Loading

У вересні 2011 року вчений-фізик Антоніо Ередітато шокував цілий світ. Заява, яку він зробив, обіцяло перевернути все розуміння Всесвіту. І якщо дані, які були зібрані 160 вченими, які брали участь в програмі OPERA, були вірними, то це означало: було виявлено щось неймовірне. Частинки, в даному випадку – нейтрино, рухалися швидше за швидкість світла.

неймовірне відкриття

межа швидкості

Відповідно до теоріями відносності Ейнштейна, цього не повинно бути. І наслідки демонстрації того, що це все ж сталося, були б величезними. Багато моментів у фізиці повинні були б бути переглянуті. І хоча Ередітато і його команда повідомили, що у них є високий рівень впевненості в тому, що вони виявили, вони не заявили, що вони на сто відсотків упевнені в точності своїх спостережень. Насправді вони просили інших вчених допомогти їм зрозуміти, що ж сталося.

Помилка в експерименті

швидкість світла

В результаті виявилося, що програма OPERA була неправа. Проблема зі зняттям показань часу була пов’язана з тим, що погано був підключений кабель, який повинен був передавати неймовірно точні сигнали з GPS-супутників. Відповідно, з’явилася несподівана затримка в передачі сигналів. Таким чином, вимірювання того, як багато часу у нейтрино займала певна дистанція, мали похибка близько 73 наносекунд. Через це склалося враження, що ці частки рухалися швидше, ніж частки світла.

наслідки

межа швидкості

Незважаючи на місяці ретельних перевірок до початку експерименту, велика кількість повторних перевірок отриманої в ході експерименту інформації, на цей раз вчені все ж помилилися. Ередітато пішов у відставку, хоча багато людей відзначали, що подібні помилки у вкрай складній техніці прискорювачів частинок трапляються досить часто. Але чому ж таке велике значення має навіть крихітне припущення про те, що щось може рухатися швидше за швидкість світла? І чи дійсно люди впевнені в тому, що ніщо не може цього зробити?

Швидкість світла

Давайте розглянемо спочатку другий з цих питань. Швидкість світла у вакуумі становить 299792.458 кілометрів в секунду – трохи не вистачає до красивої круглої цифри 300 тисяч кілометрів на секунду. Це дуже швидко. Сонце знаходиться в 150 мільйонах кілометрів від Землі, і у світла даний шлях займає всього вісім хвилин і двадцять секунд. Чи може щось, створене людиною, змагатися зі світлом? Один з найшвидших об’єктів, коли-небудь створених людиною, – це космічний зонд New Horizons, який пролетів повз Плутона і Харона в 2015 році. Максимальна швидкість, яку він зміг досягти – 16 кілометрів на секунду, тобто набагато менше, ніж 300 тисяч кілометрів на секунду.

Експеримент з електронами

нейтрино

Однак людям вдалося змусити крихітні частинки рухатися з набагато більшою швидкістю. На початку шістдесятих Вільям Бертоцці з Массачусетського технологічного інституту експериментував з прискоренням електронів. Так як електрони мають негативний заряд, існує можливість привести їх у рух шляхом відштовхування, якщо зарядити матеріал таким же зарядом. Чим більше енергії використовувалося, тим швидше ставали електрони.

Чому не докласти максимум енергії?

Можна подумати, що досить збільшити прикладається енергію до такої міри, щоб швидкість частинки розвинулася до необхідних 300 тисяч кілометрів на секунду. Однак виявилося, що електрони не можуть рухатися так швидко. Експерименти Бертоцці показали, що використання більшої кількості енергії не створює пропорційного збільшення швидкості електронів. Йому доводилося прикладати все більше енергії, щоб отримувати всі дедалі менші надбавки в швидкості частинок. Вони ставали все ближче і ближче до швидкості світла, але ніколи її так і не досягли.

неможливість досягнення

нейтрино

Уявіть собі, що вам потрібно дійти до дверей, здійснюючи кроки, але кожний наступний крок буде вполовину менше попереднього. Простіше кажучи, ви ніколи не дійдете до дверей, так як при скоєнні кожного наступного кроку між вами і дверима все одно буде залишатися певна дистанція. Саме з такою проблемою зіткнувся Бертоцці в своєму експерименті з електронами. Однак світло складається з частинок, які називаються фотонами. Чому ці частинки можуть рухатися зі швидкістю світла, якщо електрони не справляються з поставленим завданням?

особливості фотонів

У міру того як об’єкт рухається все швидше і швидше, він стає все важче і важче, і тому йому стає важче набирати швидкість, і саме тому вони ніколи не зможуть досягти швидкості світла. У фотонів ж немає маси. Якби у них була маса, вони б не змогли рухатися зі швидкістю світла. Фотони є унікальними частками. Вони не мають масу, що дає їм безмежні можливості під час переміщень в вакуумі, їм не потрібно прискорюватися. Природна енергія, якою вони володіють, рухаючись хвилями, забезпечує те, що в момент створення фотони вже знаходять свою межу швидкості.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Top