Fizycy twierdzą, że nawet w idealnej próżni może być tarcie

Jeden z podstawowych postulatów współczesnej fizyki głosi, że w środowisku idealnej próżni przestrzeni, nie zawierającym żadnych materię, – nie może istnieć tego procesu, jak tarcie, ponieważ całkowicie pusta przestrzeń nie może mieć wpływ tej siły na obiekty przechodzące przez niego.

Mimo to w powszechnej opinii fizyki z wielkiej Brytanii odkryli, że распадающийся atom, przechodzący przez środowisko pełnej próżni, będzie mieć wpływ ciernej siły. Ponadto, naukowcy mogli dowiedzieć się, że to zjawisko raczej wzmacnia, a nie obala ogólną teorię względności Einsteina.

"spędziliśmy sporo czasu na znalezienie ewentualnych błędów w obliczeniach i jeszcze więcej, badając inne dziwne dziury, dopóki nie odkryli, jak się okazało, dość oczywistego rozwiązania" — powiedział portalowi Phys.org Matthias Соннлайтнер z Uniwersytetu w Glasgow.

Przy obliczaniu przewidywania zachowań распадающегося atomu, poruszającego się po idealnej próżni, Соннлайтнер i jego koledzy odkryli coś dziwnego. Fizykom od dawna wiadomo, że idealna próżnia nie może stosować jakieś siły na atomy, jednak nadal jest w stanie w szczególny sposób interakcji z nimi.

Do tej pory naukowcy nie są w stanie stworzyć warunki idealnej próżni, bo nie ma poziom kontroli nie jest w stanie zapewnić czystość eksperymentu, tworząc pewność, że jakiś atom nie zostanie wessana do wnętrza tego miejsca. Jednak obliczenia przewidują, że teoretyczna idealna próżnia faktycznie będzie wypełniona własnej szczególną energią, a także "wirtualnymi" parami cząstek-античастиц, z możliwością pojawiają się nagle i równie nagle znikają.

To opis idealnego "pustego, ale nie pustego" próżni wynika z aspektów mechaniki kwantowej, który nosi nazwę zasady nieoznaczoności Heisenberga, która mówi o niezliczonych teoretycznych wirtualnych cząstek, które pojawiają się i znikają w próżni w losowym czasie. Te kwantowe zmiany tworzą przypadkowe флуктуирующие pola elektryczne i obliczenia drużyny z Glasgow opisują, jak pola te mogą oddziaływać z atomami, poruszające się w tym momencie przez przestrzeń próżni, pochłaniając energię i przechodząc w stan wzbudzony.

W miarę jak znajdujący się w stanie pobudzenia atom będzie się rozpadać na bardziej najniższy stan energetyczny, to będzie w stanie w losowym kierunku odrzucać foton (cząstki światła). Naukowcy obliczyli, że gdy poruszanie atom emituje foton w przeciwnym swojego kierunku ruchu, to w tym momencie będzie tworzona cierne jest siła, która będzie wyświetlona w postaci zmniejszenia prędkości jazdy tego atomu. Jeśli w praktyce rzeczywiście tak jest, to będzie to sprzeczne z zasadą względności, ponieważ w tym przypadku będzie wynikać, że "obserwator", w zależności od tego, gdzie będzie znajdować się względem tego atomu, będzie musiał zobaczyć atom, poruszanie się z różną prędkością.

Соннлайтнер mówi, że jego zespół "spędził tygodnie na to, aby znaleźć właściwą odpowiedź i rozwiązanie sprowadza się do niespodziewanie prostego wzoru E = mc². Naukowcy zdali sobie sprawę, że распадающийся atom w momencie swojego ruchu i emisji fotonu w losowym kierunku będzie przy tym tracić mały zapas energii, a także masy. Jest to ilość masy przyjęto nazywać defektem masy, i ta wartość jest tak znikome, że nigdy nie измерялось w takim kontekście wcześniej.

"To ta sama masa w słynnym równaniu E = mc² Einsteina, który opisuje ilość energii wymagana do podziału jądra atomu na tworzą protony i neutrony. To nazywa się energią związku jądra. Termin powszechnie stosowany w fizyki jądrowej, która ma do czynienia z dużymi energiami związku, ale zazwyczaj uważa się za nieistotne w optyki atomowej, tak jak operuje bardzo małymi wartościami energetycznymi".

Kiedy naukowcy wystawili wartość ubytku masy w swoje obliczenia i używali wzoru E = mc² do rozwiązania, okazało się, że w przypadku utraty niewielkiej wartości masy w przypadku rozpadu atomu faktycznie traci impet, a nie prędkość.

W stosunkach między tarciem, impulsem i prędkością, gdzie tarcie był postrzegany jako wynik zmiany impulsu na skutek utraty prędkości, naukowcy rozważają stratę impulsu w wyniku zmiany masy atomu. Jego prędkość pozostaje stała, jak powinna. Tak więc, obecność tarcia w próżni nie narusza teorię względności. W rzeczywistości takie zachowanie przepowiedziane w szczególnej teorii względności, gdzie czytamy, że utrata masy jest w stanie wywoływać ledwo zauważalnej utraty impulsu.

"Swoimi obliczeniami pokazaliśmy, że распадающийся atom naprawdę boryka się z siłą, ma podobieństwo z tarciem. Jednak siła ta jest przedstawiona w postaci zmiany impulsu na skutek zmiany wewnętrznej wartości masy i energii atomu, i ona w ogóle nie jest związana z jego spowolnienie".

Teraz naukowcy chcą sprawdzić, czy będzie przejawiać się ten fenomen, jeśli atom absorbuje, a nie emitować foton. I możliwe, informacje te będzie można wykorzystać do wyjaśnienia wyniki jeszcze jednego badania, które też napomykał pod kątem tarcia w doskonałej próżni. W 2011 roku fizyki sugerują, że próżnia może naprawdę posiadać tarcie, jeśli duża ilośćznajdujących się w nim "wirtualnych" cząstek będzie się poruszać w przeciwnym kierunku znajdującego się w nim obiektu fizycznego.

To Udowodnić w warunkach rzeczywistych na razie nie udało się, ale jedna rzecz jest znana na pewno już teraz: dziwne rzeczy się czasami zdarzają się w zupełnej pustce.