Учени откриват парадокс в теорията на Айнщайн и го разрешават

НаукаOFFNews Последна промяна на 26 September 2017 в 00:00 13824 1

Ian Cuming Flickr CC-BY-2.0

Учени откриват, че фотоните, излъчвани от атомите, които се движат през вакуум, изпитват сила, подобна на триене, никога откривана досега. Това не е просто неочаквано, но също така оспорва един от най-важните принципи на Теорията на относителността на Айнщайн.

Изследователи от Университета на Глазгоу разкриват в теорията на Айнщайн парадокс, способен да наруши принципа на равенството на инерциални отправни системи, който сме приели като нещо естествено и може да доведе до разрушаването на основите на физиката.

Противоречията учените обясняват на страниците на изданието Journal of Modern Optics. Според авторите ефектът е много реален, но не представлява нарушение, а нов подход да се стигне до E=mc 2, пише Алфредо Карпинети (Alfredo Carpineti) в IFLScience.

Съгласно принципа на относителността, ако няма външни сили един неподвижен обект остава неподвижен, а обект в движение ще продължи да се движи с постоянна скорост. Тоест за тела в състояние на покой или равномерно движение, законите на физиката действат по един и същ начин.

Този принцип за първи път е описан от Галилей през 1632 г. и се превърна в крайъгълен камък на механиката и в крайна сметка на теорията на Айнщайн.

Опасен парадокс

Екипът изследва това във възбуден атом с две енергийни нива. Такъв атом ще излъчи фотон, за да премине от възбудено към основно състояние. Ако атомът е в покой, след като излъчи фотон, ще се отдръпне, точно както се очаква. Но в движещ атом, в зависимост от това в коя посока се излъчва фотонът (назад или напред), импулсът не се запазва. Това предизвиква ефекта на Доплер и създава доста проблеми с теорията.

Парадоксът е в това, че отдалечаващият се атом излъчва фотони, които се намират по-близо до червената част на спектъра и имат по-малко енергия, отколкото фотоните на приближаващия се атом, които са отместени към виолетовата част на спектъра. При движение на атома частицата светлина, насочена в посоката на движение ще поеме повече енергия от излъчената в обратната посока. А в атома в покой импулсът се променя еднакво.

Това показва, че за движещ се атом средният импулс намалява, а за атом в покой той не се променя.

"Накратко, появява се сила на триене, свързана със спонтанното излъчване. Наличието на сила в една инерциална отправна система, която не съществува в друга, изглежда е в противоречие с принципите на относителността и на Айнщайн, и на Галилей. Следователно имаме парадокс", обясняват в статията изследователите Стивън Барнет (Stephen Barnett) и Матиас Сонлайтър (Matthias Sonnleitner) от Университета в Глазгоу.

Как се разрешава парадокса?

Обикновено в примерите, които илюстрират закона за запазване на импулса, се показват промените в скоростта на въртенето на кънкьори, чиято маса остава една и съща. Тъй като импулсът съответства на произведението на масата със скоростта, учените обясняват парадокса с това, че според принципа на еквивалентността на масата и енергията на Айнщайн, при излъчване на фотон, тялото става по-леко. И така импулсът се запазва и не само че парадоксът е решен, но и дава възможност на изследователите да получат познатото уравнение E=mc 2 по нов начин.

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    21929

    1

    поп Дръвчо

    26.09 2017 в 11:59

    -2
    +3
    И от това са направили цяла статия? Тук може, въпросът е в JMO какво се публикува.