Помилився Ейнштейн? або Нове відкриття в теоретичній фізиці ...

«Навряд чи в сучасній фізиці можна знайти фундаментальні ідеї, які, принаймні, частково не корінилися би в роботах Ейнштейна», - сказав лауреат Нобелівської премії з фізики Ізидор Рабі більше ста років тому. Та й на думку багатьох інших вчених-фізиків, теоретичні роботи молодого, але зухвалого Ейнштейна представляли собою справжні шедеври наукової думки.

У 1905 році 26-річний нікому не відомий службовець федерального патентного бюро в Берні опублікував чотири наукові статті, які змінили уявлення про Всесвіт - від її найдрібніших частинок до величезних галактик - і визначили розвиток всієї сучасної фізики. Під впливом ідей, викладених у цих статтях, на початку минулого століття був зроблений ряд великих відкриттів і винаходів.

У березні 1905 року вийшла стаття Ейнштейна «Про одну евристичну точку зору на виникнення і перетворення світу». Вчені на той час вже довели, що світло поширюється подібно хвилям на поверхні води. Проте в рамках хвильової теорії не вдавалося пояснити одну з особливостей фізичного явища, званого фотоефектом.

Цю особливість і спробував пояснити Ейнштейн. Його смілива гіпотеза про світлові кванти - елементарних частинках електромагнітного випромінювання, що летять у світовому просторі на зразок куль, - дозволила пояснити фотоелектричний ефект (поява струму при висвітленні речовини короткохвильовим випромінюванням). На підставі теорії фотоефекту, розробленої Ейнштейном, у ХХ столітті з'явилися такі технічні нововведення, як передають трубки телекамер, сонячні батареї і фотоекспонометра.

Ця стаття сприяла появі нового розділу науки - квантової теорії, яка, в свою чергу, знайшла застосування в різних областях, наприклад, в ядерній фізиці, електроніці та нанотехнології. Теоретична робота Ейнштейна створила ідейну основу для знаменитої моделі атома Резерфорда-Бора, згідно з якою світло випромінюється і поглинається порціями (квантами), і геніальної концепції «хвиль матерії» Луї де Бройля.

Ейнштейна також цікавили і досліди англійського ботаніка Роберта Броуна, який ще в 1827 році, досліджуючи пилок рослин під мікроскопом, зауважив, що її частинки, занурені у воду, безладно рухаються. Хоча він і відкрив цей «танець пилку», що отримав назву броунівського руху, зрозуміти його причини англійський ботанік не зміг. Ейнштейн ж, спостерігаючи подібний досвід, прийшов до висновку, що на найдрібніші частинки пилку, зважені у воді, впливають молекули води, і дав цьому явищу теоретичне обгрунтування, пояснивши, яким чином це відбувається.

У статті, надрукованій в травні 1905 року, він пояснив, як хиткі молекули води викликають броунівський рух. Він не тільки обчислив розміри цих молекул, але й передбачив деякі характеристики їх атомів. Пізніше роботи учених-практиків підтвердили існування атомів, і це стало незаперечним фактом, з'явився новий розділ фізики - «атомна фізика».

До кінця року Ейнштейн підготував ще одну сенсацію - у вересні 1905 він опублікував статтю, яка вважається математичним додатком до його спеціальної теорії відносності. До неї увійшло знамените рівняння, що стало символом його внеску в науку: Е = mc ^ 2 (енергія, що вивільняється при діленні атома, дорівнює втраті маси, помноженої на квадрат швидкості світла).

Але найбільш революційної стала третя робота Ейнштейна "До електродинаміки рухомих тіл», в якій з надзвичайною ясністю були викладені ідеї приватної теорії відносності, що зруйнувала класичні уявлення про простір-час, що існували з часів Ньютона, який, зокрема, вважав, що час у будь точці простору тече однаково. Спеціальна (або приватна) теорія відносності (ЩО), опублікована Ейнштейном в червні 1905 року, йшла врозріз з цим, на перший погляд очевидним, фактом.

Відповідно до теорії Ейнштейна, однаковим в будь-якій точці простору є не плин часу, а швидкість світла. Хоча теорія відносності Альберта Ейнштейна, яка дає сучасне фізичний опис основ нашої світобудови, поки ще й залишається загальновизнаною, але ряд сучасних вчених мають всі передумови сумніватися у висновках знаменитого фізика-теоретика.

У серпні цього року відомий британський журнал «New Scientist» повідомив, що вчені з німецького університету міста Кобленц заявили, що в ході дослідів по проходженню світла через дві знаходяться на відстані одного метра один від одного дзеркальні призми, була подолана швидкість світла і підтверджено існування зон «нульового часу».

Німецьким фізикам Гюнтеру Німц і Альфонсу Стальхофену, за їх словами, вдалося зафіксувати рух фотона зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. Тим самим, за словами авторитетного британського видання, поставлена під сумнів теорія відносності Альберта Ейнштейна.

Хоча вчені світу як і раніше вважають, що відповідно до цієї теорії швидкість світла є абсолютною і не може бути перевищена, вчені Гюнтер Німц і Альфонс Стальхофен авторитетно заявили, що їм вдалося експериментальним шляхом одержати й вивчити відомий в сучасній теоретичній фізиці «тунельний ефект». (Явище квантової природи, неможливе в класичній механіке- подолання мікрочастинок потенційного бар'єру, коли її повна енергія менше висоти бар'єру). Відповідно до існуючої теорії, в подібних тунелях існує «нульовий час».

Аналогом «тунельного ефекту» в хвильової оптики може служити проникнення світлової хвилі всередину відображає середовища (на відстані порядку довжини світлової хвилі) в умовах, коли, з точки зору геометричної оптики, відбувається повне внутрішнє відбиття.

В ході дослідів «фотон, що перетинає створений тунель, досягав кінцевої точки одночасно зі світлом, відбитим однією з граней призми, хоча він проходив значно більшу дистанцію», - з посиланням на британський журнал New Scientist повідомило відоме російське агентство ІТАР-ТАСС.

«Ми зіткнулися з парадоксальним фізичним явищем, коли можна опинитися в кінцевій точці шляху, ще й не починаючи руху», - зазначив у своєму інтерв'ю радіостанції BBC професор Стальхофен. З точкою зору Гюнтера Німц і Альфонса Стальхофен згодні й інші провідні вчені світу, які проводили подібні експерименти і отримали аналогічні результати в своїх лабораторіях.

Використана література: Ф. Кабардино, «Фізика. Довідкові матеріали »- Ю. А. Храмов,« Фізики »(Біографічний довідник) - Б.М. Яворський, Ю.А. Селезньов, «Довідник з фізики» - Б.Г. Кузнєцов, «Бесіди про теорію відносності» - БЕС, 1990 р.- Журнал «New Scientist» - «Енциклопедія для дітей», том 14, «Техніка». ]