5,5K подписчиков

Когда сложные объяснения становятся наглядными

699 прочитали

Есть эффект в физике, который обычно объясняют крайне туманно и запутанно, ссылаясь, как это обычно и принято во всех непонятных ситуациях, на квантовую механику. Схема опыта довольно проста. Пучок электронов пускают в окрестности тонкой катушки с током, ограждая препятствием катушку от непосредственного попадания пучка. Магнитное поле (В) сосредоточено внутри соленоида, а снаружи имеется только ненулевой векторный потенциал (А). Поскольку формулы квантовой механики содержат именно потенциалы, а не напряжённости полей, у авторов этого эффекта возникла идея, что будут наблюдаться всевозможные квантовые эффекты, приводящие к образованию интерференционной картины. У этого опыта есть также и электрический аналог, но подход там такой же.

Эффект Ааронова-Бома
Эффект Ааронова-Бома

Никак не объясняя физическую суть происходящих в опыте процессов, авторы приходят к математическим выкладкам, говорящим об отклонении фаз в левой и правой половинах пучка, которые при объединении создают интерференционную картину. Я ни в коем случае не ругаю Ааронова и Бома в плане отсутствия физической интерпретации, а с пониманием отношусь к ситуации, когда упоминать её ни в коем случае нельзя, ведь коллеги «заклюют». Но сама идея опыта крайне занимательна.
Из теории электромагнетизма были получены некоторые электромагнитные параметры, которые в последствии перекочевали в квантовую механику. Долгое время они считались чисто вспомогательными абстрактными величинами для решения уравнений Максвелла. Но в квантовой механике находится способ сделать эти параметры «реальными». И, как это уже было много раз в истории квантовой механики, я почти уверен, что авторы хотели доказать, что квантовая механика на самом деле механика обычная. Они дают достаточно наглядную демонстрацию взаимодействия частей системы, которая оперирует не просто вероятностями, а вполне механическими параметрами вроде фазы некоторого волнового процесса.

Опыт Аспе
Опыт Аспе

Ситуация, как мне кажется, повторяет то, что было с опытом Аспе, где продемонстрировали наличие постороннего тела в опыте с нарушением неравенств Белла. Т.е. экспериментаторы показали, что причина нарушения описанных Беллом неравенств кроется в том, чего в постановке задачи нет. Есть некоторый неучтённый объект (эфир), который и вносит искажения в эксперимент. Но основы устоявшейся научной парадигмы были бы подорваны, если принять существование эфира. Потому учёным было проще допустить нелокальность реализма (даже не буду пытаться объяснить, что это), чем принять очевидный и единственный логичный вывод. И в эффекте Ааронова-Бома вместо понимания наличия некоторых течений в как бы пустом пространстве, которые и изменяют фазу у волновых процессов, посчитали, что вновь восторжествовали постулаты квантовой механики.
А догадка моя об истинном замысле Ааронова и Бома основана на том простом обстоятельстве, что векторный и скалярный потенциалы взялись в электродинамике не из пустого места. Как
я показывал в короткой заметке, когда решают уравнения Максвелла, фактически их пытаются свести к уравнению Эйлера для течения идеальной жидкости. Т.е. приводят якобы немеханическую электродинамику к механике. И это работает. Отсюда у любого хорошо погружённого в вопрос человека возникает мысль о существовании реальных течений и свойств некоторой жидкости или газа, которые можно будет отождествить с векторным и скалярным потенциалами. Ну и как только такая идея возникает, сразу возникают постановки опытов, где это можно проверить. Что и сделали Ааронов, Бом и немногим ранее Эренберг и Сидай.

Вывод уравнений Максвелла из механики эфира
Вывод уравнений Максвелла из механики эфира

Из показанного в моей книге (Эфиродинамика. Вся физика на 100 листах) вывода уравнений Максвелла из уравнений Навье-Стокса или Эйлера (короткий упрощённый вариант выше на картинке) хорошо видно, что векторный потенциал – это с точностью до постоянного коэффициента скорость потока эфира. Тогда совершенно естественно этот поток будет либо подгонять, либо тормозить любые волновые процессы в зависимости от относительной их ориентации. Вопрос расчёта коэффициентов взаимодействия будет решаться так же, как и в остальных задачах квантовой механики. Т.е., понимая механику микро процессов, эффект Ааронова-Бома становится очевидным. У нас либо попутный ветер у электронов, либо встречный. И ни одному адекватному человеку не придёт в голову в такой постановке пытаться привлекать истинную случайность природы и уж тем более нелокальность реализма.