необычная физика. физика необычного.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

«Эффект Джанибекова»: чем обусловлено странное поведение гайки в невесомости?

25 февраля
350 тыс. прочитали
3,5 мин.







7526 нравится






Загадочное поведение гайки помогло самому опытному космонавту СССР сделать открытие!
Начало космической эры, буквально на каждом шагу сопровождалось разрывом шаблонов.
Рассказы о гайке-барабашке в СССР были засекречены на многие годы. Эффект гайки в невесомости до сих пор вызывает жаркие споры между учеными и конспирологами.
Что же потрясло в поведении обычного крепежа наблюдательного космонавта?
Кувырок через голову

Владимир Александрович Джанибеков был руководителем экипажа пяти космических экспедиций. За свои достижения он получил и две Звезды героя, и высокое воинское звание.
Джанибеков возглавлял полёт на Союзе Т-13 и работу по спасению аварийной орбитальной станции в 1985 году.
Разгружая оборудование, Владимир Александрович откручивал обычные гайки крепежа.
Его внимание привлекло их необычное поведение.
Для откручивания в невесомости было достаточно придать гайке вращение. Соскользнув с резьбы, она в невесомости предсказуемо летит в том же направлении, оборачиваясь вокруг своей оси.
Через небольшой промежуток она вдруг переворачивалась задом наперед и продолжала свой путь в ту же сторону, но уже крутясь в обратном направлении.


Никаких видимых причин для кувырка и смены направления вращения не наблюдалось.
Пролетев еще немного, гайка вновь беспричинно переворачивалась и начинала крутиться в другую сторону.
Закономерность движения в невесомости

Джанибеков, выполняя свою работу, попутно стал наблюдать за крепежом.
Оказалось, что так ведут себя абсолютно все гайки с барашками. Каждые 43 сантиметра они без всяких причин делают переворот и смену направления вращения.
Владимир Александрович проэкспериментировал с разными предметами, получая один и тот же эффект.
После него в свободный полет с вращением в невесомости запускали и книги, и инструмент, и столовые приборы, удивляясь их странным кувыркам.
Но секретность на результаты наблюдения космонавта наложили не из-за этого…
И все-таки она вертится!

В процессе своих наблюдений Джанибеков облепил гайку пластилином, придав ей форму шара. Ему хотелось понять: повлияет ли на загадочные кувырки форма объекта?
Но даже под пластилином продолжалась та же история:

• 43 сантиметра – полет нормальный;
• Спонтанный переворот и смена направления вращения;
• Еще 43 сантиметра – и снова кувырок.

А вот здесь уже приходит в голову крамольная мысль. Ведь планета Земля – тот же шар, летящий в невесомости и вращающийся вокруг своей оси.
Если поведение гайки – закономерность, то не ждет ли человечество одним ужасным утром разворот нашего общего дома на 180 градусов со сменой оси вращения? Со всеми вытекающими последствиями глобального апокалипсиса?
Конспирологи вступают в бой!

Когда о таинственной гайке Джанибекова стало известно в широких кругах, все сторонники идей скорого конца света ухватились за эту информацию.
Вспомнили и предсказания апокалипсиса всеми религиями мира, и загадочный календарь майя, и таинственную гибель древних цивилизаций, и динозавров.
Действительно, не являлись ли катаклизмы прошлого следствием очередного кувырка земли? Не об этой ли особенности небесных тел предупреждали потомков астрологи и мудрецы древности?
В последние годы в копилку фактов, подпитывающих идеи об апокалипсисе, стали наблюдения за изменением геомагнитной обстановке на земле. Например, рассказы о северных птицах, которые потеряли ориентиры по сторонам света и не могут отправиться на юг.
Ждет ли Землю кувырок через голову?

Вовсе нет! По крайней мере, в ближайшем будущем человечество точно может спать спокойно!
Физики и математики давно исследовали причины загадочного поведения гайки Джанибекова, и обосновали закономерность смены ею направления вращения.
Дело в том, что гайка с барашками из-за своей формы имеет не одну ось, а несколько.


Механизм происходящих с подобными предметами процессов был подробно исследован и описан в 1991 году несколькими физиками, назвавшими его теорией теннисной ракетки.
Смена направления вращения подобных тел неправильной формы полностью укладывается в законы классической механики.
Вращение объекта относительно главных осей с наибольшим и наименьшим моментами инерции является устойчивым. А вращение вокруг главной оси с промежуточным моментом инерции – нет. Поэтому просто цилиндрический сосуд будет вести себя в невесомости правильно. Но если набрать в него воды, которая в момент вращения будет стремиться к стенкам, создавая вторую ось инерции, то цилиндр начнет кувыркаться. Поэтому математическое описание такой модели называют теоремой промежуточной оси .
Благодаря своей наблюдательности советский космонавт заставил ученых поломать голову. С тех пор модель движения тел с промежуточной осью инерции официально называется эффектом Джанибекова .

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Телепатия и классическая филология.

6 июня
10 нравится





Виктор Кудрин.
Чтение воспоминаний моего дедушки Николая Сергеевича Боброва о телепатических способностях Александра Степановича Грина привело меня к мысли о неполноте "научного описания мiра" и необходимости создания такой науки, которая не отмахивалась бы от "таинственных явлений", объявляя их "невозможными", а пыталась бы понять законы, по которым эти явления происходят. Опубликовать записи дедушки удалось мне лишь гораздо позже, в № 9 журнала "Наука и Религия" за 1993 год, в "обрамлении" своей статьи, которой в редакции дали название "Миры Александра Грина" [Кудрин, 1993].
Большая часть записей дедушки погибла, вместе со всем его архивом и несколькими альбомами семейных фотографий, в январе 1977 года. Они были уничтожены кипятком из лопнувших труб отопления на чердаке (мы жили тогда на последнем этаже). Но и сегодня, стоит лишь закрыть глаза, я вижу каждую из этих фотографий в мельчайших деталях. И сама комната детства, с видами за окном и с примыкающими к ней кухней и с комнатами соседей – являются мне в сновидениях, спустя почти полвека, – в мельчайших деталях, убеждая, что "прошлое" – существует, что оно – не прошло! Живя в настоящем, душа, продолжает обитать и в тех областях "пространства-времени", которые, казалось бы, давным-давно безвозвратно покинуты ею! Размышления об этом привели меня к полной уверенности, что все совершившиеся события будут полностью воссозданы из "небытия", сначала – "виртуально", на экране компьютера, а потом – и физически! [Кудрин, 2020].
В 1970-е годы Дэвид Бом разработал теорию "голодвижения" (holomovement), в которой утверждал, что каждый пространственно-временной участок физического мiра содержит полную информацию о его структуре и о всех происшедших в нём событиях, а сам мiр представляет собой многомерную голографическую структуру.
Впоследствии американский нейропсихолог Карл Прибрам применил эту теорию к человеческому мозгу. Согласно Прибраму, надо не "записывать" информацию на материальных носителях, и не передавать её "из точки А в точку B", а научиться активировать её, извлекая из самого мозга, а затем, – и "объективировать", то есть делать доступной не только самому "обладателю" данного мозга, но и всем, с кем этот обладатель захочет этой информацией поделиться.
Но в конце прошлого столетия исследования Натальи Бехтеревой показали, что мозг не является ни полностью локализованной информационной системой, ни голограммой "в чистом виде", а представляет собой именно ту специализированную "область пространства", в которой происходят и запись, и "чтение" голограммы памяти. В процессе воспоминания активируются не локализованные в пространстве "участки памяти", а распределённые по всему пространству коды каналов связи – "универсальные ключи", связывающие мозг с нелокальным хранилищем памяти, не ограниченным трёхмерным объёмом мозга [Бехтерева, 2007]. Такими ключами, могут быть музыка, живопись, вербальный текст, – некие аналоги "генетического кода" (выводя это понятие за рамки классической биологии и придавая ему универсальный смысл).
Именно таким образом реализуется мысль Пифагора о порождении мiром чисел мiра вещественного. (Хотя сам тезис "всё есть число" сформулирован не им, а Аристотелем). Число – это не результат абстрагирования от мiра вещей, а то многомерное Целое, проекции которого в трёхмерный мiр являются нам в виде отдельных предметов.
Термин "гилетика" (от греческого слова ὑλή = hyle = вещество) впервые был введён в философию Аристотелем, а в новое время – использован Эдмундом Гуссерлем в работе "Идеи к чистой феноменологии и феноменологической философии": "Естественно, что чистая гилетика подчинена феноменологии трансцендентального сознания. Кстати говоря, эта чистая гилетика обладает характером замкнутой в себе дисциплины, как таковая, имеет свою внутреннюю ценность, а, с точки зрения функциональной, и значение – благодаря тому, что она вплетает возможные нити в интенциональную паутину, поставляет возможный материал для интенциональных формирований" [Гуссерль,1999]. Из приведенной цитаты видно, что для Гуссерля слово "гилетический" было синонимом слова "чувственный" или "материальный" (имелся в виду материал переживаний), но А.Ф. Лосев, впервые применивший этот термин к числу, – различает эти понятия, в смысле их различения в греческой и латинской культурах. Хотя Цицерон и ввел слово materia как перевод греческого ὑλή, оно отличается от латинского materia именно тем, что materia – это ὑλή, взятое в момент его наблюдения, a ὑλή включает в себя все моменты существования вещественного предмета, всю его биографию, реализованную в виде конкретного гилетического числа. По формулировке Лосева, "гилетическое число выражает момент иного, меонального размыва и подвижности, смысловой текучести и жизненности эйдоса, т.е. самого предмета" [Лосев, 1990]. Значение греческого слова ὑλή так же относится к значению латинского materia, как объём шара относится к его поверхности. Латинская часть культурного мiра, говоря о веществе, подразумевает его мгновенное видимое состояние. В философии Нового времени, а затем и в "научном мiровоззрении" XVII – XX столетий рассмотрение объема "мiрового шара" незаметно подменилось рассмотрением лишь его поверхности. Можно сказать, что "научное мiровоззрение" в его привычном понимании поверхностно не в переносном, а в самом прямом смысле слова. Преодолевается эта поверхностность возвращением научный обиход понятия ὑλή и его производных, в частности, – гилетического числа. Не существует ни материи без формы (вопреки мнению материалистов), ни формы без материи, но материи не в "цицероновском" смысле, а именно в первоначальном, греческом смысле ὑλή. Элементом этой оформленной материи и являются гилетические числа.
Может показаться странным противопоставление понятий "гилетический" и "вещественный": ведь ὑλή как раз и означает вещество, а вещественные числа успешно применяются в математике уже более пяти тысяч лет! Но, как мы увидим далее, значения этих слов имеют существенные оттенки, позволяющие их строго различать, и Лосев был совершенно прав, противопоставив их. Речь идет не о том, чтобы дать новое название уже известному предмету. Число в общепринятом понимании представляет собой как бы моментальный снимок гилетического числа, сделанный на его вещественной стадии, оцепеневшее число, тело числа, разлученное с душой. Поэтому и область его применения ограничивается вещественным мiром.
Греческое ὑλή, в отличие от латинского materia, включает в себя и материю умопостигаемого мiра, сакральную материю, или, выражаясь словами Гуссерля, "материю переживаний", тогда как materia – это вещество лишь физической оболочки мiра, видимого мiра.
В противоположность знаменитому высказыванию Кронекера: “Die ganzen Zahlen hat der liebe Gott gemacht, alles andere ist Menschenwerk” (Бог создал целые числа, всё остальное – дело рук человека), нам представляется правильным диаметрально противоположное утверждение: "Бог создал гилетические числа, остальные виды чисел – искусственные конструкции человеческого рассудка, призванные ограничить понятие и возможности числа для удобства производящих вычисления математиков". (Отметим, что "удобство" это продолжается лишь до того момента, пока сами вычислители не оказываются в логическом тупике). Глава "московской математической школы" академик Н.Н. Лузин высказывался ещё резче: "По-видимому, натуральный ряд чисел не представляет из себя абсолютно объективного образования. По-видимому, он представляет собой функцию головы того математика, который в данном случае говорит о натуральном ряде".
А что же представляют собой остальные числа, употребляемые в современной редукционистской математике, – иррациональные, комплексные и "обычные" (то есть лишенные временного измерения) кватернионы? Это – "предельные случаи" гилетических чисел, которые в "чистом виде" никогда в природе не встречаются, как не встречаются лишенные длительности временные интервалы – "мгновения времени".
Общеизвестные элементарные арифметические операции (сложение, умножение, возведение в степень и обратные к ним) далеко не исчерпывают всего богатства возможных операций. Уже участие чисел в элементарной арифметической операции порождает новые числа. При этом "исходные" числа никуда не пропадают – все этапы истории числа сохраняются в Вечности – это и является основой Закона сохранения информации.
Число – это не результат абстрагирования от мiра вещей, а то многомерное Целое, проекции которого в трёхмерный мiр являются нам в виде отдельных предметов.
Сегодняшняя редукционистская математика – математика "плоского" мiра – такой же частный случай чаемой математики мiра многомерного, как, в рамках сегодняшней математики, евклидова геометрия представляет собой частный случай геометрии Лобачевского или геометрии Римана, приспособленный для мiра, в котором бы отсутствовало вещество, то есть – для мiра нереального.
Ограничив область своего применения лишь мiром вещественным, редукционистская математика не способна адекватно представить даже этот вещественный мiр [Кудрин, 2019].
Понять разницу между латинским и греческим восприятиями числа нам опять поможет классическая филология. Греческое слово αριθμός не является простым аналогом латинского numerus (и производных от него новоевропейских numero, Nummer, nombre, number) – его значение гораздо шире, как и значение русского слова "число". Слово "номер" тоже вошло в русский язык, но не стало тождественным слову "число", а применяется лишь к процессу "нумерации" – русская интуиция числа совпадает с древнегреческой. Нумерология не тождественна аритмологии, а только часть аритмологии, хотя формально – это латинская калька соответствующего греческого термина.
В современной конвенциональной математике Теория чисел занимается только целыми числами, поэтому более точным ее названием было бы "Теория номеров" (хотя уже есть ещё более узкая "Теория нумераций").
Гилетическое число – не "новый тип числа", а именно истинное число в пифагорейском смысле, в противоположность редуцированному числу позитивистской науки. "Безпамятных" гилетических чисел не существует, так как существовать – значит быть существом, а существо – это личность, обладающая памятью [Кудрин, 2013].
Таким образом, задачи установления устойчивой телепатической связи и актуализации совершившихся событий (оживления памяти) побуждают не только к созданию новой математической дисциплины, но и к коренному пересмотру понятия числа, путём прояснения исконных смыслов философских терминов.
ЛИТЕРАТУРА
Бехтерева Н.П. Магия мозга и лабиринты жизни. Act; Сова, М.- СПб.: 2007. 349 с.
Гуссерль Э. Идеи к чистой феноменологии и феноменологической философии. Т. 1. М.: ДИК, 1999.
Кудрин В.Б. Миры Александра Грина. "Наука и Религия". 1993, № 9, С. 46: http://lit.lib.ru/k/kudrin_w_b/miryalexandragrina.shtml
Кудрин В.Б. Универсальный коррелятор. "Знание – сила", 2006, № 5,
С. 102 – 106.
Кудрин В.Б. Бытийный статус числа и вселенская информационная сеть – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013:
http://lit.lib.ru/editors/k/kudrin_w_b/dsch.shtml
Кудрин В.Б. Пути преодоления редукционистской математики и создания математики целостности // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.25195, 17.02.2019:
http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001g/00163952.htm
Кудрин В.Б. Созвучия гениев мест. "Москва", 2020, № 9, сс. 143 – 187:
http://www.moskvam.ru/publications/p...tion_2398.html
Кудрин В.Б. Телепатия растений – биологическая основа универсального коррелятора // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.26793, 21.11.2020:
http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001h/00164553.htm
Лосев А.Ф. Музыка как предмет логики. Из ранних произведений. М., Правда, 1990.
Кудрин Виктор Борисович. Страница Автора http://lit.lib.ru/editors/k/kudrin_w_b/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/id/5e930...1ee526e10a6c89

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/the_worl...d3508fc16374?&
«Закон существования Бога» для квантовых компьютеров

Только что опубликована новая прорывная работа проф. Дэвида Волперта «Work, Entropy Production, and Thermodynamics of Information under Protocol Constraints» .
Год назад Волперт доказал 2-й закон термодинамики взаимодействующих систем. Из него следовало, что классический 2-й закон термодинамики, для многих являющийся чем-то типа «закона существования Бога», оказался частным случаем более сложного закона природы — подробней см. мой пост.
Новая работа Волперта и его соавтора Кольчинского еще более усиливает 2-й закон термодинамики, доказывая, что этот «закон существования Бога» распространяется и на квантовые компьютеры.

Авторы работы обнаружили фундаментальную взаимосвязь между термодинамической необратимостью увеличения энтропии и логической необратимостью вычислений, при которых теряется исходное состояние.

Дело в том, что любые вычислительные системы в процессе вычислений теряют информацию о своем прошлом. Если человек вводит в калькулятор «2 + 2», а затем нажимает «ввод», компьютер выводит ответ — 4. Но при этом машина теряет информацию о вводе, поскольку не только 2 + 2, но и 3 + 1. (и другие пары чисел) могут дать такой же результат. На основании одного только ответа машина не может сообщить, какая пара чисел была введена.
В 1961 году физик IBM Рольф Ландауэр обнаружил, что при стирании информации, например, во время таких вычислений, энтропия калькулятора уменьшается (из-за потери информации), что означает — энтропия окружающей среды должна увеличиваться.
Вольперт и Колчинский продемонстрировали, что два компьютера могут выполнять одни и те же вычисления, но различаться производством энтропии из-за их ожиданий в отношении входных данных. Исследователи называют это «ценой несоответствия» или «ценой ошибки».
В своих прошлых работах Вольперт и Колчинский доказали, что «цена несоответствия» является общим явлением, которое можно исследовать в различных системах, не только в теории информации, но также в физике и биологии.
В своей последней работу исследователи показывают, что это фундаментальное соотношение распространяется даже в более широком смысле, чем они думали раньше, и в том числе, на термодинамику квантовых компьютеров.
Из новой работы следует, что между физикой и теорией информации существует глубокая взаимосвязь, для описания которой еще только предстоит открыть «новую физику».
Три года назад, в посте об открытии проф. Волперта, озаглавленном «Представления о мире скоро кардинально изменятся», я написал:

«Шквал прорывов в «термодинамике вычислений» несет новое видение законов возникновения и эволюции жизни в мире, который все же оказывается компьютером».

Спустя 3 года это предположение еще более укрепляется.
Не менее интригующим следствием новой работы является то, что единственный способ добиться минимальных потерь энергии Ландауэра — разработка компьютера с учетом конкретной задачи, которую он должен решать.

Если это так, то век универсальных компьютеров подходит к концу.

Первые отзывы читателей показали, что тема термодинамики вычислений сложна для понимания. И это правда.
Желающим все же разобраться рекомендую часовую лекцию на эту тему, прочитанную Волпертом пару недель назад:

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Как измерения создают проблемы в квантовом мире?

Думаю, что уже много раз вы слышали про такое явление, как парадокс наблюдателя. Если сильно упростить его понимание, то он означает очень простое явление: если проводить измерения, то можно влиять на состояние системы. Сама идея о том, что наблюдение за системой изменяет хоть как-то её свойства, кажется абсурдной.

Измерение чёрной дыры микрометром
Как представить себе влияние измерений?

На практике оно звучит даже интереснее. Если посмотреть в микроскоп на частицу, то эта частица будет менять своё состояние. Понятно, что речь далеко не о макрочастицах и не об оптическом микроскопе, а о более серьезных и "тонких" устройствах, но суть остаётся прежней.
Конечно же, главный вопрос тут только один и, я думаю, вы тоже задумались именно об этом в первую очередь. Как это вообще может работать? Что за магия такая? Между тем, квантовая физика довольно часто сталкивается с парадоксом наблюдателя и уже воспринимает его как должное.
Что происходит при измерении?

Говоря научным языком, состояние системы может быть описано группой уравнений. Это квантовая функция. Если происходят измерения, то квантовая функция коллапсирует и из квантового состояния, где частица сразу и тут и там с некоторой долей вероятности, частица приобретает обычное состояние, описываемое классической механикой.


Измерения в квантовом мире другие
Но вот как так получается, что измерения могут влиять на физику процесса? Может быть тогда и если смотреть на вареную картошку, то она будет и остывать быстрее?
Пример про картошку более абстрактный и я уже однажды рассказывал, что работал у нас один химик, который единственный из всех мог успешно проводить ряд экспериментов. Остальные сотрудники не могли это сделать. Он был просто уверен, что получится так, как он считает нужным и оно всегда получалось. В науке есть ряд подобных задокументированных наблюдений. Один эффект плацебо чего стоит. Или шуточный эффект Паули. Но это уже стык философии и физики, что не является целью настоящей статьи. Посмотрите ролик про подобные явления.
ww.youtube.com/watch?v=L8DJW5eraZA
Измерение с физической точки зрения

Но если вернуться к физической трактовке явления, то начать стоит с определения термина "измерение". Нужно чётко понимать, чем является измерение с физической точки зрения.

Измерение - это процесс, когда почти невесомые квантомеханические системы приходят в соприкосновение с классическими измерительными приборами.

Но это только одно из вменяемых определений явления. Если покопаться в статьях, то можно обнаружить, что конкретного описания термина "измерение" фактически не существует.
Можно было бы списать всё это на недостаточное понимание происходящих процессов, подкрепленное отсутствием хорошего оборудования. Но есть уже множество публикаций и исследований, которые подтверждают реальное существование рассматриваемой проблемы. Например в журнале Physical Review Letters была статья Tracking the Dynamics of an Ideal Quantum Measurement, где описывалось изучение зависимости суперпозиции атома стронция от измерений и показана однозначная зависимость.
Измерения в классической физике


Понятно, что при механическом измерении есть обязательно взаимодействие
Пока всё в рамках классической теории оно как-то увязывается в некоторую логику. Измерение действительно физически воздействует на систему. Например, если прибор излучает видимый свет и проводит измерение с его помощью, то он однозначно скажется на поведении системы. По этому принципу можно описать даже влияние простого человеческого взгляда. Ведь всё это работа с потоками энергии, которые окажут влияние на систему.
Но усовершенствование современных измерительных приборов привело к тому, что граница между макроприборами и микроприборами стала размытой, а эффект сохранился. Теперь непонятно, где классический измерительный прибор, а где квантовый. Парадокс наблюдателя так никуда и не пропадал. Он всё также продолжает существовать.
Измерение как способ уничтожения информации

Изменился и взгляд на суть физического процесса, происходящего при измерении. Если раньше это был только лишь коллапс волновой функции, то сейчас на этот момент наложились развития представлений о квантовом мире. Теперь коллапс волновой функции, пропущенный через призму о многомировой вселенной, стал описываться не только как превращение квантовой системы в стандартную, а как факт фиксации только лишь одной из вселенной со стандартной для неё картиной.
В эту кастрюлю с борщом упало и как таковое понимание информации в физике. А, точнее сказать, отсутствие этого полноценного понимания. Однако, если принять на минутку, что всё есть информация, то логика работы эффекта наблюдателя станет куда более простой и понятной и физическая суть измерения тоже.
Возьмем например измерение спина частицы. Измерение происходит на установке Штерна-Герлаха и заключается в вычислении спина на базе магнитной составляющей этого понятия.


Установка Штерна-Герлаха
Тут довольно сложная и объемная теория. Коротко - измеряется магнитный момент. Получается забавный парадокс - измерение вдоль одного направления уничтожает полученную ранее информацию о двух других направлениях.
Каждое новое измерение приводит к обновлению информации. Или, если сказать это красиво, каждое новое измерение стирает любую полученную ранее информацию и прописывает новую. Новая информация описывает новое состояние частицы. Что же, боюсь более конкретного и точного объяснения физики процесса пока попросту нет. Если у вас есть какие-то мысли на этот счёт, то обязательно опишите свои представления в комментариях.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/YzRWeucSZh2RyscU?&
Физики исследовали природу квантового хаоса: почему термодинамика перестала работать

Вчера
<100 прочитали








Квантовая физика нарушает все правила. Например, классические законы термодинамики, описывающие, как перемещаются тепло и энергия, превращаются в «рекомендации», которыми можно пренебречь, в случае мельчайших частицах.
В некоторых экспериментах ученые обнаружили, что исследуемый объект может остывать, хотя он находится с чем-то гораздо более горячим. Ученые говорят, что это похоже на то, как если бы вы достали горячую сковородку из духовки, а рука при этом не нагревалась, а, наоборот, остывала.
Чтобы узнать, что происходит с квантовым хаосом и как ему удается оставаться вне законов термодинамики, физики провели эксперимент с ультрахолодными атомами лития и лазером.
Аномальный хаос

Если взять обычный маятник и толкать его время от времени с разных сторон, то он будет поглощать энергию удара и раскачиваться, хаотично перемещаясь в пространстве. Несмотря на кажущуюся случайность движений, ее легко описать с помощью уравнений, учитывающих импульсы и направления, которые маятник получил в процессе воздействия.
В квантовом мире все не так однозначно. Вместо движения беспорядок может привести частицы к «остановке». В то время как в начале эксперимента квантовый маятник может поглощать энергию так же, как и механический, со временем, при повторяющихся воздействиях он выйдет на плато и распределение импульса замрет в динамически локализованном состоянии.
Чтобы объяснить такую аномалию для отдельных частиц, ученые использовали математику. Они полагают, что квантово-механические волны вероятности колеблются и сталкиваются друг с другом именно таким образом, что гребни и впадины встречаются и исключают любую возможность поглощения энергии частицей.
Но то, что происходит в реальных условиях, когда взаимодействие происходит между многими частицами, например, в системе, содержащей множество сталкивающихся электронов, после десятилетий споров оставалось загадкой.
Множественная локализация

Чтобы понять, что должно происходить, ученые предлагают представить чашку, в которую наливают кофе с молоком. Если холодное молоко наливают в горячий кофе, то со временем частицы перемешиваются, и весь напиток приходит в однородное состояние. Такой процесс называется термализацией, и ранее считалось, что он должен наблюдаться в любой системе.
За последние несколько десятилетий назад ученые поняли, что это не всегда так. Оказалось, что в квантовой системе хаос приводит к локализации множества тел. Это означает, что система не может достичь теплового равновесия и сохраняет память о своем начальном состоянии в локальных областях в течение бесконечного времени.
Что сделали ученые?

Чтобы проверить, как поведет себя сложная система, состоящая из множества частиц, ученые использовали газ лития. Они поместили около 100 тыс. ультрахолодных атомов в вертикальную волну света. Каждый такой атом представлял собой квантовый ротор (маятник), который можно было запустить при помощи лазерного импульса.
Ученые объясняют, что они заставляли атомы сталкиваться и разлетаться в разные стороны или использовали резонанс Фешбаха, чтобы держать их вместе. Этот эффект возникает при столкновении двух медленных холодных атомов, когда они временно слипаются и образуют нестабильное соединение с небольшим сроком жизни.
Когда частицы не взаимодействовали, исследователи увидели ожидаемый результат: частицы немного нагревались, прежде чем достигали постоянной температуры. Когда исследователи скорректировали эксперимент так, чтобы атомы могли немного взаимодействовать, они сначала увидели температурное плато на том же уровне. Но в отличие от одномерной теории атомы, в конце концов, снова начали нагреваться, хотя и не так быстро, как предсказывает обычная термодинамика.


Экспериментальная установка. Фото: Tony Mastres, UCSB
Получилось, что новое состояние не соответствовало ни классической термодинамике, ни ожидаемому поведению локализованного множества тел. Гипотеза, которую исследовали ученые, не предполагала такого результата, зато подобное поведение описывает другая теория. Она применима к очень холодным группам частиц, которые образуют конденсат Бозе — Эйнштейна. Это фаза вещества, в которой все частицы имеют одно и то же квантовое состояние.
Уравнения, описывающие конденсат Бозе — Эйнштейна, предсказывают скорость медленного нагревания именно так, как происходило в проведенных экспериментах. Удивительно здесь то, что атомы, изученные учеными, не были таким конденсатом.
В каком-то смысле это двойная загадка. На самом деле мы не знаем, почему так происходит, но есть теория, которая не должна работать, но вроде как работает.
Виктор Галицкий, соавтор исследования
Почему это важно?

Наблюдаемые плато доказывают, что взаимодействия не всегда заставляют частицы подчиняться законам термодинамики. Исследуя, как изменяются законы на микроуровне, физики надеются сформировать новую теорию, которая свяжет между собой поведение материи как в микро-, так и в макромасштабе.
Такие эксперименты могут не только открыть новую квантовую физику, но также привести к разработке новых инструментов исследований. Если физику, лежащую в основе этих экспериментов, удастся «распутать», возможно, однажды температурные плато будут расширены и их можно будет использовать для разработки новых и лучших квантовых технологий, считают ученые.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Yz5l8XL4Jxezf9Yp?&
Телепортация реальна: свежие нобелиаты опровергли идеи Эйнштейна


Изображение запутанных частиц© THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES
Николай Гурьянов
Долгожданное и заслуженное — так называют решение Нобелевского комитета по физике в этом году. Главной научной награды мира удостоились трое ученых, создавших фундамент квантовой эры, в которую вступает человечество. Серией экспериментов лауреаты доказали, что Альберт Эйнштейн был не прав.
Ошибка гения

Десять миллионов шведских крон, или около 900 тысяч долларов по текущему курсу, разделят француз Ален Аспе (75 лет), американец Джон Клаузер (79) и австриец Антон Цайлингер (77).
Согласно официальной формулировке, премию присудили им "за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике".
"Мы уже живем в квантовом веке. Нобелевский комитет подтвердил фундаментальное значение нашей области науки", — говорит старший научный сотрудник Лаборатории квантовой обработки информации Сколтеха Игорь Захаров.
"Примечательно, что это произошло практически через 100 лет после Нобелевской премии Альберта Эйнштейна, который также получил ее за достижения в области квантовой физики, хотя идеологически не был с ней до конца согласен", — отмечает руководитель теоретической группы Российского квантового центра и Университета МИСИС Алексей Федоров.
Основатель теории относительности внес большой вклад в квантовую механику своей теорией фотоэффекта. В 1922-м Эйнштейну вручили за эту работу высшую научную награду.
Но он спорил с создателями квантовой механики — Нильсом Бором, Вернером Гейзенбергом и другими. В 1935-м Эйнштейн вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном опубликовал статью "Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?", сформулировав там так называемый ЭПР-парадокс (по первым буквам фамилий авторов этой работы).

Нильс Бор с Альбертом Эйнштейном дома у Пауля Эренфеста в Лейдене (декабрь 1925)CC0 / Paul Ehrenfest /
"Представьте две частицы (обычно рассматривают фотоны), связанные определенным образом. Когда они сталкиваются и затем разлетаются, действует закон сохранения энергии: если спин (направление вращения) первого фотона направлен в одну сторону, то спин второго — в противоположную. То есть сумма их вращения равна нулю. И если измерить частицу в одном месте, мгновенно будет известен результат измерений в другом. Это соответствует классической физике. Но в квантовой физике свойство "направление вращения" фиксируется измерением первой частицы. Прибор может выбрать любое направление вращения. Вторая связанная частица магическим образом узнает, как вертится первая, и крутится в противоположную сторону. Это и есть ЭПР-парадокс", — рассказывает Захаров.
На сайте Нобелевского комитета объясняют: запутанные пары можно сравнить с машиной, которая выбрасывает шарики разных цветов в противоположных направлениях. Когда мальчик ловит черный мяч, он сразу понимает, что девочка поймала белый. Согласно классической физике, шары всегда были такими, а мы просто ликвидируем свое незнание их цвета. Однако квантовая механика утверждает, что шары не имели определенного цвета до тех пор, пока кто-то не посмотрел на них. И только тогда один случайным образом стал белым, а другой — черным.

Скрытые переменные и квантовая механика© THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES
Причем насколько далеки два кванта друг от друга, не имеет значения.
"Эйнштейн рассуждал: если это так, значит, мы допускаем, что скорость света не является основным ограничением скорости передачи информации. Он считал квантовую механику неполной. То есть следовало найти некие скрытые переменные, которые и определяют результат экспериментов", — уточняет Захаров.
Квантовый мир победил

В 1964-м североирландский физик Джон Стюарт Белл доказал, что существует тип эксперимента, способный установить, возможно ли описание мира, отличное от чисто квантово-механического. Если неизвестные переменные есть, то такой эксперимент, повторенный несколько раз, даст определенное статистическое значение. Эта теорема известна как неравенства Белла.
"Эксперименты нынешних нобелиатов продемонстрировали: неравенства Белла нарушаются. Мир квантовый, и нам придется с этим жить", — говорит Станислав Страупе, руководитель сектора квантовых вычислений ЦКТ МГУ.
Заслуга Джона Клаузера в том, что он первым провел реалистичный опыт, выявивший нарушение неравенств Белла. В 1972-м американский физик построил аппарат, испускавший одновременно два запутанных фотона. Частицы под некоторым углом направляли на фильтры, устроенные наподобие солнечных очков: они блокировали свет, поляризованный в определенной плоскости.
Фотоны были с параллельной поляризацией, направление которой и устанавливали с помощью фильтров.
Однако у эксперимента имелся недостаток: фильтры были зафиксированы. Наблюдатель мог подвергнуть результаты сомнению: что, если установка каким-то образом выбрала частицы с сильной корреляцией и проигнорировала другие?

Схемы экспериментов нобелиатов© THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES
Ален Аспе усовершенствовал методику Клаузера. Он регистрировал и те фотоны, которые через фильтр не прошли. Французский ученый направлял частицы к двум фильтрам, установленным под разными углами. Тумблеры задавали направление фотонам уже после того, как те вылетели из источника. Это происходило за миллиардные доли секунды, что исключало даже теоретическую возможность подделки результатов. Таким образом, "полноценность" квантовой механики была доказана.
Работы Антона Цайлингера открывают путь к практическому применению знаний о свойствах запутанных частиц.
"Мы не можем посылать сигнал быстрее скорости света. Эйнштейн здесь абсолютно прав. Но если мы заранее позаботимся о том, чтобы передать на большое расстояние связанные частицы, то сумеем манипулировать их состоянием. Сама манипуляция, или, как мы говорим, телепортация, происходит мгновенно. Она действительно не зависит от скорости света или каких-то других ограничений", — объясняет Захаров.
Квантовая телепортация происходит, когда одна из двух запутанных частиц, разлетевшихся в разные стороны, встречается и "запутывается" с третьей. При этом первая частица, оставшаяся в одиночестве, приобретает свойства третьей — а та, в свою очередь, теряет идентичность. Впервые такой эксперимент выполнили Цайлингер и его коллеги в 1997-м. Позже ученый на практике отработал передачу квантовой информации по оптоволоконной и спутниковой связи.
Квантовая механика в народном хозяйстве

Системы связи — наиболее перспективная область применения квантовых технологий.
"Cигналы кодируются в одиночные квантовые объекты, например кванты света — фотоны. Это гарантирует, что любое вмешательство в процесс передачи информации не останется незамеченным. Тем самым можно создать системы, в которых информация заведомо защищена", — рассказывает Алексей Федоров.
В этих технологиях заинтересованы правительственные структуры. Есть и коммерческий потенциал.
"Квантовая связь уже вполне успешно работает, существуют соответствующие устройства. Сейчас проблема в экономической целесообразности. Не для всех приложений имеет смысл переходить на более дорогостоящую технологию — только для самых критически значимых. И вопрос в том, насколько быстро удастся ее удешевить, чтобы она получила более широкое распространение. Устройства производят несколько компаний, в том числе и в России", — отмечает Страупе.
Захаров добавляет, что по квантовой связи не станут пересылать большие массивы данных. "Будут передавать ключ. Скажем, тысячу байтов. А остальное — как угодно, информацию не раскрыть без ключа. Но технология по-прежнему сложная", — говорит он.
Второе направление, где стоит ожидать прорыва в ближайшие годы, — квантовые компьютеры. Несколько научных групп из разных стран пытаются достичь так называемого квантового превосходства, то есть способности решать задачи, недоступные классическим вычислительным машинам.
СМИ несколько раз за последние годы сообщали об успехе, однако затем это опровергали.
"Квантовое превосходство — это moving target (движущаяся цель). Классические алгоритмы симуляции квантовых систем тоже развиваются. Это некая гонка, динамический процесс. В какой-то момент считалось невозможным просимулировать квантовый процессор компании Google. Но конкуренты это сделали, — поясняет Страупе. — Следом китайцы представили квантовый процессор с большим числом кубитов. И так далее. Но понятно, что рано или поздно этого превосходства достигнут. Сейчас мы на грани этого".
По мнению Захарова, речь идет о ближайшем десятилетии. Ожидается, что квантовое превосходство позволит совершить качественный скачок в области моделирования материалов, предсказания поведения сложных систем, машинного обучения, оптимизации.
Развивается и квантовая сенсорика. "Это возможность за счет квантовых эффектов, в том числе квантовой запутанности, с беспрецедентной точностью измерять различные параметры, такие как время (что важно для систем глобального позиционирования) или электромагнитные поля (для биомедицинских приложений)", — говорит Федоров.
"С теорией у российской науки все нормально"

В 2020-м в России утвердили дорожную карту развития квантовых технологий. Выделили 51,1 миллиарда рублей. Для сравнения: в США конгресс утвердил проект на 20 миллиардов долларов, в Европе действует программа Quantum Flagship с бюджетом более трех миллиардов евро, в Китае создают Национальную квантовую лабораторию с предполагаемым финансированием в 12 миллиардов долларов. В то же время частные компании на Западе получают на такие разработки огромные суммы от венчурных фондов.
В рамках российской программы планируется развивать и квантовую связь, и вычисления, и сенсорику. Уже создали квантовый симулятор на базе 11 кубитов (кубит — наименьшая единица информации в квантовом компьютере). Но для практического применения нужен квантовый компьютер с тысячами кубитов. По оценке специалистов, разработать такую машину получится в лучшем случае к концу десятилетия.
"С точки зрения экспериментов у нас тоже есть свои победы, но они пока достаточно скромные. США, Канада, Япония и Китай в этой области впереди, — признает Захаров. — А вот с теорией у российской науки все нормально, не отстаем. Мы следим за тем, что происходит, участвуем в разработках, пишем свои статьи и публикуем их в международных научных журналах".
По его словам, в области квантовой физики сотрудничество с западными коллегами не прекращается даже в нынешней сложной ситуации. __________________

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Y3DQnVHdWmC-EkeJ
Физический смысл квантовой запутанности доступно

Сегодня
507 прочитали




Понятие квантовой запутанности является довольно своеобразным и даже феноменальным для всей физики. Про него говорят, когда обсуждают физические теории или новые невероятные технологии и методики их применения. Не так давно за изучение специфики квантовой запутанности была вручена нобелевская премия.




Красивая визуализация запутанности от неизвестного автора
Но в чём смысл квантовой запутанности? Что это такое с физической точки зрения?
Определение у нас примерно такое:

Квантовая запутанность - квантовомеханическое явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Причем, на любом расстоянии друг от друга.

Тут кажется всё ясно. Кроме, пожалуй, фразы "квантовые состояния". Ещё есть слово запутанность.
Запутанность обычная физическая

Прежде, чем переходить к слову "квантовая", давайте обсудим что вообще такое запутанность.
Вообще про простую запутанность стоило бы написать целую отдельную статью, но попробуем ограничиться несколькими фразами.

Два объекта запутаны, если информация об одном из них улучшает наши знания о другом.

Представить себе такую ситуацию в реальной жизни не так просто. Можно, например, представить себе весьма простенький и не совсем корректный, но наглядный пример.

Колонка связана с топливом :)
Допустим, есть канистра, а в ней налита некоторая жидкость. Объект 1 - канистра, объект 2 - неизвестная жидкость. Предположим, что всё работает так как должно работать и все следуют правилам работы с химическими реактивами, подписывая любую емкость. Если в канистре налит спирт, а на самой канистре написано - спирт этиловый 95%, то это можно назвать запутанной системой. Канистра улучшает знания о том, что в ней налито. Но канистра без надписи не запутана с жидкостью внутри. Запутанности нет.
Запутанность квантовая вероятная

Если перенести эту логику на квантовые состояния, то получится уже квантовая запутанность. Но опять забыли про квантовое состояние :)
Вообще, состояние в физике – это некоторый набор значений физических величин, связанных с объектом. Обычно про все эти состояния в классической физике не говорят и рассматривают только нужные для решения конкретной задачи. Например, координаты x и y - это физические состояния объекта.
Квантовое состояние - это любое возможное состояние, в котором может находиться квантовая система. Оно описывается или волновой функцией (а значит и включает все параметры, входящие в эту функцию), или набором квантовых чисел. В общем-то, понятие довольно объемное. Если просто, то в обычном состоянии, как мы сказали выше, есть определенные координаты, а вот в квантовом состоянии будут сразу все координаты. "Нужные" в данный момент будут определяться вероятностью.
Исходя из того, что мы теперь знаем, чем является запутанность в физике и и что такое квантовое состояние, мы вполне можем увязать в голове эти два понятия и смело утверждать, что квантовая запутанность - это связь квантовых состояний.
Объекты оказываются в квантовой запутанности, когда один объект увеличивает количество знаний о другом объекте. Вспомним пример с координатами. Если два квантовых объекта находятся в квантовой запутанности, то знания о вероятности физического расположения одного объекта позволят сказать, где вероятнее всего находится другой объект. Подобный подход относится ко всем свойствам квантовой системы. Будь-то спин или энергия.
У квантовой запутанности есть ряд интересных свойств. Например, полезно помнить, что изменение состояния одной из запутанных частиц вызывает изменение состояния и другой частицы, а информация между связанными частицам передаётся на огромные расстояния с (о Боже!) сверхсветовой скоростью.
Как делается квантовое запутывание?


Не знаю источник картинки, но тут представлена установка по созданию запутанности
Теперь, наверное, самое интересное. Как получается квантовая запутанность? Ответ простой - и в естественных условиях, и в лабораторных. С лабораторными всё довольно сложно.
Суть создания запутанности строится на понимании квантовой суперпозиции. Изначально частица (например, фотон) находится во всех состояниях сразу и "не знает" своих характеристик и состояния. Но состояние выберется при измерении. Если "одинаково измерять", велик шанс получения запутывания.

Суть квантового запутывания в том, чтобы получить как минимум два фотона, которые "делают выбор" вместе.

Как только один фотон свою позицию определит, второй тоже это сделает. Значит мы запутали частицы. Вероятно, достаточно просто измерять свойства одной из частиц и искать рядом ту, которая отвечает на изменение состояний.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Гипотеза Берсеркера: Самое мрачное объяснение парадокса Ферми

23 ноября
5K прочитали









Спутник "Черный рыцарь", кусок космического мусора, который теоретики заговора считают зондом фон Неймана. Изображение: Отдел наук о Земле и дистанционного зондирования,

Гипотеза Берсеркера может быть самым мрачным объяснением из всех существующих. Она не только означает, что Вселенная - это мертвая, безжизненная шелуха, но и подразумевает, что наше собственное уничтожение неизбежно.

Парадокс Ферми в своей основе заключается в том, что, учитывая высокую вероятность существования инопланетной жизни (принимая во внимание необъятность космоса и то, что мы продолжаем находить планеты в пригодных для жизни зонах), почему никто до сих пор не вышел на связь?

Если существует так много других цивилизаций - возможно, находящихся на гораздо более продвинутых стадиях, чем мы, из-за того, как долго существует Вселенная, - наверняка хотя бы одна из них посылает зонды или активно пытается заселить галактику? Если это так, то почему мы до сих пор не встретили их? Любой, кто верит, что во Вселенной есть жизнь, должен объяснить то, что стало известно как "Великое молчание" любой развитой цивилизации.

Несколько усугубляя эту проблему, математик Джон фон Нейман предложил тип зонда, который стал известен как зонд фон Неймана. Идея заключается в том, что, когда цивилизация станет достаточно развитой, она сможет посылать во Вселенную самовоспроизводящиеся зонды. Эти зонды будут собирать энергию со звезд, добывать материалы на планетах и лунах, чтобы построить еще больше зондов, которые будут делать то же самое, как семена, распространяющиеся по Вселенной.

Как объясняет Мичио Каку ниже, эти зонды могут даже принять форму нанороботов.


Были выдвинуты различные оценки того, сколько времени потребуется зондам фон Неймана, чтобы заселить галактику или Вселенную, причем некоторые предполагают, что процесс может быть достаточно быстрым, чтобы задать вопрос: почему на Земле мы не видели никаких признаков их существования?

Ответ Карла Сагана заключался в предположении, что любая цивилизация, достаточно развитая для создания зондов, не будет настолько глупа, чтобы действительно создать эти зонды.

"Эти неумолимые репликаторы не остановятся, пока вся Вселенная не будет превращена в ~1047 машин фон Неймана, которые затем, предположительно, будут каннибализировать друг друга"

- написал Саган в своей статье.

"Если бы нечто подобное было реальной опасностью, зарождающаяся межзвездная цивилизация в целях самосохранения предприняла бы шаги по ее предотвращению".

"Разумная политика любой технической цивилизации должна заключаться в том, чтобы с очень высокой степенью надежности предотвратить строительство межзвездных машин фон Неймана и ограничить их использование в быту".

Более того, цивилизации также будут искать и уничтожать любые другие репликационные зонды, которые им попадутся.

Другие исследователи, однако, не приписывают развитым цивилизациям желание защитить Вселенную. Высказывались предположения, что умирающие инопланетяне могли создать зонды, чтобы сохранить записи о своих достижениях для будущих цивилизаций или чтобы посеять жизнь во всей Вселенной. Но как быть с инопланетянами, будь то один вид из 100 000, которые хотят использовать их в злокачественных целях?

Зонд "Берсеркер", впервые описанный в научной фантастике автором Фредом Саберхагеном, - это теоретический зонд, посланный для защиты вида-создателя (хотя в некоторых вариантах зонд "Берсеркер" - это просто зонд фон Неймана, который сошел с ума и реплицируется с целью уничтожения других цивилизаций или просто уничтожает их, собирая ресурсы). Зонды будут искать и уничтожать развивающиеся цивилизации до того, как они смогут представлять угрозу.

"Допустим, многие продвинутые ЭТИС [внеземные разумные виды] подхватили идею робота- эмиссара и отправили зонды первого поколения... для размножения и заполнения пустоты посланиями о братстве. Затем предположим, что на каждые 100, или 1000, или 10 000 "здравомыслящих" ЭТИС приходится один ксенофоб, даже параноик. Такая раса может запрограммировать своих самовоспроизводящихся эмиссаров на добавление в их репертуар мощных бомб и приказать им навестись на любой непризнанный источник модулированного электромагнитного излучения"

- пишет в своей статье на эту тему ученый НАСА Глен Брин.

"Это должно произойти только один раз, чтобы результаты этого сценария стали равновесными условиями в Галактике. Мы бы не обнаружили внеземной радиотрафик - и ни один ЭТИС никогда бы не поселился на Земле, потому что все они были уничтожены вскоре после открытия радио".

Если эта теория верна, это означало бы, что Вселенная молчит, потому что всякий раз, когда цивилизация становится "громкой", она вскоре превращается в "мертвую".

Хотя предположительно это скорее мыслительный эксперимент, чем реальное предложение, Брин предположил, что предыдущие события вымирания на Земле - и большие интервалы между ними - можно объяснить временем, которое требуется цивилизации для распространения зондов "Берсеркер" по галактике.

"Если экологический холокост мелового периода был местным проявлением предсмертного спазма предшествующей космической расы, чья перенаселенная сфера расселения разрушилась по мере распространения "цивилизации", то Земля может быть первым близлежащим миром-питомником, который восстановился в достаточной степени, чтобы развить вид с технологией"

- заключает он, добавляя:

"Это дает объяснение тому, почему наш регион космоса может находиться в состоянии неравновесной пустоты".

А может быть, еще один зонд "Берсеркер", вызванный нашими собственными сигналами, бессистемно посылаемыми в космос, уже на подходе.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Гравилёты: реальность и фантастика

12 ноября
2K прочитали









Гравилеты представляют собой летательные аппараты, использующие для перемещения в пространстве силы гравитации и состоящие из двух взаимопритягивающихся масс. Это определение касается научно устоявшегося представления об этих аппаратах, хотя в публикациях термин "гравилеты" обычно понимается более обобщенно — как любой аппарат, управляющий гравитацией любым способом.
Имеется два взаимодополняющих, но не полностью совместимых основных объяснения гравитации, плюс множество альтернативных и малоизвестных объяснений, которые мы пока не будем рассматривать. Исаак Ньютон, первый физик, описывал гравитацию как притяжение между двумя массами. Принцип относительности общей теории Альберта Эйнштейна предлагает, что масса фактически вызывает пространственно-временную деформацию вокруг себя. Обе теории объясняют, почему падают предметы на Землю.
Ученые рассматривают теорию Эйнштейна как более всеобъемлющую, потому что она объясняет также, почему свет- который не имеет массы — отклоняется в сильных гравитационных полях. Подобный взгляд на гравитацию делает из этого нечто большее, чем характеристику Вселенной. По этой причине многие ученые рассматривают как нелепость идею создания любых антигравитационных устройств. Многие, но не все!
Гравитационные движители

Если плотности двух притягивающихся тел будут значительно отличаться друг от друга, то вся система из двух механически связанных между собой масс придет в движение в сторону более плотного из них. Лучше всего возникающие при этом эффекты просчитал и результаты опубликовал Г. Р.Успенский (ЦНИИмаш, факультет космонавтики МАИ), причем эти расчеты не вызывают нареканий у специалистов. Г. Успенский создал теорию и проект собственного гравилета, и планировал во время полета солнечного зонда вблизи Солнца уточнить некоторые положения теории гравитации для проверки работоспособности гравитационных движителей. И, по его словам, в конце 2001 года получил самые обнадеживающие результаты!…
Инженер-механик, член Академии изобретателей, творческих и научных работников Валерий Акинин предлагает развитие так называемого "гантельного" гравилета. Пусть имеется система из двух одинаковых грузов и жесткой связи между ними, ориентированная горизонтально. Теперь внимание: если развести грузы на большее, чем вначале, расстояние, то вес конструкции… уменьшится! Это было известно раньше.
Акинин предложил не раздвигать грузы, а вращать конструкцию вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной связке. При этом нужным образом будут меняться проекции отдельных гравитационных сил на ось системы, что, собственно, и требуется. Теоретически в качестве грузов можно представить опять-таки атомные ядра, электроны и так далее…
Однако помимо классического "двумассового" гравилета, известно огромное количество других проектов: от аппаратов, "генерирующих с помощью теплового потока гравитационные волны" (А. Щеглов) до запряженных в особую торообразную узду черных дыр (Казыкин из Калуги, И. Иванченко).
Магнитные гравилеты

Магнитогравилеты — аппараты, в которых, по представлениям авторов, получение тяги или управление гравитацией достигается за счет особых манипуляций с магнитным полем. Такие проекты, к примеру, предложили американцы Г. Баугон, Г. Джонсон, британцы Роберт Адаме совместно с Г. Аспденом. Генеральный директор ТОО "Новая цивилизация" В. В. Миронов пытается сделать гравитационный двигатель на основе "кольца Вейника" из разнородных металлов с целью получения возможности управлять гравитационным полем возле Земли или других космических тел.
Американец Беннет предложил получать тягу за счет взаимодействия электромагнитного и гравитационного полей, и хотя идея на первый взгляд и кажется нереализуемой, тем не менее автор получил на эту разработку сразу два патента. Из успешных экспериментов известны опыты по "выявлению аномальной потери массы у магнитов во время падения", проведенные физиком Келли.
Электрогравилеты

Электрогравилеты — это аппараты, в которых, по представлениям авторов, создание тяги или управление гравитацией осуществляется за счет каких-либо особых манипуляций с электромагнитным полем.
Физики В. В. и В. Я. Васильевы (Обнинский институт ядерной пергетики) считают, что гравитацией можно управлять с помощью резонансных взаимодействий миллиметровых электромагнитных волн. Занимался проектированием электрогравитационных двигателей и один из основоположников космонавтики, доктор Роберт Хатчингс Годдарт, который даже получил приоритет на один из таких двигателей в 1920 году.
Из успешных экспериментов известны опыты японского физика Иономата, проводившиеся по "аномальному обезвешиванию электромагнитных катушек". Несколько заслуживающих доверие экспериментов, на которых присутствовал и автор обзора, провели Е. Д.Пронин (бывш. сотр. НПО "Энергия"), а также физики С. М. и О. С.Поляковы из Фрязина Московской области.
В опытах был получен небольшой по величине уровень тяги. Автор этого обзора участвовал в экспериментах, сделал соответствующие приборные замеры и видеозапись и составил собственный отчет о физическом происхождении тяги.
Готовятся также опыты физика И. М. Шахпаронова (бывш. сотрудник Института им. Курчатова), который уже изготовил генератор излучений Козырева-Дирака и исследовал последствия действия этого генератора на вещество и возможность генерации им гравитационных волн.
Экранный гравилет

Защитный экран, не пропускающий или частично пропускающий гравитационные волны, по мнению некоторых физиков, мог бы способствовать получению нескомпенсированного момента и создания тяги для полета. Корпускулярные и некоторые другие теории предполагают возможность создания способов экранирования гравитации или изменения ее знака (отталкивание вместо притяжения). Не вызывает сомнений предположение, что если полностью экранироваться от одного направления, то притяжение даже далеких звезд неуклонно заставит корабль лететь в противоположном направлении. Среди подобных проектов можно выделить работы следующих изобретателей.
В 1996 году инженеры А. В. Мурлыкин и С. А.Михалев (МАИ, фирма "Амур") предложили идею, якобы обеспечивающую экранизацию части веса конструкции. Предполагалось, что материал определенной плотности способен экранировать часть веса материала другой плотности. Для проверки эффекта механик Н. Сорокин (МАИ) изготовил два металлических изделия с высокой плотностью каждое весом в 1 грамм: оболочку с хорошо подогнанными стенками и вкладываемый внутрь ее шарик.
На первых же научных чтениях им. Зигеля в Москве С. Михалев объявил, что продемонстрирует "доказательство полета летающей тарелки", прочитал доклад и только затем продемонстрировал два шарика и пообещал, что при точном взвешивании шариков порознь и вложенных один в другой обязательно обнаружится разница… Проведенный эксперимент показал полное отсутствие эффекта.
Особой популярностью среди теоретиков гравилетов пользуется не теория всемирного притяжения, а теория отталкивания, согласно которой тела прижимает к планетам суммарная сила отталкивания от той части Вселенной, что не экранирована планетой или иным экраном.
Антигравилеты

Принцип действия антигравилетов лучше всего описан американцем Р. Форвардом в 1991 году в его проекте "Nullor". Представьте себе два огромных массивных кольца диаметром от 97 до 970 м и находящийся между ними в открытом космосе отсек полезной нагрузки. Верхнее кольцо — из обычной сверхплотной материи — притягивает к себе этот отсек и нижнее кольцо, в то время как нижнее отталкивает и отсек, и верхнее кольцо. При этом вся система должна ускоряться в одном направлении, регулировка ускорения производится простым изменением расстояния между кольцами.
Одно "но" — нижнее кольцо должно состоять из гипотетической антиматерии. Неясно, как произвести огромное кольцо из антивещества. Большую проблему представляет опасность соприкосновения колец, могущее привести к мощнейшему взрыву или (если аннигиляция твердых тел будет далеко не столь катастрофичной, как, например, газовых облаков) к микровзрывам на поверхности соприкосновения, которые разрушат и растолкнут кольца.
Существуют, однако, проекты более безопасные и… ешс более гипотетические. В начале 90-х годов изобретатель Линевич, бывший сотрудник авиаремонтного предприятия, подал около 50 заявок на изобретения, в том числе на гравиинерционный двигатель. По всем был получен отказ "по причине нарушения известных законов природы". В 1991 году он написал работу "Явление антигравитации физических тел", предложил проект магнитоэлектрической ДУ для космических аппаратов, способной работать на отходах ядерной промышленности.
В 1992–1993 годах на заводе "Аскольд" в Арсеньеве по его проекту строилась "экспериментальная установка для изучения антигравитационных явлений". Э. Линевич не раскрыл каких-либо подробностей своего изобретения. К сожалению, строительство экспериментальной установки не было закончено, сам автор в 1999 году эмигрировал в США.
С начала 90-х годов над проектированием антигравитационного излучателя работал инженер Евгений Дмитриевич Пронин, бывший конструктор радиосистем в НПО "Энергия", ставший мастером по изготовлению музыкальных скрипичных инструментов. Е. Пронин имеет богатейший опыт в конструировании сложнейших радиосистем. Именно он когда-то собирал один из первых в Москве телевизоров, но с 80-х годов стал идеологическим противником использования радиоволн "из экологических соображений" и именно поэтому занялся работами в области гравитации. По словам Пронина, ему удалось создать собственный проект гравидвигателя-излучателя, некий "пистолет", способный на расстоянии уменьшить вес предметов.
Присутствовавший при испытаниях антигравитационного излучателя эксперт "Космопоиска" А. Доброгаев подтвердил, что облученные тела действительно становились ненамного легче, но сам Доброгаев сомневался в чистоте эксперимента.
В 1993 году стало известно об успешном испытании антигравитационного движителя B. C. Гребенниковым (Краснообск, Новосибирская область), членом Французского энтомологического общества им. Фарба, который, согласно публикациям, успел даже осуществить самостоятельный пилотируемый полет на левитирующей платформе.
Энтомолог вел работу по изучению секретов устройства тела насекомых и открыл у них эффект полостных структур (ЭПС). С 1988 года проводя работу по разгадке принципа полета майского жука, он обратил внимание на то, что многие хитиновые покровы обладают ритмичной микроструктурой и микроузором, которые, по мысли Гребенникова, благодаря эффекту форм придавали телу насекомого левитационные свойства.
Позже он выдвинул идею постройки гравитодвигателя на основе знания секретов жука и соорудил деревянную платформу размером примерно 0,5x0,5 м с подложкой из "материала жука", с управляющей блок-панелью и рукояткой. В ночь на 18 марта 1990 года, по словам Гребенникова, он успешно испытал антигравитационную платформу с движителем и сумел осуществить самостоятельный пилотируемый полет на левитирующей платформе по маршруту Краснообск-Академгородок, далее до Северо-Чемского жилмассива и через Затулинку — аэропорт Толмачево вернулся в Краснообск. Его статья "Ночной полет на гравитолете" в местной газете позже была перепечатана "Техникой-молодежи" и многократно цитировалась в других изданиях.
После того как автор этого обзора связался с изобретателем, эти сведения не подтвердились. В. Гребенников с момента публикации 1993 года в течение нескольких лет проявлял крайнюю подозрительность ко всем, интересующимся его изобретениями. На сотрудничество с производителями и спонсорами не шел под предлогом, что обнаружил антигравитационные свойства только у одного вида насекомых, находящихся на грани исчезновения, и очень волнуется за судьбу этого вида в случае раскрытия своей тайны. В целом об изобретении Гребенникова сложилось впечатление как о не очень качественной дезинформации.
Между тем над практическим решением лабораторного подтверждения явления антигравитации в настоящее время работают инженер М. Холверда и японские физики Т. Хашида и X. Танака совместно с X. Хайясаки.
Гравитоотталкивающие экраны

Еще один класс устройств получают тягу путем экранирования по некоторым направлениям сил давления. В начале 90-х над этой проблемой работал А. К.Титатренко (МАИ). Работа осталась незаконченной, А. Титаренко был убит в 1993 году.
В 80-90-х годах экспериментами по созданию спиралевидных статоров занимался изобретатель, физик Б. П.Додонов, которому удалось создать несколько установок со спиралевидно-прямыми экранами диаметром до 6 метров. Материал — металл или дерево. Додонов даже запатентовал идею создания такого двигателя (патент № 2005505 от 1991 на "двигатель, использующий космическую энергию").
После его смерти в 1998 году продолжатели и коллеги стали довольно успешно эксплуатировать установки Додонова под названием "Корбио" для лечебных целей.
В подготовке экспериментов Б. Додонова автору этого обзора неоднократно приходилось лично участвовать и убедиться в том, что роторы на подвеске внутри додоновских статоров хоть и медленно, но начинают вращаться. Что касается объяснения эффекта (Додонов считал, что его опыты со спиралевидным экраном-статором служат для демонстрации "всемирного отталкивания"), то истинная его причина до сих пор неочевидна. Более понятна пока лишь возможная сфера применения эффекта: для создания тяги в летательных аппаратах он малопригоден из-за большой массы статора (легкие статоры неэффективны), но способен "работать" в энергоустановках (из-за большого веса это могли бы быть стационарные установки).
О таких проектах можно было бы сказать, что они используют силы отталкивания (например отталкивания эфирного ветра), но никак не силы антигравитации. Поэтому проектами антигравилетов правильнее было бы назвать совсем другие идеи.
Вадим Чернобров, "На грани невозможного"
Оригинал этой статьи расположен по адресу: https://www.pravda.ru/eureka/32133-gravilet/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Y4haPeMrsjSHIWrp
Могут ли частицы появляться из пустоты?

Вчера
804 прочитали




Cовременная физика переживает нелегкие времена. На одной стороне лежит квантовая теория, которая описывает устройство Вселенной на уровне атомов, а на другой – Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО), согласно которой пространство и время могут искривляться под влиянием гравитации. Проблема заключается в том, что по отдельности и ОТО и квантовая механика работают прекрасно, но противоречат постулатам друг друга. По этой причине физики трудятся над созданием единой «теории всего» на протяжении последних 90 лет. Вот только с каждым новым открытием вопросов становится все больше, однако исследователи не оставляют попыток докопаться до истины – результаты первого в своем роде эксперимента показали, что в искривленной и расширяющейся вселенной пары частиц появляются из пустого пространства. Полученный в ходе моделирования результат вновь возвращает нас к вопросу о том, как что-то может возникнуть из ничего. Словом, шаг вперед и два назад.





Миниатюрная вселенная показывает, что частицы могут возникать из пустого пространства

Первый в своем роде эксперимент, моделирующий космос с ультрахолодными атомами калия, предполагает, что в искривленной, расширяющейся вселенной пары частиц появляются из пустого пространства.
Откуда берутся частицы?

Первый в своем роде эксперимент, моделирующий космос с ультрахолодными атомами калия, предполагает, что в искривленной, расширяющейся вселенной пары частиц появляются из пустого пространства. Этот новаторский эксперимент призван к лучшему пониманию космических явлений, обнаружить которые непросто, ведь частицы могут возникать из пустого пространства по мере расширения Вселенной.
В ходе работы физики из Гейдельбергского университета в Германии охладили более 20 000 атомов калия в вакууме, используя для их замедления и понижения температуры лазеры.


Конденсат Бозе-Эйнштейна позволяет физикам управлять атомами

В результате экстремального охлаждения, атомы образовали небольшое облако (шириной примерно с человеческий волос), превратившись в квантовое, похожее на жидкость вещество – конденсат Бозе-Эйнштейна.
Когда атомы становятся конденсатом Бозе-Эйнштейна ими можно управлять, направив на них свет, после чего установить их плотность, расположение в пространстве и то, какой эффект они оказывают друг на друга. Подробнее мы рассказывали в одной из предыдущих статей, не пропустите.
По сути новый эксперимент позволяет изменять свойства атомов, заставляя их следовать уравнению, которое в реальной вселенной определяет ее свойства, включая скорость распространения света и влияние гравитации вблизи массивных объектов. Как отмечают авторы научной работы, это первый эксперимент, в котором холодные атомы использовались для моделирования искривленной и расширяющейся (с ускорением) Вселенной.


На микро уровне Вселенная выглядит иначе, подчиняясь законам квантовой механики

Когда исследователи направили свет на замороженные атомы, они двигались так, словно возникающие в настоящей Вселенной пары частиц. Новый эксперимент позволяет объединить квантовые эффекты и гравитацию, что удивительно, так как физики не совсем понимают, как две противоречащие друг другу теории сочетаются во вселенной. Это также означает, что будущие эксперименты с могут привести к лучшему пониманию квантовых Вселенной и, возможно, приблизиться к созданию теории всего.
Больше по теме: Ученые приблизились к созданию новой теории квантовой гравитации
Вселенная вероятностей

Наша расширяющаяся вселенная, по сути, является вполне допустимым решением уравнений общей теории относительности. Однако скорость ее расширения создает проблемы для квантовой механики – существует множество возможных состояний, в которых могут находиться частицы. Но возникает вопрос – если пространство расширяется со все возрастающей скоростью, растет ли количество частиц в ней? И можно ли получить что-то из ничего?
Представим, что перед нами пустое пространство — предел физического небытия, который при определенных условиях и манипуляциях неизбежно приведет к появлению чего-то. Так, столкновение двух частиц в бездне пустого пространства может привести к возникновению пары частица-античастица. Если мы попытаемся отделить кварк от антикварка, то новый набор пар должен возникнуть из пустого пространства между ними.


Ученые по-прежнему не могут объяснить все законы квантового мира, включая квантовую запутанность (ее называл жуткой Альберт Эйнштейн)

Теоретически достаточно сильное электромагнитное поле может вырвать частицы и античастицы из вакуума, даже без каких-либо начальных частиц или античастиц вообще, – объясняют физики.

В начале 2022 года в простой лабораторной установке, использующей уникальные свойства графена, были созданы сильные электрические поля, позволяющие самопроизвольно создавать пары частица-античастица из ничего. Вы удивитесь, но предположение о том, что из пустоты можно создать что-то появились примерно 70 лет назад – тогда эта мысль пришла в голову к одному из основателей квантовой теории Джулиану Швингеру и впоследствии получила подтверждение. Вселенная действительно создает что-то из ничего.
Еще больше интересных статей о том, каким законам подчиняется Вселенная и что это говорит о нашей реальности читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
Это означает, что на фундаментальном уровне в нашей вселенной атомы можно разбить на отдельные частицы — кванты, которые, однако, дальше не расщепить. То же самое верно как об электронах, нейтрино и их аналогов из антивещества. Та же участь ожидает фотоны, глюоны и бозоны (включая бозон Хиггса). Однако, если убрать все эти частицы, оставшееся “пустое пространство” таковым на самом деле не будет – во многих физических смыслах.
Точно так же, как мы не можем отнять у Вселенной законы физики, мы не можем отнять у нее квантовые поля, которые ее пронизывают. С другой стороны, независимо от того, как далеко мы отодвинем любые источники материи, существуют две силы дальнего действия, последствия которых все равно останутся: электромагнетизм и гравитация.


Вселенная подчиняется законам гравитации, природу которой физики по-прежнему не понимают

Хотя мы можем создать хитроумные установки, гарантирующие, что напряженность электромагнитного поля в определенной области равна нулю, мы не можем сделать этого для гравитации; пространство не может быть “полностью опустошено” в каком-либо реальном смысле в этом отношении.
Не пропустите: Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?
Что-то из ничего

Продемонстрировать, что пустое пространство на самом деле таковым не является – задача трудоемкая, но при этом реальная. Так, даже если создать идеальный вакуум, лишенный всех частиц и античастиц, а электрические и магнитные поля равны нулю, в вакууме все же будет присутствовать нечто такое, что физики могут назвать, скажем, “максимальным ничто”.
Так размышлял Джулиан Швингер в 1951 году, описав как (теоретически) можно создать материю из ничего: для этого потребуется сильное электрическое поле. И хотя его коллеги предлагали нечто подобное в 1930-х годах, именно Швингер смог точно определить необходимые для этого эксперимента условия, исходя из того, что в пустом пространстве так или иначе присутствуют квантовые флуктуации, – рассказывают физики.


Частицы могут возникать из пустоты.

Вам будет интересно: Было ли у Вселенной начало?
Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, если квантовые поля существуют повсюду, то в любой выбранный промежуток времени и области пространства, будет присутствовать изначально неопределенное количество энергии. И чем короче рассматриваемый нами период времени, тем больше неопределенность в количестве энергии.
Фактически, единственным местом, где частицы возникают из пустоты – это области в космосе, окружающие черные дыры и нейтронные звезды. Но на огромных космических расстояниях, отделяющих нас от наиболее приближенных объектов, наши предположения остаются исключительно теоретическими.


Вселенная хранит множество тайн, которые нам с вами еще предстоит раскрыть

Это интересно: Нобелевская премия по физике 2022: квантовая запутанность и телепортация
Но поскольку мы знаем, что электроны и позитроны буквально возникают из ничего (они просто вырваны из квантового вакуума электрическими полями) Вселенная демонстрирует невозможное. К счастью, существует множество способов изучения нашего странного мира, будь то математика, эксперименты с графеном (подробнее мы рассказывали ранее) или лазерами. И хотя мы по-прежнему далеки от истины и создания единой теории всего, сегодня мы не так уж и мало знаем о мире, в котором живем. Не так ли?

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

По ту сторону дуализма

Сегодня






Этот небольшой опус о корпускулярно-волновом дуализме написал в марте 1999 года. Некая попытка – взлететь над сложной темой дуализма и обозреть её с высоты единым взором. Утверждение в физике парадигмы корпускулярно-волнового дуализма было предопределёно с самого рождения квантовой физики, когда Макс Планк ввёл представление о порции излучаемой и поглощаемой энергии, о кванте (1900 г.). Именно тогда образ квантового осциллятора стал доминантой микрофизики. Не только колебания заряженных частиц были источниками электромагнитных волн, но саму частицу следовало рассматривать, как некий осциллятор, осциллятор в структурной среде. Но колебания эти, коей и является устойчивая частица, не электромагнитной природы. Сегодня их можно назвать квантовыми колебаниями со своей энергией. Энергия этих собственных колебаний частицы на порядки превосходит энергию колебаний возбуждаемых ею порций электромагнитных волн. Ещё Майкл Фарадей высказывал идею о волновой, колебательной природе частицы вещества. Именно в этом колебании сосредоточена энергия частицы. Проводя множество физических и химических опытов, Фарадей каждый раз убеждался в наличии этой огромной энергии у частиц. Энергия не бралась со стороны, не возникали ниоткуда, она была здесь, в частице, в связях частиц в молекуле, в атоме. Фарадей, как и все видные учёные того времени, являлся сторонником эфирной гипотезы. Эфирная среда, по мнению Фарадея, не была пассивным фоном происходящих явлений и процессов. Напротив, среда эфира выполняла ключевую роль во всех взаимодействиях частиц и тел. Взаимодействия частиц происходили посредством возбуждаемых в среде волновых и вихревых динамик. В 17-м веке И. Ньютон, будучи сначала сторонником волновой природы света, изменил своё решение в пользу корпускулярной природы света. По взглядам Ньютона, свет ведёт себя, как поток частиц, локализованных в пространстве. Только так, считал учёный, можно объяснить отражение и преломление света. Но в 19-м веке победила в науке всё же волновая теория, объяснившая дифракцию, интерференцию и поляризацию света. И лишь открытие Планком порционного излучения и поглощения вновь заставило говорить о свете, как частицах. Но, вместе с тем, частицы света не перестают быть волновыми образованиями, точно также частица протон в составе атомного ядра не перестаёт быть колебательным образованием в квантовой среде («дыхание вакуума»).
Атом так устроен, что заставить его поглощать или излучать электромагнитные волны видимого спектра не так-то просто. Сначала нужно дополнительной энергией привести атом в возбуждённое состояние, где бы диполи квазичастиц электронов и позитронов атома пришли в такое колебание, в котором возможен резонанс падающего и принимающего электромагнитного излучения. При резонансе дипольные квазичастицы электроны и позитроны удваивают свою энергию колебания, переходят, как говорят, на более высокий энергетический уровень. Резонансный характер излучения и поглощения света подтверждают линейчатые спектры веществ. У каждого вещества линейчатый спектр свой, неповторимый. Резонансный характер взаимоотношений излучения с веществом говорит об их общей колебательной и вращательной природе.
6.12.2022 г.
* * *
По ту сторону дуализма
Согласитесь, нужно совершить изрядное насилие над здравым смыслом, чтобы как-то примирить в своём сознании взгляд на микрообъект как на корпускулу и одновременно как на волну. И эти два начала микрообъекта принято считать равноправными, не сводимыми друг к другу. Принцип дополнительности здесь является всё же слабым утешением.
По представлениям классической физики, движение частиц и распространение волн – разные физические процессы. Однако опыты по вырыванию светом электронов из металлов (фотоэффект), изучение рассеяния света на электронах (Комптон-эффект) и результаты ряда других экспериментов убедительно показали, что свет – объект, имеющий, согласно классической теории, волновую природу и обнаруживающий сходство с потоком частиц – фотонов, обладающих энергией и импульсом. С другой стороны, пучок электронов, падающих на кристалл, дает дифракционную картину, которую можно объяснить лишь на основе волновых представлений. Позже было установлено, что это явление свойственно вообще всем микрочастицам. Считается, что такой дуализм корпускулярных и волновых свойств не может быть понят в рамках классической физики.
С созданием квантовой физики в ней утвердилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, налицо ограниченность классических понятий, с другой – необходимость их использования. Что касается дуализма, то с помощью идеи дополнительности, выдвинутой Н. Бором, удалось отчасти преодолеть узость старых представлений, а также установить определенную связь между взаимоисключающими понятиями. Принцип дополнительности выступает здесь не только как физический, но и как философский, логико-методологический. Однако до сих пор принцип остается камнем преткновения, у дополнительности есть сторонники, но были и есть противники. Положение совершенно аналогичное положению с толкованием пси-функции в волновом уравнении Шредингера. Пси-функция – что это, реальный волновой процесс или только вероятность нахождения частицы в той или иной точке?
Возможно ли решить проблему дуализма, увидеть, что действительно стоит за подобным странным симбиозом? Полагаю, возможно. Открытия отцов-основоположников квантовой механики и изыскания физиков-теоретиков последних лет дают эту уверенность. Другой важный момент – наглядность, образность физических представлений. Возможно ли создать наглядные, образные модели физических микрообъектов и процессов? Ведь совершенно справедливо высказывание Луи де Бройля о том, что в физике можно понять до конца только то, что можно представить образно. Похожие суждения встречаются у других крупных ученых прошлого, в частности, у Максвелла.
Ключи к решению проблемы дуализма находятся, как мне кажется, в несложном утверждении: микрочастица не объект с формой, массой и зарядом или без него, микрочастица – это процесс, своеобразное движение в материальной среде. Подобное утверждение, конечно, не новость. С тех пор как в физическую картину мира вошел эфир, среда, заполняющая все пространство космоса, периодически возникали попытки толковать атомы как локальные движения в эфире, движения главным образом вихревого характера. Идея оказалась удивительно живучей. И сегодня обсуждаются гипотезы, в которых элементарные частицы рассматриваются как некие вихри, пусть уже не в эфире. А то, что элементарные частицы следует рассматривать как возбуждения вакуума, – сейчас признанная многими научная истина.
В середине 20 века прозвучали слова Поля Дирака: «Проблема точного описания вакуума, по моему мнению, является основной проблемой, стоящей в настоящее время перед физиками. В самом деле, если вы не можете правильно описать вакуум, то как можно рассчитывать на правильное описание чего-то более сложного». Именно вакуум, его строение, свойства, характеристики и особенности дают ключ к пониманию материального мира как целостного организма, живого, развивающегося, динамичного. Абсолютной пустоты нет и быть не может, это понимали еще древние греки. Пустота есть небытие, а небытие даже нельзя себе представить! Единство мира, стало быть, в единственности материальной среды. Можно назвать её как угодно: физический вакуум, эфир, субквантовая среда, праматерия, единое поле и прочее, дело не в этом. Дело и чудо в том, как подобная единая среда рождает всё многообразие мира, известное нам.
Любой человек, более или менее знакомый с азами философии и логики, должен согласиться, что в первичной единой среде может произойти что-либо, если эта среда способна в локальном объеме, говоря знакомым языком, «поляризоваться», то есть принимать два противоположных состояния. Взаимопереход из одного состояния в другое по колебательному закону – есть движение, динамика. И это уже событие! Физический вакуум, по моему мнению, – материальная среда с колоссальной плотностью. Плотность эта способна изменяться (поляризоваться) как в сторону уменьшения (отрицательная плотность, расширение), так и в сторону увеличения (положительная плотность, сжатие). Вакуум может иметь только два состояния, переходящие из одного в другое по колебательному принципу: состояния с положительной и с отрицательной плотностью, что соответствует в колебательном процессе фазам сжатия и расширения. Микрочастица, по существу, есть стоячая сферическая продольная волна колебаний плотности, радиальный осциллятор колебаний плотности. Такой трёхмерный осциллятор постоянно возбуждает вокруг себя сферические продольные волны той же природы. Осциллятор – не что иное, как трёхмерная струна в трёхмерном пространстве, способная при определенных условиях перемещаться как целое. Изложенная модель осциллятора плотности была найдена автором этой работы в конце 1983 года. Подобный объект удалось найти через критическое переосмысление представлений о кривизне пространства-времени в общей теории относительности Эйнштейна. И это, как оказалось впоследствии, отнюдь не умозрительный объект.
Физиками-теоретиками разработана модель частицы как солитоноподобного возбуждения в среде. Имя ему – бризер (от англ. breathe – дышать, живое существо), или бионом (живая частица). Бризер внешне выглядит как стоячая волна, которую ничто не удерживает на краях, и ведет себя этот объект подобно частице. Бризер может равномерно двигаться, он ускоряется или замедляется вблизи неоднородностей. При столкновении с солитоном или другим бризером тоже ведет себя как частица. С другой стороны, в бризере наглядно проявляется волновая природа солитонов.
Бризер – теоретическая находка математиков, занимающихся солитонными возбуждениями в средах. Он был получен в «непрерывной» модели Френкеля и Конторовой, где среда представляется в виде кристаллической решетки, а солитоны и антисолитоны выглядят в виде смещений (дислокаций) узлов решетки: сгущения и разрежения соответственно. Бризер есть одно из решений уравнений взаимодействующих солитонов: движущийся солитон и покоящийся антисолитон. В результате образуется стоящее на месте пульсирующее состояние, объект весьма стабильный и энергоемкий. Однако бризер нельзя описать просто как две частицы А и В, связанные пружинкой. «Внутри» него действительно пульсирует стоячая волна сжатий и разрежений среды.
Что примечательно, через модифицированное уравнение Кортевега де Фриза (основное уравнение, описывающее солитон), через бризерное решение уравнения синус-Гордон возможно прийти к кубическому уравнению Шредингера. И, кроме того, солитоноподобные возбуждения в средах типа бризеров нашли уже себе место в квантовой теории поля в качестве «элементарных» бозонов. Их использование в этой теории приводит к неплохим результатам, а именно количественным данным связанных состояний бозонов в устойчивые системы.
Модель бризера могла бы послужить исключительной иллюстрацией в единой теории гравитационных и сильных взаимодействий. Здесь исследователи, путем операций с фундаментальными константами, пришли к удивительному предположению. Оказалось, что вселенную и адрон можно рассматривать как подобные системы, то есть системы, которые управляются (внутри) подобными законами, отличающимися лишь масштабным фактором, который переводит радиус вселенной в радиус адрона и гравитационное поле в сильное поле. Грубо говоря, можно представить себе, что посредством сокращения радиуса вселенной с известным коэффициентом можно получить адрон, или посредством растяжения радиуса адрона с тем же известным коэффициентом, но обратной функциональной зависимости, можно получить вселенную.
Если наша вселенная аналогична адрону, то её можно рассматривать, например, как суперпион и, следовательно, как состоящий из полувселенной материи и из полувселенной антиматерии. И если адроны аналогичны нашей вселенной, то они, так же как и вселенная, могут совершать последовательные циклы расширения и сжатия, но с периодом, примерно равным 10 в минус 23-й степени секунды. По сути, выходит так, что нестатические решения уравнений общей теории относительности Эйнштейна, выведенные Фридманом в 1922 году, оказываются более подходящими для «внутренней» природы микрочастиц, нежели для вселенной.
В этой связи вновь уместно вспомнить интересную гипотезу Эйнштейна – теорию «мостов» Бризер, если угодно, это именно тот волновой пакет, который когда-то упорно отстаивал Шредингер. Бризер – это именно та волна с горбом, которую использовал де Бройль в своей теории двойного решения. Это гармоничный непротиворечивый симбиоз волны и частицы, снимающий труднообъяснимый дуализм в современных представлениях квантовой физики.
Уже в силу своей колебательной природы, поступательное перемещение радиального осциллятора в пространстве не может быть простым и прямолинейным. Двигаясь в собственном волновом поле и в волновых полях других частиц-осцилляторов, бризер неизбежно возбуждает волну иного рода, а именно поперечную, сдвиговую, характеризуемую спиральностью и ориентацией, – то, что принято называть электромагнитной волной. Чем больше поступательная скорость частицы-осциллятора, тем короче длина возбуждаемой поперечной волны. Волновой процесс одного рода при поступательном движении порождает волну другого рода. С такой точки зрения теряют всякую странность явления фотоэффекта, Комптон-эффект, обнаружение дифракционной картины от падающего на кристалл потока электронов и прочее, так как все эти явления объединены одной материальной средой и общими принципами волновой механики.
Борис Гуляев

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.youtube.com/watch?v=RZdl8smFhGk

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.youtube.com/watch?v=DWXnNv23Vw0

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.youtube.com/watch?v=GsbRFdwqPpM