning echimi ayon bo'ladi: elementar zarralar hosil bo'lishida tezlashtirilgan zarrachalarning o'zidan tashqari, zarrasiz moddalar massasi ham ishtirok etadi, bu esa tez harakatlanish orqali ularning oldida "haydalanadi". zarralar. Bu aniq Tezlatgichning kuchi qanchalik katta bo'lsa, olinishi mumkin bo'lgan yangi zarrachalarning massasi shunchalik katta bo'ladi.

3.3. Zamonaviy ilm-fan nuqtai nazaridan proton radiusi va uning zichligi mos ravishda 10 13 sm va 1017 kg / m 3 ga teng.

Bu miqdorlarni I (4) mezonga muvofiq protonning mavjudligi shartidan hisoblaylik. Biz zichligi bir tekis taqsimlangan to'p shaklidagi protonni hisobga olgan holda taxminan hisob-kitob qilamiz. Keyin proton yuzasida g 1 qiymati aniqlanadi:

g 1 = g ˑ mp / r 2 , (9)

bu erda g - tortishish doimiysi,

m P - proton massasi,

r - protonning radiusi.

(9) dan g 1 qiymatini (4) ga almashtirib, r bo‘yicha hisob-kitoblarni amalga oshirib, biz quyidagilarni olamiz:

r 10 29 kg / m 3

Olingan qiymatlarning ba'zi eksperimental tasdig'i 1970 yilda Stenford chiziqli tezlatgichida o'tkazilgan tadqiqot natijalari bo'lib, elektronlar protondan 10 16 sm masofada to'siqsiz o'tishi aniqlangan.

Keling, 5-banddan xulosa chiqaraylik.

1. Olamning moddiy dunyosi materiyaning ikki shakli: zarrasiz (efir) va elementar zarralar shaklida ifodalanadi. Barcha jismlar va moddalar elementar zarralardan iborat bo'lib, ular orasida turli xil zichlikdagi efir mavjud.

2. Eter - elementar zarralar uchun "qurilish materiali". Elementar zarralar moddaning zarrasiz shaklining siqilgan massasini ifodalaydi va zarrachaning o'zi massasi tomonidan yaratilgan tortishish kuchi tufayli barqaror yoki beqaror zarralar shaklida mavjud.

3. Materiyaning zarrasiz shakli (efir) moddiy olam tuzilishi asosida yotgan birlamchi materiyadir.

4. Moddiy olamdagi hodisalarni chinakam anglash uchun asos yaratiladi va ayrim dolzarb ilmiy muammolarning yechimlari ta’minlanadi.

§6. Moddaning efir-atom tuzilishi

Zamonaviy atomistik ta'limotga asoslanadi falsafiy tushuncha Demokrit va zamonaviy fanning asosiy paradigmasi materiyaning atom-vakuum tuzilishi; bu holda vakuum bo'shliqni bildiradi (Demokritga ko'ra). Yuqorida biz bo'shliq yo'qligini va mikrozarralar, jismlar va makro jismlar atrofida tegishli efir qobiqlari mavjudligini ko'rsatdik. Bu bizni fanning asosiy paradigmasi sifatida tan olish zarurligiga olib keladi eterik - moddaning atom tuzilishi.

Yangi paradigma fizikadagi yangi yutuqlarga kuchli turtki beradi va barcha ilmiy tadqiqotlarda ish sifatini oshiradi.

II. NAZARIYANING YANGIDA ISHLAB CHIQISHI VA UNING QO'LLANISHI

§7. Efir va issiqlik energiyasi

Yuqorida ta'kidlanganidek, moddaning zarralari orasida massa bilan zarrachasiz moddani ifodalovchi efir mavjud.

Qizdirilganda issiqlik energiyasini Q qabul qilib, tana massa va energiya o'rtasidagi munosabatlar qonuniga muvofiq m massasini ham oshiradi.

Q = m c 2 , (12)

Qayerda Bilan- vakuumdagi yorug'lik tezligi.

Ammo isitish vaqtida tananing zarrachalari soni o'zgarmaganligi sababli, demak, isitgichdan olingan moddaning zarrasiz shakli (efir) massasi hisobiga m massa ortadi. (12) munosabatdan efirning hosil bo'lgan m massasining qiymatini aniqlash mumkin. Shunday qilib, issiqlik energiyasining tashuvchisi moddaning zarrasiz shaklidir (efir). Bunga asoslanib, biz issiqlik energiyasining mohiyatini shakllantiramiz: Q issiqlik energiyasi efirning m massasi bilan tavsiflanadi; bu holda Q = m ga bog'liqlik mavjud.c 2 (Bilan- Yerga yaqin vakuumning efir muhitida yorug'lik tezligi) ” . Bu issiqlik energiyasining tubdan yangi tushunchasini ochib beradi, bu esa rivojlanish imkonini beradi issiqlik energiyasini olishning tubdan yangi usullari. Yuqorida ta'kidlanganidek, moddaning zarrasiz shakli (efir) barcha jismlar o'rtasida va barcha jismlarning zarralari orasida joylashgan, lekin ayni paytda efir jismlar va zarralar bilan bog'langan. Shuning uchun issiqlik energiyasini olish uchun uni rivojlantirish kerak efir massasini chiqarish usullari, bu (12) munosabatga muvofiq issiqlik energiyasini ifodalaydi; Hozirda bunday energiyani koinotdan olishga urinishlar davom etmoqda. Aloqa (12) yadroviy reaktorlarda eksperimental ravishda kuzatiladi, garchi jismlarni isitishda buni tasdiqlovchi tajribalar allaqachon mavjud. Atom reaktorlarida yadro bo'linishi paytida dastlabki yadroning massasi va olingan yangi yadrolarning massalari yig'indisi o'rtasida farq kuzatiladi. Ushbu massa farqi (12) ga muvofiq hosil bo'lgan issiqlik energiyasini tavsiflovchi efirning ajratilgan massasini ifodalaydi.

Moddaning barcha zarralari yuqori zichlikdagi efirdan boshqa narsa emasligi sababli, energiya muammosini hal qilishning umumiy yo'nalishi annigilyatsiya energiyasi bo'lishi mumkin, buning natijasida zarrachalar massasi issiqlik energiyasini tavsiflovchi efir massasiga aylanadi. Shu bilan birga, materiyaning butun massasi zamonaviy atom energiyasidan ming marta samaraliroq bo'lgan ekologik toza issiqlik energiyasiga aylanadi.

§8. Gazlardagi efir va bosim

Molekulyar kinetik nazariyaga (MKT) ko'ra gazlardagi bosimning tabiatini zamonaviy tushunish xaotik harakatlanuvchi molekulalarning devorga ta'siri bilan izohlanadi. Biroq, bu molekulyar ta'sirlar kuzatilgan bitta tajriba yo'q. Zamonaviy fizika MKTni tasdiqlaydi deb hisoblagan Stern tajribasi va Broun harakati noto'g'ri ekanligini ko'rsatish mumkin.

Quyida gazlardagi bosimni nazariy nuqtai nazardan ko'rib chiqamiz.

2a-rasmda V hajmli kub shaklidagi idish ko'rsatilgan 1 , unda P bosim va T haroratda 1 mol kislorod mavjud 1 . Kislorod molekulalari (qora doiralar) idishda teng ravishda taqsimlanadi va har bir molekula mavjud kislorod haroratiga mos keladigan efir miqdori bilan to'ldirilgan ma'lum hajmli kubni egallaydi. Tasavvur qilaylik, gaz kengayganida idishning devorlari bir-biridan uzoqlashishi mumkin va P bosimi o'zgarmasdan qoladi.

Kislorodni T haroratgacha qizdiramiz 2 . Shu bilan birga, u barcha uch yo'nalishda kengayadi va allaqachon V hajmli kubni egallaydi 2 . Miqdor bo'yicha hajmning oshishiga erishamiz

v = V 2 – V 1 (13)

Bu molekulalar orasidagi masofaning oshishi tufayli yuzaga keladi. Ovozning bunday o'sishi rasmda ko'rsatilgan. 2b shakldagi kabi bir xil o'lchamdagi kublar orasidagi bo'shliq shaklida. 2a.

v hajmi yondirgichdan olingan Q issiqlik miqdori bilan to'ldiriladi, u §7da ko'rsatilganidek, efir m massasini ifodalaydi.

Kimdan maktab kursi Fiziklar 1 mol gazning holatini Klapeyron-Mendeleyev tenglamasi bilan tasvirlashini bilishadi:

bu yerda R universal gaz doimiysi.

Bu tenglamani T haroratdagi gaz holatlari uchun yozamiz 1 va T 2 :

PV 1 =RT 1 , (15)

PV 2 =RT 2 (16)

(16) tenglamadan (15) tenglamani ayirib, biz quyidagilarga erishamiz:

P(V 2 – V 1 ) = R (T 2 – T 1) (17)

Bundan ko'rinib turibdiki, P bosimida ortgan v hajmni to'ldirish uchun universal gaz konstantasi va gaz tomonidan olingan harorat farqi ko'paytmasiga teng Q issiqlik energiyasi sarflanadi. Buni hisobga olgan holda (17) ifoda shaklni oladi

(12) munosabatdan Q qiymatini almashtirib, olamiz

P v = m c 2, (19)

Efir m massasining u egallagan v hajmiga nisbati efirning d zichligini ifodalaganligi sababli, natija:

P=dc 2 (21)

Bunga asoslanib, biz efirning bosim hosil qilish xususiyatini shakllantiramiz: “D zichlikdagi efir p bosimini hosil qiladi; bu holda p = d bog'liqlik mavjudc 2 (c - Yerga yaqin vakuumning efir muhitidagi yorug'lik tezligi).

Shunday qilib, efirning bu xususiyatiga muvofiq, gaz bosimi uning molekulalari orasida joylashgan efir zichligi bilan aniqlanadi. Aynan shu efirning zichligi gazlardagi bosimni belgilaydi.

Topilgan munosabatga P = 1 atm = 100 000 Pa qiymatini almashtirish va Bilan= 300 000 km / s = 3·10 8 m / s, olamiz: 1 atmosfera bosimida uning molekulalari orasida joylashgan efir gazining zichligi taxminan 10 15 g / sm 3 ni tashkil qiladi. E'tibor bering, 1909 yilda mashhur ingliz olimi J. J. Tomson xuddi shunday qiymatni olgan.

Gazlardagi bosimning yuqoridagi tushunchasi bosim bilan bog'liq hodisalar haqidagi ilmiy bilimlar sohasida tub o'zgarishlarni amalga oshiradi. Masalan:

a) raketa dvigatellarida yoqilg'i yoqilganda, yonish kamerasidagi bosim yoqilg'i yonishi paytida ajralib chiqadigan efir zichligi oshishi tufayli hosil bo'lishi aniq bo'ladi. Shuning uchun dvigatel quvvatini olish va tartibga solish vazifasi turli xil efir zichligini olishdan iborat.

b) Koinotning vakuum fazosida (zarrachalar bo'lmagan) ma'lum bir efir zichligi mavjudligi zamonaviy astronomiyada ham, koinotning massasini hisoblashda ham, boshqa hisoblarda ham hisobga olinmaydi.

§9. Katta adron kollayderidagi tajribalarning befoydaligi

2008 yilda Shveytsariyada o‘ta kuchli tezlatkich – Katta adron kollayderi (LHC) ishga tushirildi, bu soliq to‘lovchilarga 10 milliard yevroga tushdi. LHCdagi sinovlarning asosiy maqsadi, olimlarning fikriga ko'ra, koinotning birlamchi materiyasini ifodalovchi ibtidoiy zarracha bo'lgan Xiggs bozonini aniqlashdir. Bundan tashqari, olimlarning fikricha, tajriba “Katta portlash”ni miniatyurada ko‘paytirish va materiyaning xossalari haqida fundamental bilim olishga imkon beradi. Buning uchun protonlarni sindirish kerak, deb ishoniladi, ular uchun LHC ishi 3 ta asosiy jarayonda amalga oshiriladi:

a) chuqur vakuum hosil qilish;

b) protonlarning qarshi oqimlarining juda yuqori energiyaga tezlashishi E = 7 10 12 eV;

v) protonlarning qarama-qarshi oqimlarining to'qnashuvi, natijada protonlar sinishi kerak va kutilgan hodisalarni kuzatish mumkin.

Darhol ta'kidlaymiz: §5da koinotning asosiy moddasi efir ekanligi ko'rsatilgan va birlamchi zarrachani qidirishning ma'nosi yo'q. Bundan tashqari, §15 , 1-bandda koinotning kengayishining noto'g'riligi ko'rsatilgan katta portlash, chunki u qizil siljishni noto'g'ri tushunishga asoslangan. Shuning uchun, Katta portlash haqida gapirishning ham ma'nosi yo'q. Ammo keling, barcha 3 jarayonni ko'rib chiqaylik.

1. Chuqur vakuum hosil qilish

Chuqur vakuum kollayderning ish joyidan havo chiqarish orqali hosil bo'ladi. Ideal vakuumda barcha havo molekulalari ular yaratgan eterik qobiqlar (aura) bilan birga tashqariga chiqariladi, ya'ni. moddaning efiri (3-band, 2-bandga qarang) chiqariladi. Biroq, ish joyida

yerga yaqin vakuum fazosining efiri qoladi (3-band, 1-bandga qarang), unda barcha moddalar joylashgan (3-band, 2-bandga qarang). Lekin §4da bu efirning zichligi 10 ga teng ekanligi ko'rsatilgan -12 g/sm 3 , bu 1 atm bosimda havo molekulalari tomonidan yaratilgan evakuatsiya qilingan efirning zichligidan ming marta kattaroqdir. (8-§ ga qarang).

2. Protonlarning tezlashishi

Shunday qilib, protonlarning harakati Yerga yaqin vakuumning efir muhitida sodir bo'ladi. Shuning uchun proton efir muhitida yuqori tezlikda harakat qilganda, uning oldidagi efir massasini haydashga majbur bo'ladi (yuqori tezlikda harakatlanayotgan mashina kabi). Bunday holda, sarflangan energiya protonni uning oldida siqilgan (unga yopishgan) efir massasi bilan birga harakatga keltiradi. Efir massasining protonga yopishishi protonning efir bilan bir xil moddadan iboratligi bilan osonlashadi (proton o'ta zich efirdir, §5 ning 4-bandiga qarang). Proton massasining oshishi tezlatgichning qo'llaniladigan E energiyasiga to'g'ri keladi. Tinch holatdagi protonning massasini bilish m R =1,6726∙10 -27 kg ni energiya ekvivalenti E orqali ifodalaydi R= m R c 2 = 0,94∙GeV, biz umumiy harakatlanuvchi massa m qiymatini aniqlashimiz mumkin (proton massasi m R plyus ortib boruvchi efir massasi) nisbatdan E tezlatgichning energiyasiga qarab:

m/m R= E / E R (22)

m = 7∙10 ni qayerdan olamiz 3 / 0,94 = 7447 m R , (23)

Nisbiylik nazariyasidan ma'lum bo'lgan munosabatga ko'ra

m = m 0 (1-v 2 /c 2)–1/2 (24)

proton tomonidan olingan tezlikni hisoblashingiz mumkin. Bu 0,99999999 bo'ladi c, ya'ni yorug'lik tezligiga yaqinlashdi c. 3-rasmda proton tezligi oshishi bilan harakatlanuvchi massa qanday o'zgarishi ko'rsatilgan. 30 000 km/s (0,1 s) tezlikda massa 0,5% ga, 100 000 km/s (0,333 s) tezlikda 6% ga, maksimal qiymatida esa 7447 martaga oshadi.

Biz nisbiylik nazariyasida ochilmagan munosabatning (24) fizik mohiyatini tushuntirdik. Relyativistik fizikada bu bog'liqlik yuqori tezlikdagi mexanika uchun haqiqiy deb hisoblanadi. Biroq, bu munosabatni klassik fizika nuqtai nazaridan olish mumkin, agar zarrachaning moddiy efirning haqiqiy muhitidagi harakatini hisobga olsak (3-ilovaga qarang).

3. Protonlarning to'qnashuvi

Har qanday kollayderda protonlar to'qnashganda nima sodir bo'ladi? 4-rasmdan ko'rinib turibdiki, tezlanish vaqtida protonlar tomonidan olingan efir massalarining to'qnashuvi mavjud. Bunday holda, bu efir massalarining turli qismlarining siqilishi sodir bo'ladi, buning natijasida turli xil zarralar va ularga mos keladigan antizarralar hosil bo'ladi, ular yo'q qilinadi, turli energiyalarning gamma kvantlarini hosil qiladi (proton va antiproton qanday hosil bo'lishi va yo'q qilinishiga o'xshash). (§5, 1.1-bandga qarang) Natijada, katta portlashning taqlidi sifatida ommaviy axborot vositalari tomonidan suratga olingan va tarqatilgan juda rangli rasm kuzatiladi. Xuddi shu rasm LHCda ham kichikroq rasmda kuzatiladi.

kuchli kollayder. Farqi shundaki, LHCda rasm yanada ajoyib bo'ladi va kattaroq zarralar kuzatilishi mumkin (§5, 3.2-bandga qarang). Tajriba tashkilotchilarining fikricha, Katta portlash boshlanishidan oldingi bosqichda koinot suratini ko‘rish mumkin. Ammo bu rasm protonlar tezlashishi paytida olingan efir massalaridan hosil bo'ladi, va protonlarning o'zlari parchalanmaydi va ular to'xtagandan so'ng, tezlashuv natijasida olingan efir massasi atrofdagi kosmosda tugaydi va issiqlik energiyasini quyidagiga muvofiq tavsiflaydi.

munosabat (12).

Chiqarilgan energiyaning chegaraviy qiymatini aniqlaymiz. 1eV = 1,602∙10 ekanligini bilish -19 J, shuni hisoblash mumkinki, 1 proton to'qnashganda va to'xtaganda energiya ajralib chiqadi

V 1 = 7∙10 12 ∙1,602∙10 -19 = 1,12∙10 -6 J (25)

Agar tajriba, rejalashtirilganidek, 10 ni o'z ichiga olsa -9 g protonlar (protonlar soni n = 6∙10 14 ), u holda tajriba davomida chiqarilgan umumiy energiya (ekstremal holatda) bo'ladi:

Vt = 1,12∙10 -6 ∙ 6∙10 14 = 6,7∙ 10 8 J. (26)

Chiqarilgan efir energiyasi issiqlik ekanligini yana bir bor tushuntirib beraylik, bu tajriba bilan tasdiqlanadi.

Jarayonning qisqa muddatini hisobga olgan holda, eng yuqori quvvat qiymati juda katta bo'ladi. Bu uskunaning yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin, ammo erning 100 metrli qatlami Yerda yaxshi himoya hisoblanadi. Ha, va tajribachilar ekstremal holat ruxsat berilmaydi, chunki tezlatkich kuchining ortishi va tajribada ishtirok etuvchi protonlar soni asta-sekin ortadi.

Shunday qilib, protonlar parchalanmaydi va protonlarning yorug'lik tezligida to'qnashuvi bilan bog'liq rejalashtirilgan maqsadlar tasdiqlanmaydi.

§10. Yadro kuchlarining tabiati

Keling, neytral neytronning atom yadrosidagi proton bilan bog'lanishini qanday kuchlar ta'minlaydiganligini ko'rib chiqaylik. Shaklda. 5-rasmda proton p yaqin masofada (uning yonida) joylashgan neytron n ko'rsatilgan. Neytron proton pn ning elektron bilan bog'lanishini ifodalaydi e. pn beri va e ular bir nuqtada bo'lmasa, ma'lum bir mintaqada (biz uni ∆ bilan belgilaymiz) ular atrofida elektrostatik maydon hosil bo'ladi, garchi bu mintaqadan tashqarida neytron neytral bo'lsa ham. Atom yadrosida yadro protoni p ∆ mintaqasiga tushadi va neytron bilan elektrostatik o'zaro ta'sirga kiradi. Biroq, zamonaviy fanda qabul qilingan proton hajmi 10 15 m ga teng bo'lganligi sababli, elektrostatik bog'lanish kuchlari yadro kuchlaridan uch daraja kichikroqdir. Ammo §5, 3.3-bandda protonning o'lchami 10 19 m dan kichik ekanligi ko'rsatilgan.Bu protonning neytronga elektrostatik bog'lanish kuchlari kattaligi bo'yicha mavjud yadro kuchlariga teng bo'ladigan masofada yaqinlashishiga imkon beradi. . Bu kuchlar atom yadrosidagi neytronning mavjud bog'lanish energiyasini ta'minlaydi. Masalan, deyteriyda neytronning proton bilan bog'lanish energiyasi 2,225 MeV ga teng.

Tajribalardan ma’lumki, “erkin neytron atom yadrosiga 10 14 – 10 15 m masofada yaqinlashganda, "bosing" va yadro maydoni yoqiladi". Bu shunchaki atom yadrosi protonining neytronning ∆ mintaqasiga tushishini va keyin neytron yadroga yaqinlashib, mavjud bog'lanish kuchlarini yaratishini ko'rsatadi.

Shunday qilib, yadro kuchlarining tabiati elektrostatikdir. Bunday holda, neytron qisqa masofada joylashgan elektrostatik maydon hosil qiladi, bu esa atom yadrosidagi proton bilan yadroviy bog'lanish kuchlarini ta'minlaydi. Bunday kuchli o'zaro ta'sir protonning kichik o'lchamlari (zamonaviy fizikada odatdagidek 10 15 m emas, balki 10 19 m dan kam) tufayli mumkin.

§o'n bir. Boshqa ilmiy muammolarni hal qilish

1. Efirning xossalari massa nuqsonini xarakterlaydi va zarrachalarning itarilishini hosil qiladi

Abstrakt. Ish efirning massa nuqsonini tavsiflash xususiyatini ochib beradi, undan massa nuqsoni va hosil bo'lgan energiya o'rtasidagi bog'liqlikning mohiyati aniq bo'ladi, shuningdek, efirning zarrachalarning itarilish xususiyatini ochib beradi, bu atomning sayyoraviy bo'lmagan modelini ishlab chiqish uchun muhim asosdir. Buning uchun ikkita zarrachaning efir qobig'i bilan bog'lanishi ko'rib chiqiladi va bog'langan zarralarning efir qobig'ida joylashgan efir massasi bog'lanmagan efir qobiqlarida joylashgan efir massalari yig'indisidan kichik ekanligi matematik jihatdan isbotlangan. zarralar. Bunga asoslanib, u shakllantiriladi massa nuqsonini xarakterlovchi efir xossasi: “zarrachalar birlashganda issiqlik energiyasi Q efir massasi m shaklida ajralib chiqadi, bu massa nuqsonini xarakterlaydi; bu holda Q = m munosabat mavjud Bilan 2 (c - Yerga yaqin vakuumning efir muhitidagi yorug'lik tezligi) » Eterning bu xususiyati ko'pchilik uchun oddiy tushuntirish berishga imkon beradi ilmiy muammolar va ularning keyingi rivojlanishini amalga oshiradi. Ulardan ba'zilari haqida tushuntirish berilgan.

1.1. Yadrolarning parchalanishi va sintezidan energiya olish

Og'ir yadrolarning parchalanishi paytida (kamroq zichroq o'rashga ega) zichroq o'rashga ega bo'lgan yadrolar hosil bo'ladi, buning natijasida issiqlik energiyasini eksperimental ravishda kuzatilgan munosabat (12) bo'yicha tavsiflovchi efir ajralib chiqadi. Yengil yadrolarning sintezi jarayonida nuklonlarning zichroq oʻramiga ega boʻlgan yadrolar ham hosil boʻladi, bu ham issiqlik energiyasini xarakterlovchi efirning ajralib chiqishiga olib keladi.

1.2. Ekzo endotermik reaksiyalarni tushuntirish

Ekzotermik reaksiyalarda issiqlikning ajralishi natijasida hosil bo‘lgan reaksiya mahsulotlaridagi atomlarning o‘rami ularning dastlabki mahsulotlarga o‘ralishidan ko‘ra zichroq bo‘lishi bilan bog‘liq. Natijada issiqlik energiyasini tavsiflovchi efir ajralib chiqadi. Endotermik reaktsiyalarda atomlarning kamroq zich o'rami bilan mahsulotlar olinadi, ya'ni atomlar bir-biridan ko'proq masofada joylashgan va buning uchun issiqlik energiyasini iste'mol qilishni tavsiflovchi efirni ta'minlash kerak.

1.3. Yonish jarayonini tushuntirish

Yonish jarayoni yonuvchan moddaning oksidlovchi (kislorod) bilan ekzotermik reaktsiyasidir. Masalan, ko'mirning yonishi ko'mirdagi uglerod atomlarining o'rami hosil bo'lgan gazdagi kislorod bilan uglerod atomlarining o'rashidan kamroq zichroq ekanligini ko'rsatadi. Biroq, ko'mirni yoqish uchun uni birinchi navbatda yoqish kerak, chunki kislorod atomlari sovuq ko'mirdagi uglerod atomlarini yirtib tashlay olmaydi. Shuning uchun, ko'mirdagi atomlarning aloqasini zaiflashtirish, ya'ni ularni bir-biridan ajratish kerak. Bu efirni ko'mirning sirt atomlari bilan bog'lash, ya'ni birikmaning kislorod bilan reaktsiyasi boshlangunga qadar ko'mirni isitish orqali amalga oshiriladi. Olingan issiqlikning bir qismi (efir) keyingi ko'mir atomlarini ajratish uchun ishlatiladi va shu bilan yonish jarayoni davom etadi.

Efirning zarrachalarni qaytarish xususiyati matematik tarzda isbotlangan: "Elementar zarralar ular o'rtasida birlashganda efir "yostig'i" hosil bo'ladi, bunda efir bosimi zarrachalarning itarilishiga olib keladi".

2. Atomning sayyoraviy bo'lmagan modeli

Abstrakt. Qayd etilishicha, Kulon qonuniga muvofiq, elektron atomning musbat zaryadlangan yadrosiga yaqinlashishga intiladi. Ammo shu bilan birga, efirning zarralarni qaytarish xususiyati namoyon bo'ladi, bu elektron va atom yadrosi o'rtasida eter "yostiq" hosil bo'lishidan iborat bo'lib, efir bosimi itarilishga olib keladi. zarralar. Shu sababli, elektron atom yadrosiga tushmaydi, balki itarilish kuchi Kulon tortishish kuchiga teng bo'lgan pozitsiyani egallaydi (tortishish kuchlari Kulon kuchlaridan ko'p miqdorda kichikroq). Vodorod atomidagi va geliy atomidagi elektronlarning holatini hisoblash berilgan.

3. Magnitizmning yangi nazariyasi asoslari

Izoh. Qayd etilishicha, zamonaviy nazariya magnetizm magnitlanishning asl mohiyatini ochib bera olmaydi, chunki u moddaning zarrasiz shaklini ifodalovchi moddiy efir muhitining mavjudligini hisobga olmaydi. Magnit oqimi F tasavvurlar maydoni orqali S tezlik bilan aniqlanadi V efir massasining zichlik bilan harakati d va teng bo'ladi F = dVS. Shunga ko'ra, magnit induksiya B = dV. Efir nazariyasi asosida Amper qonunining formulasi chiqariladi va u ham ochiladi. tabiat: ferromagnitizm, elektromagnit induksiya, oʻzgaruvchan elektromagnit maydon, Lorents kuchi, doimiy magnitlarning oʻzaro taʼsiri.

4. Neytrino masalasining yechimi

Izoh. Qayd etilishicha, neytrinolarning mavjudligi haqidagi taxmin element yadrolarining beta-yemirilishi bo‘yicha kuzatilgan tajribalar bilan bog‘liq holda paydo bo‘lgan. Neytrinolar nazariyasi chuqur rivojlangan. U Demokritning atomistik taʼlimotiga va zarrachalarning vakuumdagi harakatiga asoslangan kvant mexanikasi tamoyillariga asoslanadi. Ammo ishda material efirining ishlab chiqilgan nazariyasi asosida muammoning fizik mohiyati ko'rib chiqiladi. Ushbu pozitsiyalardan yadroning beta-parchalanishi va beqaror zarrachalarning parchalanishi ko'rib chiqiladi, natijada shunday xulosa chiqariladi: " Neytrino zarrasi mavjud emas. Issiqlik energiyasini xarakterlovchi efir oqimining paydo bo'lishi bilan bog'liq holda beta-parchalanish va beqaror zarrachalarning parchalanishi paytida energiya va impulsning saqlanish qonunlari kuzatiladi. Ushbu reaktivning qisqa umr ko'rish muddati va juda kichik kesimi uning ta'sirini eksperimental ravishda aniqlashni qiyinlashtiradi.

5. O'ta o'tkazuvchanlikning mikroskopik nazariyasi asoslari

Abstrakt. Ta'kidlanishicha, amerikalik fiziklar Bardin, Kuper va Shriffer tomonidan ilgari surilgan mavjud mikroskopik o'ta o'tkazuvchanlik nazariyasi (BCS nazariyasi) davom etayotgan jarayonning haqiqiy tasvirini aks ettira olmaydi, chunki u ichida moddiy efir muhiti mavjudligini hisobga olmaydi. metall. Ushbu maqola material efirining ishlab chiqilgan nazariyasi asosida o'ta o'tkazuvchanlikning mikroskopik nazariyasi asoslarini ko'rib chiqadi. Metallning barcha faza holatlari hisobga olinadi: gazsimon, suyuq, qattiq. Qattiq holatda musbat "+1" ion va "erkin" elektron deb ataladigan elektron mavjud. Metallning keyingi sovishi bilan ion ichidagi efirning massasi kamayadi, bu esa elektronlarning atom yadrosiga va bir-biriga yaqinlashishiga olib keladi. Juda past haroratlarda elektronlarning joylashuvi shunday bo'lishi mumkinki, yana bitta eng kam bog'langan elektron atomdan qaytariladi: natijada "+2" ion va ikkita "erkin" elektron. Bu qolgan elektronlarning atom yadrosiga yanada yaqinlashishiga yordam beradi, buning natijasida efir massasi (issiqlik energiyasi) chiqariladi: metallning issiqlik sig'imi ortadi, bu aslida kuzatiladi. Metall o'ta o'tkazuvchanlik holatiga kirdi. Tashqi qobiqda bitta elektron bo'lgan metallarda (Li, K, Na, Rb, Fr) ikkinchi elektronni olib tashlash qiyin, chunki u allaqachon barqaror qobiqdan chiqarilishi kerak va bu ko'proq energiya talab qiladi. Haqiqatan ham, bu metallar o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tmaydi. Kritik harorat, tanqidiy magnit maydon, tanqidiy oqim, magnit maydonning kirib borish chuqurligi ko'rib chiqiladi va xulosalar chiqariladi:

a) o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tish "+2" ionining hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi;

b) yuqori haroratli o'ta o'tkazuvchanlikni olish uchun yuqori haroratda "+2" ionining hosil bo'lishi sodir bo'ladigan moddani yaratish kerak.

III. ETER NAZARIYASINING OQIBATI - NISBIYLIK NAZARIYASINING MUVOFIQLIK.

Klassik fizika nuqtai nazaridan efir nazariyasiga asoslanib, 2-ilovada Fizo va Mishelson tajribalarining izohi berilgan, 3-ilovada esa zarracha massasining uning harakat tezligiga bog‘liqligi olingan va uning fizik mohiyati ochilgan. , bu nisbiylik nazariyasida (TR) mavjud emas. Quyida efir nazariyasiga asoslanib, TO tomonidan tushuntirilgan bir qator hodisalarning fizik mohiyati ochib beriladi va ayrim hollarda aniqroq natijalar olinadi. Shu munosabat bilan TO ning asosiy qoidalarini tahlil qilish zarurati tug'iladi, biz buni quyida qilamiz.

§12. Nisbiylik nazariyasidagi asosiy xato

Abstrakt. Qayd etilishicha, nisbiylik nazariyasi Eynshteyn tomonidan asoslab berilgan bir vaqtdalik nisbiyligiga asoslanadi. Ushbu asoslashning tahlili berilgan va undagi asosiy xato ko'rsatilgan, bu quyidagicha. O'zining asoslanishida Eynshteyn mos yozuvlar tizimi sifatida tayoqni tanlaydi, uning A va B nuqtalarida soatlari bo'lgan kuzatuvchilar mavjud. Statsionar novda bilan u yorug'lik signali yordamida novdaning A va B nuqtalarida joylashgan soatlarning sinxronizatsiyasini ko'rib chiqadi va birinchi munosabatlarni oladi. Keyinchalik, tayoqqa forma beriladi to'g'ri chiziqli harakat tezlik bilan v. Vakuumdagi yorug'lik tezligi yorug'lik manbasining tezligiga bog'liq bo'lmaganligi sababli, u tinch holatda bo'lgan tizim kuzatuvchilari uchun ikkinchi munosabatlarni belgilaydi. Eynshteynning ta'kidlashicha, nisbiylik printsipiga ko'ra, novda bilan harakatlanadigan kuzatuvchilarga nisbatan yorug'lik signalining tezligi novda harakatsiz bo'lganida bir xil bo'lishi kerak. Shu yerdan Eynshteyn bir vaqtdalikning nisbiyligi haqida xulosa chiqaradi. Biroq, Galiley tomonidan tuzilgan nisbiylik printsipining tahlili shuni ko'rsatadiki, nisbiylik printsipiga rioya qilish uchun quyidagilar zarur: shunday qilib, mos yozuvlar tizimi, barcha kuzatiladigan jismlar va atrof-muhit, ular joylashgan, bir xil inertial harakatni oldi. Eynshteyn tomonidan ko'rib chiqilgan misolda faqat novda (ma'lumot doirasi) inertial harakatni (v tezligi) oladi, lekin tayoqni oʻrab turgan muhit va unda harakatlanuvchi yorugʻlik fotoni bu harakatni qabul qilmaydi. Shuning uchun, novda harakat qilganda, nisbiylik printsipini qo'llash mumkin emas va novda ustida joylashgan kuzatuvchilar birinchi munosabatlarni qo'llay olmaydi.

Bu nisbiylik nazariyasidagi asosiy xatodir chunki agar u darhol kashf etilganida, nisbiylikning noto'g'ri nazariyasi bo'lmas edi.

Umumiy qabul qilingan nisbiylik tamoyiliga muvofiqlik asosida Nyuton tomonidan aniq shakllantirilgan fazo va vaqtning mutlaqligining matematik isboti berilgan.

§13. Lorentz o'zgarishlarining nomuvofiqligi haqida

Abstrakt. Ta'kidlanishicha, Lorents o'zgarishlariga bo'lgan ehtiyoj yorug'lik nurlari uchun nisbiylik printsipiga rioya qilish talabi bilan bog'liq bo'lib, u birlashtirilgan mos yozuvlar tizimlari (harakatlanuvchi va) koordinatalarining kelib chiqishidan chiqadigan yorug'lik nuridan iborat. statsionar) bir xil tezlikka ega bo'lishi kerak Bilan vakuumda ham statsionar tizimga nisbatan, ham nisbatan harakatchan. Buning uchun tegishli tenglamalar yechimi berilgan. Biroq, bu tenglamalarni yechishdagi xatolar quyidagi ishda keltirilgan. Bundan tashqari, §12 da ko'rsatilganidek, nisbiylik printsipini harakatlanuvchi tizimdagi yorug'lik nuriga qo'llash mumkin emasligini ta'kidlaymiz.

Lorentz o'zgartirish formulalaridan quyidagi xulosalar ko'rib chiqiladi.

1. Harakat yo'nalishi bo'yicha tana hajmining o'zgarishi. Ushbu xulosa yordamida Mishelson tajribasi uchun Yer statsionar efir orqali harakat qilish sharti bilan tushuntirish taklif qilindi. Shunday qilib, bu dunyoning harakatsiz efiri mavjudligi haqidagi noto'g'ri bayonotga yordam berdi, ammo §3da ko'rsatilganidek, harakatsiz efir yo'q. Mishelson tajribasining tushuntirishi 2-ilovada tananing o'lchamini o'zgartirmasdan berilgan. Tabiatda tananing harakati davomida uning hajmining o'zgarishini tasdiqlaydigan biron bir tajriba yo'q. Shunday qilib, Lorentz o'zgarishlari tananing harakati paytida uning hajmidagi o'zgarishlar mavjudligini noto'g'ri tushunishga olib keladi va fanni noto'g'ri rivojlanish yo'liga yo'naltiradi.

2. Vakuumdagi yorug'lik tezligidan yuqori bo'lgan ikkita inertial sanoq sistemasining nisbiy harakat tezligini olishning mumkin emasligi. Yuqorida ta'kidlaganimizdek, yorug'lik vakuumda emas, balki moddiy efir muhitida tarqaladi. Inertial mos yozuvlar tizimlari bir xil muhitda joylashgan. Ular mavhum koordinata o'qlarini emas, balki haqiqiy jismlarni (masalan, Yerni, aravachani, elementar zarrachani va boshqalarni) ifodalashi kerak. Ushbu mos yozuvlar tizimlarining harakat tezligi ular harakatlanadigan efir muhitining qarshiligi bilan cheklangan va Yerga yaqin vakuumning efir muhitidagi yorug'lik tezligidan oshmasligi kerak. Bunday holda, jismlar massasining ortishi yuqori tezlikda sodir bo'ladi (3-ilovaga qarang). Agar efir muhitida ikkita inertial sanoq sistemasi (masalan, elementar zarralar) ga yaqin tezlikda qarama-qarshi yo‘nalishda harakatlansa. Bilan, u holda bu inertial tizimlar orasidagi nisbiy tezlik 2 ga yaqin bo'ladi Bilan. Shuning uchun yuqoridagi xulosa noto'g'ri.

3. Soat harakatlanayotganda uni sekinlashtirish."Vaqt kengayishining relativistik ta'siri muonlar - beqaror, o'z-o'zidan parchalanadigan elementar zarralar bilan tajribalarda yorqin tarzda tasdiqlangan" deb ishoniladi. Bu holda, tez harakatlanuvchi muonning umri Lorentz transformatsiyasi formulasiga muvofiq, tinch holatda bo'lgan muonning umridan kattaroqdir. Zarrachalar umrining ko'payishi §5, 1.2.4 bo'limida tushuntirilgan.

Shunday qilib, muonning harakati davomida uning umrining ko'payishi, soatning sekinlashishi bilan emas, balki haqiqiy moddiy efir muhitida muonning harakati bilan bog'liq. Shu sababli, mavjud tushuntirishlar noto'g'ri va Lorentz o'zgarishlarining ko'rib chiqilgan oqibatlari fanni noto'g'ri yo'lga olib boradi.

4. Tezliklarni qo‘shishning relativistik qonuni. Ish (Yer va Quyosh tizimlari misolida) tabiatda tezliklarning qo'shilishi klassik mexanika qonunlariga muvofiq sodir bo'lishini ko'rsatadi. Relyativistik qonun Lorents o'zgarishlarining noto'g'ri olinishidan kelib chiqadi.

5. Fizo tajribasini tushuntirish. Ushbu tajriba 2-ilovada Lorents o'zgarishlarini qo'llamasdan tushuntirilgan.

6. Yorug`likning yillik aberratsiyasi hodisasini tushuntirish. Yulduzdan kelayotgan yorug'lik nuri Yerga yaqin efir muhitiga kirib, qo'shimcha ravishda ushbu muhitning V tezligini oladi. Agar nur tezligi Bilan tezlikka perpendikulyar V, keyin shartdan aberratsiya burchagi a aniqlanadi tga = V /c . Shunday qilib, aberratsiya burchagining aniq qiymati Lorentz o'zgarishlari yordamida olinganidek, taxminiy emas, balki aniq bo'ldi.

§14.Xulosalardagi matematik xatolar haqida

Lorentz o'zgarishlari

x 2 + y 2 + z 2 = c 2 t 2 (27) (x") 2 + (y") 2 + (z") 2 = c 2 (t") 2 , (28)

Bu erda K tizimida astarlanmagan qiymatlar va K' tizimida shtrixlangan qiymatlar qo'llaniladi. Lorents o'zgarishlarining kelib chiqishi ushbu tenglamalarni echishga to'g'ri keladi.

Eynshteynning transformatsiyalar haqidagi xulosalaridagi xatolik quyidagicha. Buning sababini u " K′ sistemasi koordinatalarining kelib chiqishi uchun har doim x′ = 0” va buning asosida transformatsiyalarni oladi. Bu fikrlashdagi xato shundaki, x' = 0 har doim ham emas, faqat t' = 0 da va shuning uchun o'zgarishlarning xulosalari.

Prof. darsligida berilgan xulosalarda xatolik bor. Savelyev, t = 0 va t' = 0 ga bo'linish sodir bo'lishida yotadi, lekin 0 ga bo'linish noaniqlik beradi. da berilgan xulosalarda ham xuddi shunday xatolik mavjud.

Taqdim etilgan xulosalardagi xato shundaki, topilgan tenglamalar yechimida x = bog'liqligi hisobga olinmaydi. c t.

Shunday qilib, Lorentz o'zgarishlari qat'iy matematik dalilga ega emas.

§15. Efir nazariyasi nisbiylik nazariyasida ko'rib chiqilgan hodisalarni tushuntiradi

Quyida biz efir nuqtai nazaridan bir qator eng muhim hodisalarni ochib beramiz.

1. Qizil siljish

Spektral tahlil uzoq yulduzlarning spektral chiziqlarining Quyoshning tegishli spektral chiziqlaridan spektrning qizil tomoniga siljishini ko'rsatadi. Zamonaviy ilm-fanda bu yulduzlar harakati bilan bog'liq Doppler effekti bilan izohlanadi. Bu erda koinotning kengayishi g'oyasi tug'ilgan. Biroq, ma'lumki, Quyoshning spektral chiziqlari Yerdagi mos keladigan elementlarning spektral chiziqlariga nisbatan siljiydi. Ammo shu bilan birga Quyosh Yerdan Doppler effektiga mos keladigan tezlikda uzoqlashmaydi. Shuning uchun qizil siljish yulduzlarning olib tashlanishidan kelib chiqmaydi va Katta portlash bilan bog'liq holda kengayayotgan koinot haqidagi xulosa noto'g'ri. Umumiy nisbiylik nazariyasida (GTR) Eynshteyn buni Quyoshning tortishish salohiyati Yerning tortishish potentsialidan katta ekanligi bilan izohlagan. Bunday holda, hodisaning fizik mohiyati shunday taqdim etiladiki, yorug'lik nuri tortishish potentsiali pastroq bo'lgan hududga kirib, chastotani spektrning qizil tomoniga o'zgartiradi. Ammo bu tushuntirish noto'g'ri, chunki tebranish manbai tomonidan belgilangan chastota o'zgarmaydi; uni faqat manbaga nisbatan harakatlanuvchi tebranish qabul qiluvchisigina boshqacha idrok etishi mumkin (Doppler effekti).

Efir nazariyasi ushbu muhim hodisaning mohiyatini quyidagicha ochishga imkon beradi. Quyosh yuzasida tortishish potentsiali Yer yuzasiga qaraganda kattaroq bo'lganligi sababli, spektri ko'rib chiqilayotgan elementlarning atomlari bo'lgan efirning zichligi katta bo'ladi, ya'ni. Quyosh mintaqasidagi elementlar Yerdagi mos keladigan elementlardan biroz farq qiladi. Bu chiqarilgan tebranish chastotasining biroz o'zgarishiga olib keladi. Taniqli olim, SSSR Fanlar akademiyasining prezidenti V.I., yer elementlari va boshqa astronomik jismlarda kuzatilganlarning qabul qilingan tengligi haqidagi shubhali konventsiyaga e'tibor qaratdi. Vavilov.

Qizil siljishning ochilgan mohiyati koinot kengayishining noto'g'ri ekanligini ko'rsatadi, bu bir qator astronomlarning tadqiqotlari bilan tasdiqlangan.

2. Nurning Quyosh tomonidan egilishi

Ma'lumki, 1919 yilda ekspeditsiyalar tomonidan eksperimental tarzda tasdiqlangan bu muhim savol umumiy nisbiylik nazariyasining bayonoti edi. Ushbu hodisaning mumkin bo'lgan sabablari bilan bir qatorda, biz ularni efir nazariyasi nuqtai nazaridan ko'rib chiqamiz. Gap shundaki, Quyosh mintaqasidagi nur quyosh atmosferasidan o'tadi, uning zichligi Quyoshdan uzoqlashganda kamayadi va shuning uchun sinishi ko'rsatkichi kamayadi. Shuning uchun nurning o'tishi uning prizma orqali o'tishiga o'xshaydi, bu uning burilishiga olib keladi.

3. Merkuriy perigeliyasining siljishi

Shuni yodda tutish kerakki, Merkuriy (boshqa sayyoralar kabi) quyoshdan masofa bilan zichligi kamayib borayotgan aylana quyosh vakuumining efir muhitida harakat qiladi. Shuning uchun boshqa sayyoralarning perigeliy siljishi sayyoralar Quyoshdan uzoqlashganda kamayadi.

4. Qora tuynuklar

Efir nazariyasiga ko'ra, qora tuynuk kosmos hududini ifodalaydi, unda efir shu qadar siyrak bo'ladiki, unda yorug'lik endi tarqalmaydi, xuddi juda kam uchraydigan havoda tovush tarqalmaydi. Ushbu g'oya zamonaviy g'oyaga mutlaqo ziddir, bu tajribada kuzatilmagan katta massalar uchun materiyaning ulkan zichligini olish zarurati bilan bog'liq emas (ma'lumki, elementar zarralar eng yuqori zichlikka ega va bu zichlik ko'p tartibli). qora tuynukning zamonaviy g'oyasi uchun hisoblangan zichlikdan kichikroq kattalik).

XULOSA

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, bajarilgan ishlar XX asrgacha barcha qadimgi falsafa va fizika tomonidan e'tirof etilgan efirga universal tortishish qonunini qo'llash postulatini qo'llaydi.

Keling, ishning eng muhim natijalarini va ushbu ilmiy yo'nalishni yanada rivojlantirish istiqbollarini sanab o'tamiz.

1. Jismoniy mohiyati ochildi materiyaning ikkinchi shakli, bu bizga klassik fizika nuqtai nazaridan koinotning uch o'lchovli fazosidagi eng muhim ilmiy masalalarni hal qilish imkonini beradi.

2. Olamning ibtidoiy materiyasi asoslanadi, bu esa ibtidoiy zarrachani qidirishda nazariy va eksperimental ishlarning (Katta adron kollayderi kabi) ulkan xarajatlarini bartaraf etadi.

3. Issiqlik energiyasining tabiati ochib berildi, bu esa uni butun materiya massasini zamonaviy atom energiyasidan ming barobar yuqori samaradorlik bilan ekologik toza energiyaga aylantirishgacha bo‘lgan prinsipial yangi usullarni ishlab chiqish imkonini beradi.

4. Gazlardagi bosimning tabiati asoslanadi, bu esa samolyotlarning tubdan yangi ishlanmalariga imkon beradi.

5. Kollayderdagi jarayonlarning fizik mohiyati ochib beriladi va olib borilayotgan tajribalarning ma'nosizligi ko'rsatiladi.

6. Yadro kuchlarining tabiati ochib berilgan.

7. Moddada efir mavjudligini hisobga olgan va yangi natijalarga olib keladigan atom tuzilishi, oʻta oʻtkazuvchanlik va magnitlanishning mikroskopik nazariyasi boʻyicha olib borilgan ishlar natijalari koʻrsatilgan.

8. Klassik fizika nuqtai nazaridan Fizo va Mishelson (nisbiylik nazariyasi rivojlanishining asosiy sababi bo'lgan) tajribalari uchun tushuntirish berilgan. Buning o'zi nisbiylik nazariyasi (TR) zarurligiga shubha tug'diradi.

9. TO ning nomuvofiqligi ko'rsatilgan (bir vaqtning o'zida nisbiyligini asoslashda va Lorents o'zgarishlari xulosalarida xatolar ko'rsatilgan va vaqtning mutlaqligining matematik isboti berilgan).

Adabiyot:

1. Aristotelning 4 jildli asarlari, 1-jild. M. “Fikr”, s. 410.

2. Aristotelning 4 jildli asarlari, 3-jild. M. “Fikr”, s. 136.

3. Fizika ensiklopediyasi. M. «Sovet ensiklopediyasi», 1988 yil, 1-jild, bet. 235.

4. Detlaf A.A., Yavorskiy B.M. Fizika kursi, 3-jild. M." magistratura", 1979 yil, 170-bet.

5. Chirkov Yu. G. Kvarklarni ovlash. M. “Yosh gvardiya”, 1985 yil, 30-bet.

6. Yavorskiy B. M., Detlaf A. A. Fizika bo'yicha qo'llanma. M. «Fan», 1981 yil, 1-bet. 474.

7. Eynshteyn A. To'plangan. ilmiy ishlar, 4-jild. M. «Fan», 1965, 421-bet.

8. Yavorskiy B. M., Detlaf A. A. Fizika bo'yicha qo'llanma. M. «Fan», 1981 yil, 1-bet. 473.

9. O'sha o'sha, b. 441.

10. O'sha yerda, 1-bet. 469.

11. Yavorskiy B. M., Detlaf A. A. Fizika bo'yicha qo'llanma. M. «Fan», 1981 yil, 1-bet. 465.

12. Ginzburg V. L. Usp.Fiz.Nauk 134 492 (1981).

13. Andreev A. “Bilim – kuch”, 1983 yil, 10-son, 39-bet.

14. Chirkov Yu.G. Kvarklarni ovlash. M. “Yosh gvardiya”, 1985, 153-bet..

15. O'sha yerda, 199-bet.

16. Yavorskiy B.M., Detlaf A.A. Fizika bo'yicha qo'llanma. M. «Fan», 1974 yil, 1-bet. 527.

17. Kishkintsev V.A. Gaz og'irligining unga berilgan issiqlik energiyasiga bog'liqligi hodisasi. Jigulevskiy nomidagi radiotexnika instituti, 1993 yil, p. 46.

18. Tomson J. J. Materiya, energiya va efir (1909 yil Vinnipegda (Kanada) Britaniya assotsiatsiyasining konventsiyasida so'zlangan nutq). "Fizika" kitob nashriyoti, Sankt-Peterburg, 1911 yil.

19. Abramov A. I. Beta yemirilishi. M. OIATE, 2000., p. 72.

20. Kikoin I. K. Fizik miqdorlar jadvallari. Katalog. M. “Atomizdat”, 1976 yil, 2-bet. 891.

21. Borovoy A. A. Zarrachalar qanday qayd qilinadi. M. «Fan», 1978 yil, 1-bet. 64.

22. Eynshteyn A. To'plangan. ilmiy asarlar, 1-jild. M. “Fan”, 1965, bet. 8.

23. Galileo G. Dunyoning ikkita eng muhim tizimi Ptolemey va Kopernik haqidagi dialog. M.-L. Gostekhizdat, 1948 y., b. 146

24. Nyuton I. Natural falsafaning matematik tamoyillari. M.-L. Ed. SSSR Fanlar akademiyasi, 1927, p. o'ttiz.

25. Detlaf A. A., Yavorskiy B. M. Fizika kursi, 3-jild. M. “Oliy maktab”, 1979 yil, b. 173.

26. Eynshteyn A. To'plangan. ilmiy asarlar, 1-jild. M. “Fan”, 1965, bet. 588.

27. Savelyev I. V. Fizika kursi, 1-jild, 1989 yil, M. “Science”, 5-bet. 158.

28. Detlaf A. A., Yavorskiy B. M. Fizika kursi, 3-jild. M. “Oliy maktab”, 1979 yil, b. 178.

29. Bergman P. G. Nisbiylik nazariyasiga kirish, M. Gos. nashr etilgan chet el adabiyoti, 1947, 54-bet.

1-ilova.

Efirning gazsimon ifodalanishining mumkin emasligini rad etish

Biz fan tomonidan rad etilgan efirning "gazsimon" tuzilishini tasdiqlaymiz, chunki bir qator tajribalar yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang tabiatini ko'rsatadi va ko'ndalang to'lqinlar, elastiklik nazariyasiga ko'ra, gazlarda mavjud bo'lmaydi. Biroq, efirning zarralarsiz tasviri yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalangligi haqidagi dalillarni va, xususan, masalan, berilgan dalillarni rad etishga imkon beradi. Bu erda Eynshteyn turmalin kristalining ikkita plastinkasidan yorug'lik nurining o'tishi bo'yicha tajriba beradi: bitta plastinka o'tuvchi nur bilan belgilanadigan o'q atrofida aylantirilsa, yorug'lik butunlay yo'qolguncha kuchsizlanishi va kuchsizlanishi kuzatiladi. va keyin yana paydo bo'ladi. Bundan Eynshteyn quyidagi xulosalarga keladi: "...agar yorug'lik to'lqinlari bo'ylama bo'lsa, bu hodisalarni tushuntirish mumkinmi? Agar to'lqinlar bo'ylama bo'lsa, efir zarralari o'q bo'ylab, ya'ni nur ketayotgan yo'nalishda harakatlanishi kerak edi. Agar kristall aylanadi, o'q bo'ylab hech narsa o'zgarmaydi... Yangi rasmning yo'qolishi va paydo bo'lishi kabi aniq ko'rinadigan o'zgarish uzunlamasına to'lqin uchun sodir bo'lishi mumkin emas.Buni va shunga o'xshash boshqa ko'plab hodisalarni faqat agar biz yorug'lik to'lqinlari bo'ylama emas, balki ko'ndalang deb faraz qilaylik!"

Biroq, bu tajribada, kristall aylanganda, nurning o'tishi uchun ko'ndalang o'lcham o'zgaradi va Eynshteynning bo'ylama to'lqin o'zboshimchalik bilan kichik ko'ndalang o'lchamdan o'tishi kerak degan fikri noto'g'ri va efir zarralari bo'ylab harakatlanadi degan fikr bilan bog'liq. eksa, o'zboshimchalik bilan kichik ko'ndalang o'lchamdan o'tishi kerak. Biz tomonidan taqdim etilgan zarrachasiz efirning uzunlamasına to'lqini ko'ndalang o'lchamga ega bo'lgan pıhtı bilan tavsiflanadi, bu kristall aylanganda to'lqin yo'qolguncha zaifroq o'tishga olib keladi. Shuning uchun bu misol yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang tabiati haqida xulosa chiqarishga asos bermaydi.

Adabiyot:

1. M. Eynshteynning nisbiylik nazariyasi tug'ilgan. M." Dunyo”, 1972., bet. 104.

2. Eynshteyn A. To'plangan. ilmiy ishlar, 4-jild. M." Fan”, 1965 yil, 432-bet.

2-ilova.

Fizeau va Mishelson tajribalari

19-asrning 2-yarmida Fizo va Mishelsonning tajribalari fizika taraqqiyotida asosiy bosqich boʻlib, maxsus nisbiylik nazariyasining rivojlanishiga asosiy sabab boʻldi. Fizo tajribasi shuni ko'rsatdiki, suvdagi yorug'lik tezligini suv tezligiga qo'shish klassik fizikaga mos kelmaydi; bu holda, harakatlanuvchi suv tezligining faqat bir qismi yorug'likka uzatiladi. Mishelson tajribasi shuni ko'rsatdiki, Yer atrofidagi efir orqali hech qanday harakat yo'q.

1. Mishelson tajribasini tushuntirish

Erdan Quyoshgacha bo'lgan masofani, shuningdek, Yer va Quyoshning massalarini bilib, Yer va Quyoshning tortishish maydonlarining kuchlari taxminan 250 000 km nuqtada teng bo'lishini aniqlash qiyin emas. Yerdan uzoqda. Bu shuni anglatadiki, Yerning bevosita muhitida Yerning tortishish maydonining intensivligi Quyoshnikidan ancha katta va shuning uchun Yerni o'rab turgan efir Yer tomonidan tortiladi va Yer bilan birga harakat qiladi va shuning uchun u erda Yerning uni o'rab turgan efir orqali harakati emas. Buni Mishelson tajribasi tasdiqladi. Shunday deyish mumkin. Mishelson tajribasi Yerga yaqin bo'lgan vakuumning efir muhitida o'tkazildi, u (yuqorida aytib o'tilganidek) Yer bilan bog'langan va Yer bilan harakat qiladi va shuning uchun uni o'rab turgan efir orqali Yerning harakati yo'q.

2. Fizo tajribasini tushuntirish

Fizo tajribasini Lorents molekulalari elektr zaryadlar sistemasi bo'lgan har qanday muhitning harakatsiz efirida harakatlanish sharti bilan tushuntirdi.

Ammo materiyaning tuzilishi molekulalardir va materiyaning Yerdagi harakati paytida bu molekulalar Lorents holatiga mos keladigan Yer aurasining efir muhitida harakat qiladi.

Fizo tajribasini tushuntirishning fizik mohiyati quyidagicha. Yorug'lik efir muhitida tarqaladi, bu Yerga yaqin vakuumning efiri va uning zarralari hosil qilgan moddaning efiri zichliklarining yig'indisini ifodalaydi. Materiya Yerda harakatlanayotganda, uning efiri Yer yaqinidagi vakuumning efiriga nisbatan harakatlanib, yorug'lik fotonini o'ziga tortadi. Shuning uchun, harakatlanuvchi materiya tezligining faqat bir qismi yorug'likka uzatiladi, bu moddaning efiri va Yerga yaqin vakuumning efiri zichligi nisbatiga mos keladi.

Fizeau va Mishelson tajribalari efirning massa va tortishish xususiyatlariga ega ekanligini tasdiqladi, buning natijasida Yerga yaqin bo'lgan vakuumning efiri Yer bilan birga harakat qiladi va materiyaning efiri bilan birga Yerdagi harakati uning efir muhitida sodir bo'ladi. er yaqinidagi vakuum.

Adabiyot:

1. Detlaf A.A., Yavorskiy B.M. Fizika kursi, 3-jild. M. «Oliy maktab», 1979, 170-bet.

3-ilova.

Yuqori tezlik uchun klassik fizika

Klassik fizika nuqtai nazaridan elementar zarrachaning efir muhitidagi harakatidan kelib chiqib, biz ushbu zarracha massasining o'zgarishining uning harakat tezligiga bog'liqligini chiqaramiz.

Kinetik energiya W k m massasi v tezlik bilan aniqlanadi. Bu energiya zarracha massasi oshgan dm massa miqdoriga mos keladigan energiyaga to'g'ri keladi. Efir massasining energiyasi dm (12) ga muvofiq dm∙c bo'ladi 2 . Bu energiyani V ga tenglashtirish k, olamiz

V k= dm∙c 2 (1)

Impulsni aniqlaymiz p moddiy nuqta m massasi v tezlik bilan harakatlanadi:

va bu nuqtada harakat qiluvchi kuch bo'ladi

F = dp/dt = m ∙ (dv/dt) + v (dm/dt) (3)

Vaqt bo'yicha kinetik energiya dt sifatida yoziladi

V k= F·v·dt (4)

(3) dan F qiymatlarini almashtirsak, bizda quyidagilar mavjud:

V k= mv dv +v 2 dm (5)

Ushbu qiymatni (1) ga almashtiramiz, biz olamiz differensial tenglama:

(dm/dv) · (s 2 -v 2 ) – mv = 0 (6)

Dastlabki shartga rioya qilgan holda bu tenglamani yechamiz: v = 0 uchun, m = m 0 :

∫(dm/m) = ∫ v dv / (c 2 -v 2 ) (7)

m = (c 2 -v 2)-1 /2 B (8)

Dastlabki shartdan u aniqlanadi: B = m 0 · Bilan

Shunday qilib, (6) tenglamaning yechimini olamiz:

m = m 0 ·(1-v 2 /c 2)-1/2 (9)

Biz nisbiylik nazariyasida ma'lum bo'lgan munosabatni klassik fizika nuqtai nazaridan, moddiy efirning haqiqiy muhitida zarrachaning harakatini hisobga olgan holda oldik. Va bu yana bir bor moddiy efir muhitining mavjudligini tasdiqlaydi.

Brusin S.D., Brusin L.D. MATDANING IKKINCHI SHAKLI - ETER HAQIDA YANGI (fizikada yangi nazariya) // Ilmiy elektron arxiv.
URL: (kirish sanasi: 20.12.2019).