Американские как бы физики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке заявили, что смогли превысить скорость света при помощи импульсов внутри горячей плазмы. В этой среде, вырывая электроны из потока ионов водорода и гелия с помощью лазера, исследователям удалось увеличить скорость световой волны до показателя, превышающего скорость света на 30%. Сообщение Sciencealert.
Ясное объяснение причины этого бреда в статье anj68:
Что такое волновое число, и почему в квантовой математике такие сумасшедшие фазовые скорости.
Сначала про сумасшествие скоростей. Такие скорости – это сугубо математический продукт. Поскольку разрабатывали его математики, которых абсолютно не заботит откуда что взялось, то есть, физическая суть. Если помните, мы уже говорили, что в квантовой математике имеются два волновых построения на каждый случай. А проще говоря две волны. Одна – комптоновская. Она не зависит от скорости движения частицы, но замешана на скорости света, и внутренней энергии частицы. Собственно говоря, является константой для каждой частицы. Например, для электрона
Частота электрона в комптоновском построении тоже константа
Откуда
И второе математическое волновое построение – это волна де Бройля, которая напрямую зависит от скорости частицы. Мы уже, как то, считали длину волны электрона при скорости 200000м/с и даже вычислили его фазовую скорость.
Так вот, такая фазовая скорость у нас получится если частоту комптоновской волны, являющейся константой, мы умножим на длину волны другого волнового построения – волны де Бройля.
Понятно, что чем меньше скорость частицы – тем больше будет длина волны де Бройля. И при постоянной частоте фазовая скорость окажется тем больше, чем меньше скорость частицы. Но физического смысла в такой конструкции нет.
А теперь попробуем разобраться как такое получилось.
Давайте вернемся ко временам Гюйгенса. Свои световые волны он ассоциировал с обыкновенными водяными волнами, которые, грубо говоря, выглядят как круги на водной поверхности. То есть, окружности. А у окружности есть радиус. И вообще удобная геометрия. Например, если взять условный метр радиуса, то длина окружности составит 2πR, или 6.28*1м. На такой длине окружности можно расположить некоторое количество отрезков равных длине волны. Например, для длины волны 2.426*10^-12м количество отрезков составит
2π/λ=6.28/2.4264*10^-12=2.588196505*10^12м. Это и есть волновое число для комптоновской длины волны электрона. По сути – это количество круговых частотин, которые соответствуют водяной волне, распространившейся на метр от источника.
А теперь можно составить пропорцию:
Если для радиуса 1м – отрезков k, то для 300000000м – отрезков ω
Поскольку тут еще замешано и время, то радиус можно представить и в виде скорости. Ну, и получим нашу круговую частоту. В примере – частоту электрона.
Геометрический смысл состоит в том, что при радиусе 4.5*10^11 м длина окружности составит 2.826*10^12м, и в эту длину окружности, как раз, войдет 7.76467*10^20 отрезков по 3.63956*10^-9м.
Пока это исключительно геометрия водяной волны, которую мы перенесли на величины комптоновской волны электрона. И нужно сказать, что у водяной волны энергия зависит от величины амплитуды, а частота – величина условная. То есть, ситуация, когда 20 частотин в луже от воробья по энергии гораздо меньше, чем 1 частотина цунами – это нормально. Поэтому количество частотин для водоподобной волны особой роли не играло, но можно было вычислять фазовую скорость и обратно.
Аналогией с водяной волной пользовались очень долго (а кое в чем и сейчас, например, при объяснялках пятна Пуассона), привыкли, поэтому и при переходе к плоской синусоидальной э/м волне умудрились приспособить к ней волновое число. Правда, у синусоидальной волны энергия зависит от частоты, поэтому круговую частоту, которая в 6.28 раз больше обычной, для нахождения энергии умножают не на постоянную Планка h, а на редуцированную ħ, которая в 6.28 раз меньше.
И, кроме того, в процессе перехода к синусоидальной волне, ненавязчиво возникает маленький постулатик
Трофимова Т. И.,”Курс физики”, “Высшая школа”, 1985г.
Дело в том, что для собственно волн их фазовая скорость не зависит от частоты. Их скорость зависит от особенностей среды в которой эти волны возникают. Например, при одной и той же частоте в среде, где скорость волны больше – получится большая длина волны. То, что, зная длину волны и частоту, мы можем рассчитать фазовую скорость, никак не говорит о том, что эта скорость физически от них зависит. А тут вдруг стала зависеть.
Пока это касалось только света, для которого фазовая скорость всегда одинаковая, и вообще с=Vλ, проблем особо не возникало. Для частиц же, которые движутся с различными скоростями получилось нехорошо.
И для частиц, как для любого невымышленного объекта, различают несколько видов энергии. Например, внутреннюю, она же энергия покоя (E=mc^2), кинетическую (Ek=mv^2/2). О частоте речь пока не идет. Но может и пойти. Частоту рассчитывают исходя из энергии (V=E/h), то есть энергию делят на минимальную порцию энергии h, и получают количество таких порций. Умножив это количество на 2π, получают круговую частоту. Причем, за основу берут внутреннюю энергию. И не смущаются, когда, имея совершенно постоянную круговую частоту электрона, фазовая скорость, в противоречие с новоявленным постулатиком, получается разной. И на деле, для частиц этот математический постулатик должен звучать совершенно по-другому:
«фазовая скорость синусоидальных волн зависит от длин волн де Бройля, при постоянной круговой частоте комптоновской волны».
Ну, так получается, если анализировать ход расчетов.
–
И в качестве бонуса – немножко повеселиться. Смотря с чем сравнивать, но мы вполне можем считать себя частицей. Шагая очень медленно, со скоростью 0.8м/с, мы будем иметь фазовую скорость 1.125*10^17м/с.
А мы лихорадочно ищем у себя фазы.