Girişİşıq sürətinə çatan hissəciklər nə adlanır? Sensasiya: Fiziklər işığın sürətini aşdığını qeyd ediblər
İşıq sürəti universal fiziki sabitlərdən biridir, o, inertial istinad sisteminin seçimindən asılı deyil və bütövlükdə məkan-zamanın xüsusiyyətlərini təsvir edir. Vakuumda işığın sürəti saniyədə 299,792,458 metrdir və bu, hissəciklərin hərəkətinin və qarşılıqlı təsirlərin yayılmasının maksimal sürətidir. Məktəb fizika kitablarının bizə öyrətdiyi budur. Siz həmçinin xatırlaya bilərsiniz ki, cismin kütləsi sabit deyil və sürət işıq sürətinə yaxınlaşdıqca sonsuzluğa meyllidir. Buna görə fotonlar - kütləsi olmayan hissəciklər - işıq sürəti ilə hərəkət edir, kütləsi olan hissəciklər üçün isə bu, daha çətindir.
Bununla belə, Roma yaxınlığında yerləşən genişmiqyaslı OPERA eksperimentinin beynəlxalq alimlər qrupu elementar həqiqətlə mübahisə etməyə hazırdır.
Təcrübələrin göstərdiyi kimi, işıq sürətindən daha yüksək sürətlə hərəkət edən neytrinoları aşkar edə bildi.
Bu barədə Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatının (CERN) mətbuat xidməti məlumat yayıb.
OPERA (Emulsion-tRacking Apparatus ilə Oscillation Project) təcrübəsi Kainatdakı ən inert hissəcikləri - neytrinoları öyrənir. O qədər təsirsizdirlər ki, bütünlüklə uça bilirlər Qlobus, ulduzlar və planetlər və onların dəmir maneəyə çarpması üçün bu maneənin ölçüsü Günəşdən Yupiterə qədər olmalıdır. Hər saniyədə Günəşin yaydığı təxminən 10 14 neytrino Yerdəki hər bir insanın bədənindən keçir. Onlardan ən azı birinin həyatı boyu insan toxumasına dəymə ehtimalı sıfıra enir. Bu səbəblərə görə neytrinoları aşkar etmək və öyrənmək olduqca çətindir. Bunu edən laboratoriyalar dağların dərinliklərində və hətta Antarktida buzlarının altında yerləşir.
OPERA Böyük Adron Kollayderinin yerləşdiyi CERN-dən bir neytrino şüası alır. onun" kiçik qardaş" - Super Proton Sinxrotron (SPS) - şüanı yerin altından birbaşa Romaya yönəldir. Yaranan neytrino şüası qalınlıqdan keçir yer qabığı, bununla da yer qabığı maddəsinin saxladığı digər hissəciklərdən təmizlənir və birbaşa Qran Sassodakı laboratoriyaya gedir, 1200 m qaya altında gizlənir.
Neytrinolar 732 km-lik yeraltı yolu 2,5 millisaniyədə qət edirlər.
Təxminən 150 min elementdən ibarət və çəkisi 1300 ton olan OPERA layihə detektoru neytrinoları “tutur” və onları öyrənir. Xüsusilə, əsas məqsəd neytrino rəqsləri deyilənləri - bir növ neytrinodan digərinə keçidləri öyrənməkdir.
İşıq sürətini aşmaqla bağlı heyrətamiz nəticələr ciddi statistika ilə təsdiqlənir: Qran Sassodakı laboratoriya 15 minə yaxın neytrino müşahidə edib. Alimlər bunu aşkar ediblər
Neytrinolar işıq sürətindən milyonda 20 hissə daha sürətlə hərəkət edirlər - "yanılmaz" sürət həddi.
Bu nəticə onlar üçün sürpriz olub və hələlik heç bir izahat təklif edilməyib. Təbii ki, bunu təkzib etmək və ya təsdiqləmək üçün digər qruplar tərəfindən digər avadanlıqlarda müstəqil təcrübələr tələb olunur - bu "ikiqat kor idarəetmə" prinsipi CERN Böyük Adron Kollayderində də həyata keçirilir. OPERA əməkdaşlığı dərhal nəticələrini dərc etdi ki, bütün dünya üzrə həmkarları onları sınaqdan keçirsinlər. İşin ətraflı təsviri preprint saytında mövcuddur Arxiv.Org.
Nəticələrin rəsmi təqdimatı bu gün Moskva vaxtı ilə saat 18.00-da CERN-də keçiriləcək seminarda keçiriləcək. onlayn yayım.
“Bu məlumatlar tam sürpriz oldu. Aylarla davam edən məlumatların toplanması, təhlili, təmizlənməsi və çarpaz yoxlamadan sonra nə məlumatların işlənməsi alqoritmində, nə də detektorda mümkün sistem xətası mənbəyini tapmadıq. Buna görə də biz nəticələrimizi dərc edirik, işimizi davam etdiririk və ümid edirik ki, digər qrupların müstəqil ölçmələri bu müşahidənin mahiyyətini anlamağa kömək edəcək”, - deyə Bern Universitetindən OPERA eksperimentinin rəhbəri Antonio Ereditato bildirib.
“Eksperimental elm adamları ağlasığmaz bir nəticə aşkar etdikdə və onu izah edən artefakt tapa bilmədikdə, məsələnin daha geniş şəkildə araşdırılmasına başlamaq üçün digər qruplardakı həmkarlarına müraciət edirlər. Bu, yaxşı elmi ənənədir və OPERA əməkdaşlığı indi onu izləyir.
Əgər işıq sürətinin aşılması müşahidələri təsdiqlənərsə, bu, fizika haqqında anlayışımızı dəyişə bilər, lakin biz onların başqa, daha bayağı izahatının olmamasına əmin olmalıyıq.
Bu səbəbdən müstəqil eksperimentlərə ehtiyac var”, - CERN-in elmi direktoru Sergio Bertolucci bildirib.
OPERA ölçmələri son dərəcə dəqiqdir. Beləliklə, neytrinoların buraxılış nöqtəsindən onların qeydə alındığı nöqtəyə qədər olan məsafə (730 km-dən çox) 20 sm dəqiqliklə məlumdur, uçuş vaxtı isə 10 nanosaniyə dəqiqliklə ölçülür.
OPERA təcrübəsi 2006-cı ildən həyata keçirilir. Burada 36 institut və 13 ölkədən, o cümlədən Rusiyadan 200-ə yaxın fizik iştirak edir.
Fiziklər işıq hissəciklərinin (fotonların) təqribən 1 trilyon il yaşaya biləcəyini və parçalandıqdan sonra onlar da öz növbəsində hərəkət edə bilən çox yüngül hissəciklər buraxdıqlarını kəşf ediblər. işıqdan daha sürətli! Zamanla bir çox hissəciklər təbii çürüməyə məruz qalır. Məsələn, qeyri-sabit radioaktiv atomlar müəyyən bir nöqtədə kiçik hissəciklərə parçalanır və enerji partlayışı buraxır.
Bu yaxınlarda elm adamları fotonların kütləsi olmadığına inandıqları üçün çürümədiklərinə əmin idilər. Bununla belə, elm adamları hazırda fotonların kütləsinin o qədər kiçik olduğunu düşünürlər ki, onu müasir cihazlarla ölçmək mümkün deyil;
Foton kütləsinin hazırkı yuxarı həddi o qədər kiçikdir ki, proton kütləsinin milyardda bir, milyardda, milyardda birindən azdır. Bu göstərici əsasında alimlər hesablayıblar ki, görünən spektrdə olan foton təxminən 1 trilyon il yaşaya bilər. Ancaq bu son dərəcə uzun ömür bütün fotonlara aid deyil, orta hesabla hesablanır; Bəzi fotonların çox qısa ömürlü olma ehtimalı var. Böyük Partlayış nəticəsində yaranan Kainatımızın hazırda təxminən 13,7 milyard il yaşı var. Və davam edən elmi layihələr Onlar təkcə Big Bang-in sonrakı parıltısını ölçmək üçün deyil, həm də erkən foton çürüməsi əlamətlərini aşkar etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Bir foton qırılırsa, parçalanma nəticəsində daha yüngül hissəciklər, Kainatımızda səyahət edə bilən hissəciklər buraxılmalıdır. daha sürətli sürət Sveta. Bu xəyali hissəciklər (neytrinolar) çox nadir hallarda adi maddə ilə qarşılıqlı əlaqəyə girirlər. Saysız-hesabsız neytrino axınları maddəmizə təsir etmədən yalnız kosmosda, ulduzlarda və cisimlərdə deyil, həm də Yer üzündə yaşayan hər bir insanda saniyənin hər bir hissəsini tələsir.
Hər bir foton parçalandıqca, işıqdan daha yüngül olan, fotonlardan daha sürətli hərəkət edən iki yüngül neytrino buraxır. Neytrinonun kəşfi Eynşteynin heç bir şeyin işıqdan daha sürətli hərəkət edə bilməyəcəyinə dair nisbilik qanununu pozmuş kimi görünür, lakin bu belə deyil, çünki nəzəriyyə fotonun kütləsinin olmaması faktına əsaslanır. Və nəzəriyyə deyir ki, heç bir zərrəcik kütləsiz hissəcikdən daha sürətli hərəkət edə bilməz.
Bundan əlavə, Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsi təhrif edilmiş zaman məkanında hissəciklərin son dərəcə sürətlə hərəkət etdiyini göstərir. Yəni, şüurları olsaydı, ətraflarında baş verən hər şeyin çox “yavaş hərəkət” rejimində olduğu təəssüratı yaranardı. Bu o deməkdir ki, zaman məkanımızda fotonlar təxminən 1 trilyon il yaşamalıdır, lakin onların zaman axınında - cəmi üç il.
Sergey Vasilenkov
Sürət vakuumda işığın sürətindən böyükdür - bu, reallıqdır. Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsi məlumatın yalnız superluminal ötürülməsini qadağan edir. Buna görə də, obyektlərin işıqdan daha sürətli hərəkət edə biləcəyi və heç bir şeyi poza bilməyəcəyi bir neçə hal var. Kölgələr və günəş şüaları ilə başlayaq.
Fənər yandırdığınız barmağınızdan uzaq bir divarda kölgə yaratsanız və sonra barmağınızı hərəkət etdirsəniz, kölgə barmağınızdan daha sürətli hərəkət edir. Divar çox uzaqda yerləşirsə, kölgənin hərəkəti barmağın hərəkətindən geri qalacaq, çünki işıq hələ də barmaqdan divara çatmalı olacaq, lakin kölgənin sürəti yenə də eyni olacaq. sayı dəfələrlə çoxdur. Yəni kölgənin sürəti işığın sürəti ilə məhdudlaşmır.
Kölgələrlə yanaşı, günəş şüaları da işıqdan daha sürətli hərəkət edə bilir. Məsələn, Aya yönəlmiş bir lazer şüasından bir ləkə. Aya olan məsafə 385.000 km-dir. Lazeri bir az hərəkət etdirsəniz, onu 1 sm-ə yaxın hərəkət etdirsəniz, o zaman Ayın üzərində işıqdan təxminən üçdə bir sürətlə qaçmağa vaxt tapacaq.
Bənzər şeylər təbiətdə baş verə bilər. Məsələn, pulsardan, bir neytron ulduzdan gələn işıq şüası toz buludunu darayaraq keçə bilər. Parlaq bir flaş genişlənən işıq və ya digər radiasiya qabığını yaradır. Buludun səthindən keçərkən işıq sürətindən daha sürətlə böyüyən işıq halqası yaradır.
Bütün bunlar işıqdan daha sürətli hərəkət edən şeylərin nümunələridir, lakin belə deyildi fiziki bədənlər. Kölgə və ya dovşandan istifadə superluminal mesaj ötürə bilməz, ona görə də işıqdan daha sürətli ünsiyyət işləmir.
Və burada fiziki bədənlərlə əlaqəli bir nümunə var. İrəliyə baxaraq deyəcəyik ki, yenə də superluminal mesajlar işləməyəcək.
Fırlanan bir cisimlə əlaqəli istinad çərçivəsində, uzaq obyektlər superluminal sürətlə hərəkət edə bilər. Məsələn, Alpha Centauri, Yerin istinad çərçivəsində, gündə təxminən 26 işıq ili məsafəni "keçərək" işıq sürətindən 9600 dəfə çox sürətlə hərəkət edir. Və Ay ilə eyni nümunə. Üzünüzə dönün və bir neçə saniyə ərzində oxunuzun ətrafında dönün. Bu müddət ərzində o, ətrafınızda təxminən 2,4 milyon kilometr, yəni işıq sürətindən 4 dəfə sürətli fırlandı. Ha-ha, deyirsən, fırlanan o deyil, mən idim... Və yadda saxla ki, nisbilik nəzəriyyəsində bütün istinad sistemləri, o cümlədən fırlanan sistemlər müstəqildir. Beləliklə, hansı tərəfdən baxmaq lazımdır ...
Bəs biz nə etməliyik? Yaxşı, əslində burada heç bir ziddiyyət yoxdur, çünki yenə də bu fenomen mesajların superluminal ötürülməsi üçün istifadə edilə bilməz. Onu da qeyd edək ki, onun yaxınlığında Ay işıq sürətini keçmir. Məhz, bütün qadağalar yerli işıq sürətinin aşılması ilə bağlıdır ümumi nəzəriyyə nisbilik.