Давненько не было интересных статей, которые стоило бы обсудить, а тут мне подкинули в комментах просто шикарное описание эксперимента! Грех про него не написать и не повертеть со всех сторон. Статья называется "Физики впервые увидели процесс Брейта – Уилера".
Те, кто немного шарит в ТО и квантовой физике пускай лучше прочитают статью и попробуют разобраться со своей колокольни. Может у Вас даже возникнут какие-то вопросы к моему изложению. Буду ждать в комментах. Для остальных будет упрощённый пересказ и фигуры на пальцах... Как всегда. Фигура тут, конечно странная, но заморачиваться не обязательно:
Начнём с того, что ещё с 1934 года физикам известно, что в результате аннигиляции электрона и позитрона (частицы и её античастицы), появляется 2 кванта энергии - 2 ЭМ фотона.
Тут не нужно иметь семь пядей во лбу, чтобы предположить, что обратная реакция тоже возможна и поэтому сразу два ловкача в том же году (как не передрались...) заявляют об эффекте Брейта — Уилера, в котором при столкновении двух фотонов будет рождаться электрон-позитронная пара. Очень выгодный ход, позволяющий почивать на лаврах до конца своих дней, благо подтвердить или опровергнуть это экспериментально в те годы не представлялось возможным. С чем мы их и поздравляем.
Дело в том, что сам опыт полагается на один из парадоксов теории Эйнштейна, а именно парадокс шеста и сарая:
"Если заряженную частицу ускорить до околосветовых скоростей, то Лоренцево сокращение приведет к ее очень сильному сжатию вдоль направления ее движения. Это значит, что и заряд частицы будет сильно сконцентрирован вдоль одной оси, а значит такая сжатая заряженная частица будет источником сильного электромагнитного поля, направленного перпендикулярно оси ее движения. Как утверждали Вайцзеккер и Вильямс в том же 1934 году, такое поле можно представить в виде волны, распространяющейся практически перпендикулярно движению исходной частицы, причем состоящей из потока реальных фотонов. По мнению Брейта и Уилера это означало, что летящие навстречу друг другу две такие заряженные частицы можно использовать в качестве источников фотонов для изучения их столкновений."
Там есть ещё несколько нюансов, но они для нас не так интересны и важны.
Проходят годы и нашим исследователям немнётся хоть что-то да подтвердить или опровергнуть, хоть бы даже этот эффект. В результате:
"Физики из коллаборации STAR решили изучить этот эффект с помощью одноименного детектора на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. Они воспользовались накопленным с массивом данных по столкновениям ядер золота при энергии в 200 гигаэлектронвольт на нуклон-нуклонную пару. Сначала ученым необходимо было отобрать ультрапериферические события, при которых ядра пролетают мимо друг друга без непосредственного столкновения нуклонами, но взаимодействуют за счет описанных выше кулоновских полей, ведь именно в этом случае наиболее вероятно столкновение двух рожденных фотонов. Затем из 23 миллионов таких ультрапериферических событий исследователям нужно было выбрать те, в которых родилась электрон-позитронная пара, причем именно в ходе процесса Брейта — Уилера. Отбор осложнялся тем, что тот же продукт реакции возможен при столкновении двух виртуальных фотонов, а также одного реального и одного виртуального фотона. Искомые события ученые отбирали по большой инвариантной массе электрон-позитронной пары, ее малому поперечному импульсу, а также специфическим требованиям к ионизационным потерям электронов в детекторе и их времени пролета."
Была проделана колоссальная работа и "Ученые зарегистрировали 6085 таких событий в периферических столкновениях релятивистских ядер золота с помощью детектора STAR на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории."
Специально отмечу: шесть тысяч из 23 миллионов столкновений. Это даже не иголка в сене, но процесс был зафиксирован. Аллилуйя! Можно пить шампанское, писать статьи в научные журналы и ждать повышения пенсии (ну или пенсионного возраста). Вот только что хотели и что на самом деле зафиксировали эти учёные? Вот тут придётся немного углубиться в детали эксперимента.
1. "Ученые выбрали события в диапазоне центральности от 60 до 80 процентов, когда между центрами ядер при их столкновении было от 11.5 до 13.5 фемтометров (при радиусе ядра примерно 7 фемтометров)"
Спрашивается: а зачем?
Во-первых, если они действительно разгоняли атомы золота до релятивистских скоростей, то их ядра тоже должны вытягиваться по оси движения и сужаться в диаметре, а значит ни о каких 7 фемтометров разговор идти не может. Этот ляп переходит из эксперимента в эксперимент и никто на него не обращает внимания, потому что в реальности никаких изменений размеров от скорости ни в каких экспериментах обнаружено не было. Привет Эйнштейну!
Во-вторых: атом золота имеет радиус вместе с электронной оболочкой в 144 пикометра. Это почти в 50 раз больше, чем у ядра. При этом в оболочке находится 79 электронов, под которыми находятся ЭМ фотоны и при такой массовой бомбардировке всегда есть шанс, что два встречных фотона будут иметь нужную конфигурацию для рождения пары частиц. В этом случае я бы про ЭМ поле атома, сориентированное Лоренцевым сокращением помалкивал. Нет никаких оснований утверждать, что такое сокращение вообще существует.
2. Как-то незаметно хотел промелькнуть ещё один момент: "заряд частицы будет сильно сконцентрирован вдоль одной оси, а значит такая сжатая заряженная частица будет источником сильного электромагнитного поля, направленного перпендикулярно оси ее движения".
Позвольте, но если уже в 1934 году не вызывало сомнений, что внутри электронных орбит находится ЭМ поле, причём в виде ЭМ фотонов определённой энергии, то почему со мной спорили об этом кандидаты и доктора наук буквально недавно? "Они у вас что газет не читают?" Тут буржуины эксперименты ставят именно на такой модели атома и получают результаты, а у нас про это даже не слыхивали? Странно, что это за учёные у нас такие... Может засланные?
В общем, потому мне этот эксперимент и показался просто шикарным, что он никаким образом не доказывает справедливость ТО Эйнштейна и в то же время доказывает мою теорию и модель атома получением предсказанного ранее результата.
