Результаты опыта Кауфмана не дают спокойно жить физикам до сегодняшнего времени. Каждый трактует эти результаты по-своему, подтверждая это мощными математическими выкладками.Опыт Кауфмана схематически очень прост (Рис. 1).
Источник излучения частиц, в частности электронов, два электрода в виде пластин, к которым прилагается напряжение, диафрагма и экран.
Результаты фиксируются на экране. Источник излучает электроны, которые проходят через отверстие в диафрагме и засвечивают фотопленку на экране. Если напряжение на пластинах отсутствует, и нет магнитного поля, то электроны попадают на экране в точку О. Если на пластины подаются напряжение и магнитное поле, то луч электронов изменяет свою траекторию, и попадает в точку А.
И вот уже более столетия лучшие умы пытаются математическими символами описать это явление. Их не интересует процесс отклонения. На вопрос: почему луч отклоняется? у них ответ прост: потому что есть магнитное и электрическое поля. На счет электрического поля скажут, что положительный потенциал притягивает отрицательный электрон, а отрицательный потенциал отталкивает электрон, поэтому он и летит по кривой. Какие физические процессы происходят, во время притягивания или отталкивания обычно не рассматриваются. По явлению искривления траектории движения электрона под действием магнитного поля не наблюдается даже невероятных моделей.
Наука, опираясь на физические параметры: величину электрического поля U, величину напряженности магнитного поля B, заряд и массу электрона, скорость электрона, линейные размеры элементов установки и их расположений и другое, пытается описать поведение электрона. И описать так, чтобы при любых данных можно было сказать, что электрон отклонится именно в эту точку. А если я изменю, этот параметр так-то, то отклонение будет таким-то.
К сожалению, никакие теории не дают точного описания явлений, которые наблюдаются в результатах, получаемых при измерении процессов в этих явлениях. По расчетам теории должно получится то-то, а получается несколько другое. С этим сначала столкнулся Кауфман. По расчетам Кауфмана электрон должен был отклоняться на определенную величину, а опыт фиксировал меньшую величину отклонения. Получалось так, как будь то, электрон был большей массы, чем та, которой он обладал в покое.
В установке Кауфмана генератором частиц служил бромид радия, который излучал не только электроны, но и альфа-частицы, которые значительно массивнее электронов. Данные частицы почти совсем не отклонялись от оси движения. Не хватало у электрического и магнитного полей сил, чтобы значительно отклонять эти частицы. Это и заставляло экспериментатора предполагать, что каким-то образом увеличивается масса электрона.
Но классическая не релятивистская физика стояла на смерть за неизменность массы. С какого перепугу масса вдруг начала увеличиваться? Тут подоспела квантовая механика и сказала, что масса электрона зависит от его скорости, а как зависит, показывают преобразования Лоренца. Однако и в этом случае совпадение теории и опыта в полной мере не получается. Одни исследователи, которые верят в увеличение массы, пытаются найти ошибки в эксперименте, другие, которые блюдут постоянство массы, пытаются придумать новую теорию. Естественно, что ни у тех, ни у других ничего не получается и видно не получится.
Другой взгляд на явление, полученное в опыте Кауфмана, предложил Вальтер Ритц. Этот взгляд не решал проблему в полном объеме, но указать верное направление на решение данной проблемы он был способен. Но как часто водится, на это не обратили внимания, а Ритц не обратил внимания на других.
На эту позицию Ритца обратил его поклонник Сергей Семиков. Об этом он поведал в статье “Релятивистский эффект изменения массы” своего труда “С. А. Семиков баллистическая теория Ритца и картина мироздания”:
“Ведь отклонения, измеренные по следу, оставляемому электронным пучком на люминесцентном экране, дают величину ускорения a, связанную по второму закону Ньютона a=F/m с массой m электрона. Но оказалось, что у электронов, летящих с разными скоростями, ускорения a различны: они тем меньше, чем выше скорость. А, поскольку, следуя максвелловской электродинамике, считали, что сила F, действующая на электрон, не зависит от его скорости, пришли к абсурдному выводу, согласно которому по мере разгона электрона растёт его масса m. Но, ведь, куда естественней предположить, что масса постоянна, а изменяется сила F”.
Это по существу верное предположение, если бы Ритц объяснил более приемлемое изменение силы F.
Теоретически, след электронного луча на экране должен был иметь форму параболы с уравнением y=kx2Em/H2, где k – некоторая постоянная, E и H – напряжённости электрического и магнитного полей, а m – масса электрона. Наблюдаемая же кривая отличалась от этой параболы так, будто с ростом скорости масса m увеличивалась пропорционально (1+v2/2c2). Но ведь, как выяснено, почти так же, пропорционально (1+v2/3c2) нарастает со скоростью заряда электрическая сила и поле E. Учёт переменности E при постоянной массе внесёт в уравнение параболы почти те же изменения, что и учёт переменности m при постоянном E. Разница же коэффициентов (в полтора раза) устраняется более точным расчётом, представленным в работе Ритца [8].
Как видим, с хорошей идеей произошло то же. Отвергнув идею увеличения массы при увеличении скорости, тут же Ритц предложил идею увеличения поля E. Причем E это внешнее поле. Дальше посмотрим, что можно увидеть в этом опыте с позиций квантовой физики.