Подкрепете ни!

Ако харесвате Свежа Наука и редовно четете публикациите ни, оценявате работата ни и искате да продължаваме все така, подкрепете ни! :)

На този етап от съществуването си Свежа Наука има нужда от вашата помощ! Последвайте ни в социалните мрежи Facebook, Google+ и Twitter, за да подкрепите нашата кауза - разпространяване на наука и познание.

За повече информация, обмяна на идеи или публикуване на материали, се свържете с нас.

Откриха съпротивителна сила при движение на частици в пълен вакум

Home/Препоръчано, Физика/Откриха съпротивителна сила при движение на частици в пълен вакум

Едно от най-фундаменталните следствия от физичните закони гласи, че перфектният вакум – пространство без никаква материя – не може да оказва съпротивителна сила върху материята движеща се през него. Но въпреки добре познатото твърдение, група физици от Великобритания откриват, че при пълен вакум, пространството оказва съпротивителни сили на триене върху движещи се в него радиоактивни атоми.

От години учените знаят, че пълният вакум не може да оказва никакви сили на съпротивление върху материята, но все пак може да взаимодейства с нея. Както знаем, в лаборатория е невъзможно да се създадат условия на пълен вакум, защото няма гаранция, че някоя частица няма да попадне в изолираната среда. Но математическите калкулации предричат, че дори пълният вакум гъмжи от странни енергийни проявления – виртуални частици и анти-частици, които постоянно се появяват и изчезват в пространството.

Това ‘празно, но не съвсем празно’ пространство е определението за вакума, и произлиза от принципа за съотношението за неопределеност на Хайзенберг, който е част от квантовата механика. Според това твърдение, във всеки един момент, безброй виртуални частици в пространството могат да се появяват от нищото.

Тези случайни изменения в пространството създават и случайни електромагнитни полета, които взаимодействат с движещите се през пространството частици. Докато зареденият атом например, преминава в ниво с по-ниска енергия, той излъчва частица фотон в случайна посока. Когато учените изчисляват какво се случва при излъчването на фотона, откриват, че ако фотонът е излъчен срещу посоката на движение на атома, това забавя скоростта на неговото движение. И тук нещата стават доста объркани.

Както сами се досещате, това е в разрез с принципа на относителността, защото би означавало, че ‘наблюдателят’ ще възприема движението на атома с различна скорост, в зависимост от това на какво разстояние са намира от атома. Дълго време учените се чудят как да решат проблема, докато най-накрая разбират, че всичко се свежда до E=mc². Оказва се, че разпадът на движещия се в пространството атом освобождава част от енергията му при излъчването на фотон, което отговаря на малка част от неговата маса. Тази загубена маса е толкова малка, че до сега не е било възможно да се наблюдават по този начин следствията от това явление.

Това е масата от известното уравнение на Айнщайн – E=mc², което показва енергията необходима за разделяне на атомното ядро на протони и неутрони. Така учените откриват, че атомът в експеримента губи част от инерцията си, а не забавя скоростта си. Връзката между съпротивлението на пространството и атома, се изразява в загуба на инерция поради отдаване на маса чрез излъчените фотони в процеса на разпад на атома. Скоростта на движение остава непроменена, както и би трябвало, освен ако не искаме да пишем нови учебници по физика.

Следващата стъпка за учените ще е да разберат какво се случва, ако атомът абсорбира фотон, вместо да излъчи. Това може да помогне за разбирането и на други експерименти от подобно естество, като например от 2011-а, когато учени демонстрират, че пълният вакум (виртуалните частици) може да оказва реално съпротивление върху бързо въртящи се обекти.

Крайните заключения все още са далече, но едно е сигурно – странни неща се случват в иначе празното пространство.

 

Добави коментар