Рубцовский сайт
Юрист
Vika
Ирис
Menu
RSS

Физики заговорили о наличии массы у частиц света

Физики заговорили о наличии массы у частиц света

Общеизвестный факт о непреодолимости скорости света базируется на научной догме об отсутствии массы у фотонов. Физики задумались, а что если масса у этих вездесущих частиц всё-таки есть, только она очень мала?

В теории, если частицы света не имеют массы, то получается, что они бессмертны и никогда не распадаются на другие, более лёгкие частицы. Если же масса у них всё-таки есть, то на Вселенную можно будет взглянуть совершенно другими глазами.

Тут стоит добавить, что результаты наблюдений астрофизиков в последние десятилетия не исключают минимального шанса наличия у фотона хоть какой-нибудь массы.

Недавно учёные обратились к данным, собранным при помощи спутника COBE, который изучает фоновое космическое излучение с 1989 года. Исследователи рассчитали минимальную продолжительность жизни фотона, основываясь на анализе реликтового электромагнитного излучения, которое образовалось спустя всего несколько сотен тысячелетий после Большого взрыва.

Согласно их расчётам, продолжительность жизни фотона должна составлять от квинтиллиона (миллиард миллиардов) лет до бесконечности. При этом, если верить Эйнштейну, то скорость движения сквозь пространство обратно пропорциональна скорости движения во времени, это называется релятивистским замедлением времени, которое великий учёный описал в своей Специальной теории относительности. Это значит, что если на Земле пройдёт квинтиллион лет, то для фотона пройдёт всего три года.

"Если физикам когда-нибудь удастся доказать, что фотон обладает массой, то все наши представления о свете и его скорости окажутся бессмысленными", — считает ведущий автор последнего исследования Юлиан Хек (Julian Heeck) из Института ядерной физики общества Макса Планка.

Безусловно, непреодолимый барьер скорости света будет по-прежнему нерушим, но фотонам тоже придётся подчиняться определённым законам природы. При наличии хоть минимальной массы скорость движения фотонов была бы обусловлена не только средой, но и длиной волны: синий свет двигался бы быстрее красного. И тогда одновременно испущенные далёкой звездой фотоны с разной длины волны прибыли бы в разное время на Землю.

Так как основная астрофизическая теория — Стандартная модель — основывается на убеждении о безмассовости частиц света, то её тоже придётся переписать. Но для учёных это хорошая новость: они давно мечтают это сделать.

Законы взаимодействия заряженных частиц и уравнения Максвелла, описывающие электромагнитные волны и поля, также потребуют определённых модификаций. Ведь фотон является "переносчиком" электромагнитных сил.

Возвращаясь к реальным наблюдениям, стоит отметить, что исследования магнитного поля Солнца показали: если у фотона и есть масса, то она ничтожно мала. Возможная цифра — 10-54 кг. Как мы уже отметили выше, чтобы определить лимит продолжительности жизни этих частиц, команда Хека внимательно проанализировала данные спутника COBE.

Свет идеально вписывается в модель излучения так называемого абсолютно чёрного тела (АЧТ), которая подсказывает учёным, насколько интенсивным должен быть свет при той или иной длине волны. Если хоть один фотон, летящий с другого конца Вселенной, распался бы во время своего путешествия, то исследователи заметили бы нестыковку. Так, COBE зафиксировал бы более низкоэнергетический (красноватый) свет, чем предсказывается моделью излучения АЧТ.

 

"Если фотон преодолел очень большое расстояние, скажем, от края Вселенной до Земли, то у него было бы достаточно времени, чтобы распасться на более лёгкие частицы", — говорит Эммануель Берти (Emanuele Berti) из университета Миссисипи, который не принимал участия в работе Хека, но занимался изучением гипотетической массы фотона.

Однако никаких "нестыковок" COBE не зафиксировал. Космическое микроволновое фоновое излучение, похоже, ведёт себя как идеальное АЧТ. Но физики не теряют надежды. По их словам, есть вероятность, что несколько фотонов всё-таки распались по пути к Земле. А если и нет, то продолжительность жизни фотона может быть просто больше, чем возраст всей Вселенной — около квинтиллиона (1018) лет. Самой же Вселенной всего 13,8 миллиарда лет.

Но если фотон гипотетически способен распадаться, то на какие частицы? "Конечно же, это главный вопрос", — говорит Хек. Глюоны, которые, так же как и фотоны, являются калибровочными бозонами, могут быть результатом распада частицы света. Также ими могут быть и нейтрино, которые представлены в нескольких вариантах — электронное, мюонное и тау.

"Если самое лёгкое нейтрино (электронное) не обладает массой вообще, то именно оно может быть результатом фотонного распада. Впрочем, это также может быть и другая, ещё не известная науке частица", — объясняет Хек.

В статье учёного и его коллег, опубликованной в журнале Physical Review Letters, гипотеза о наличии массы у фотона описана с некоторыми обобщениями. К примеру, исследователи пренебрегают взаимодействиями фотонов с материей, которые происходили сразу же после того, как образовался космический микроволновой фон.

В этом случае даже минимальная масса фотона сыграла бы большую роль в этих взаимодействиях и возымела бы заметный эффект. К примеру, частицы света, поглощённые межзвёздной материей (газом) и испущенные вновь, поменяли бы свои свойства. Берти считает, что, несмотря на то, что гипотеза очень интересна, ключ к разгадке прячется в таких деталях.

Хек также полагает, что необходимо брать в расчёт взаимодействия фотонов с материей на ранних этапах существования Вселенной. Но для этого потребуется больше точных данных.

"Я не анализировал данные недавно запущенных спутников, таких как WMAP, лишь по той причине, что в них отсутствует информация о температурах, которая необходима для понимания спектра излучения абсолютно чёрного тела", — отмечает Хек.

Он и его коллеги планируют продолжать своё исследование, и, если оно даст положительные результаты, то мечты о новой физике наконец осуществятся.

vesti.ru

 Оставить комментарий 

* Администрация сайта не несёт ответственности за содержание сообщений,
публикуемых в комментариях.

Внимание! Вы можете комментировать любой фрагмент текста прямо в статье! Просто выделите нужный фрагмент и оставьте комментарий!

Наверх

  1. Фото
  2. Видео
  3. Жизнь и стиль
  4. Здоровье
  5. Путешествия
Алттрак сегодня

Алттрак сегодня

Алттрак сегодня

Фото: День Победы - 65 лет

Фото: День Победы - …

День Победы - 65 лет

Желанна Анна...

Желанна Анна...

Совсем недавно звезда сериала «Ангел или демон» Ан...

Видео: Голосовой Тренинг "Харизма голоса"

Видео: Голосовой Тре…

"Харизма голоса"

Видео: Рубцовск. Косинова. Фитнес. ВОСТОК

Видео: Рубцовск. Кос…

Восточные танцы... дело тонкое.

Ножевое ранение

Ножевое ранение

Общероссийское обыдление широких трудящихся масс п...

Видео: Утро рубцовской невесты

Видео: Утро рубцовск…

Утро рубцовской невесты... Автор videogritsa - Руб...

Экономичная печать — это просто

Экономичная печать —…

У многих, у кого имеется острая необходимость печа...

Как сделать свой автомобиль новее

Как сделать свой авт…

Очень часто водители сталкиваются с проблемой скру...

Выбираем кофеварку по мощности

Выбираем кофеварку п…

До того, как вы приступите к выбору кофеварки для ...

Как правильно выбрать шубу из норки

Как правильно выбрат…

Упругие ворсинки. Между хорошим ворсом меха норки ...

А вы уже купили ортопедический матрас?

А вы уже купили орто…

Во сне мы как можно больше восстанавливаем нашу с ...

Как азартные игры влияют на здоровье?

Как азартные игры вл…

Вероятней всего мысль о том, почему же именно неко...

Штанга на плечах лежит - целлюлит вам не грозит

Штанга на плечах леж…

Как проблемную зону превратить в объект восхищения...

Спа-процедуры, которые можно повторить дома

Спа-процедуры, котор…

Наверное, нет на свете женщины, которая бы не люби...

Почему лучше остановиться в гостинице, а не у знакомых?

Почему лучше останов…

Большое количество туристов, которые относительно ...

Из Ростова можно будет улететь в Сочи и Казань

Из Ростова можно буд…

В последний день февраля  авиакомпания «РусЛайн» н...

Прекрасное решение квартирного вопроса на отдыхе

Прекрасное решение к…

Квартиры посуточно - выбор современных путешествен...

Тур по Золотому кольцу России

Тур по Золотому коль…

Один из наиболее интересных туристических маршруто...

поиск

Поиск по сайту

и в Интернете