სინათლეზე სწრაფად?!

 ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, მატერიალური სხეულების მოძრაობა ან ინფორმაციის გავრცელება, ვერ მოხდება სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად. ნებისმიერი წარმოსახვითი მოძრაობა, რომელიც მატერიალური სხეულებისა და ინფორმაციის გადატანას არ უკავშირდება, ნებისმიერი სიჩქარით შეიძლება მოხდეს. ყველაზე უფრო ცნობილი მაგალითია სინათლის ლაქა, რომელსაც შორ მანძილზე მდებარე კედლისკენ მიმართული სწრაფად მბრუნავი ლაზერი წარმოქმნის.

 აღსანიშნავია, რომ ფარდობითობის თეორია ციდან არ ჩამოვარდნილა, ის, მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს, ელექტროობისა და მაგნეტიზმის თვისებათა ფორმულირების შედეგად იქნა, ასე რომ ვთქვათ, ამოცნობილი. გახმაურებული ექსპერიმენტები, თითქოსდა სიგნალის ზესიჩქარით გადაადგილების შესახებ, ასეთ გადაადგილებას კლასიკურ ელექტრომაგნიტურ ველზე(არა-კვანტურზე) ჩატარებულ ექსპერიმენტებში აფიქსირებს.

 ელექტრომაგნეტიზმის გამო ნუ ინერვიულებთ. კლასიკური ელექტრული და მაგნიტური ველების თვისებები მილიონობითჯერ არის შემოწმებული და გადამოწმებული, ყველანაირ სიტუაციებსა და ეგზოტიკურ მოწყობილობებში. მათ შორის, რეზონატორებისა და ტალღა-გამტარების გამოყენებით. არანირი ნიშანი არ დაფიქისრებულა იმისა, რომ ელექტრული და მაგნიტური ველების აღმწერი მაქსველისეული განტოლებები, რაიმენაირად დარღვეულიყოს.

 ხშირად გვსმენია შეკითხვა – ”რატომ უნდა ვთვლიდეთ, რომ ფარდობითობის თეორია აბსოლუტურად სწორია?”, რომ თითქოსდა, ოფიციალურ მეცნიერებას ამ თეორიაში ეჭვის შეტანისაც კი ეშინია.

 სინამდვილეში, ეს ასე არ არის. ჩვენი სამყაროს მოწყობის სხვა ვარინტებიც აქტიურად განიხილება, რომლებშიც ფარდობითობის თეორიის მსუბუქი დარღვევები შეიძლება გამოვლინდეს. ამ თეორიაში შესწორებების შეტანას არავინ კრძალავს, თუმცა ამის გაკეთება იქ არის საჭირო, სადაც მისი მართებულობა ჯერ არ დაუმტკიცებიათ. რაც შეეხება მიკროტალღურ რადიოტექნიკას, აქ ის თავიდან ბოლომდეა გადამოწმებული(სინათლის სიჩქარე).

 ახლა, რაც შეეხება ზემოთ ხსენებულ ზესიჩქარეს. ამ ექსპერიმენტებში ტალღების ტუნელირება შეისწავლება არეებში, რომელბშიც ტალღას თავისუფლად გავრცელება არ შეუძლია. ტერმინს – ”ტუნელირება”, კვანტური მექანიკისკენ მივყავართ, ამ დროს, ეს თვისება ნებისმიერი გამოსხივებისთვის არის დამახასიათეებლი – ელემენტარული ნაწილაკი იქნება ეს თუ სინათლის ტალღა.

 შეიძლება მოწყობილობის კონსტრუირება, რომელშიც ჭრილით გაყოფილ ორ ”ტალღა-გამტარში” გავრცელებული ტალღა – იხშობა, არ შეუძლია უსასრულოდ შორს გავრცელება. ელექტრონისთვის, ეს შეიძლება იყოს პოტენციური ბარიერი, სინათლისთვის – დარღვეული სრული შიდა არეკვლა, მიკროტალღებისთვის – ტალღა გამტართა ვიწრო სექციები. მიუხედავად ამისა, ბარიერიდან გარკვეულ სასრულ მანძილზე ტალღა მაინც ახერხებს ”გატევას”, ანუ ერთი ტალღა-გამტარიდან, მეორეში გადასვლა(ტუნელირება) შეუძლია.

 საკითხი, რომელიც ფიზიკოსებს ნახევარ საუკუნეზე მეტია აწუხებს ასეთია: რა დროში ხდება ტუნელირება? ეს თითქოსდა უწყინარი შეკითხვა გაუთავებელი კამათის საგნად იქცა, რადგან მთელი რიგი გამოთვლების მიხედვით, ეს დრო იმაზე ნაკლები შეიძლება იყოს, რამდენიც, სინათლეს ამ მონაკვეთის გასავლელად ესაჭიროება. ტალღური ინტერპრეტაციით ეს ნიშნავს, რომ ტუნელირებისას, ზესიჩქარით გადაადგილება ხდება, აქედან გამომდინარე შეუსაბამობების ჩათვლით.

 საკითხავი ისაა, თუ რა უნდა ჩაითვალოს ტუნელირების დროდ. თუ წერტილოვანი ნაწილაკის მოძრაობაზეა საუბარი, მაშინ ყველაფერი გასაგები იქნებოდა. ტალღის მოძრაობას რაც შეეხება, ის სივრცეშია განაწილებული და თავისი ფორმის ცვლიელბა შეუძლია. ასეთ შემთხვევაში ”საწყის” და ”ბოლო” დროდ რა შეიძლება ჩაითვალოს? რის სიჩქარეს უნდა დავაკვირდეთ?

 თუ ტალღის ქიმს ვაკვირდებით – ფაზურ სიჩქარეს მივიღებთ, რაც სრულიად გასაგებ ფიზიკურ ცნებას წარმოადგენს – არანაირი ენერგიისა და ინფორმაციის გადატანა მას არ უკავშირდება, ზოგიერთ შემთხვევაში(მაგალითად, ტალღა გამტარებში) კი სინათლის სიჩქარესაც სრულიად უმტკივნეულოდ აჭარბებს.

 ამის მაგივრად ტალღური პაკეტი შეგვიძლია ავიღოთ(როგორც სურათზეა) და მისი მოძრაობის მაქსიმუმს დავაკვირდეთ, რომელიც ტალღის ჯგუფურ სიჩქარეს წარმოადგენს. ჩვეულებრივ პირობებში, ყველაფერი გასაგები იქნებოდა, რადგან ტალღური პაკეტის ენერგიის გადაადგილება სწორედ ჯგუფურ სიჩქარესთან ასოცირდება.

 ტალღური პაკეტის ილუსტრაცია – ჩვეულებრივ არეებში ენერგიის გადატანა ტალღური პაკეტის მაქსიმუმის მოძრაობას უკავშირდება.
sinatlis siCqare jgufuri

 არის ეგზოტიკური შემთხვევაბიც, მაგალითად, გადაადგილება სპეციალურად მომზადებულ არეში, რომელშიც მაქსიმუმის მოძრაობის სიჩქარემ სინათლისას შეიძლება გადააჭარბოს. თუმცა, ეს მაქსიმუმი სინათლეზე სწრაფად სულაც არ მოძრაობს. უბრალოდ, იმპულსი, არეს გამოსასვლელთან თვითონ ”გამოიზრდება”, არის რა სიგნალის წინა ფრონტით ”ინიცირებული”. ენერგიის ზესიჩქარით გადაცემა ამ დროს არ ხდება, ის აქტიურ არეში იყო ჩადებული და მისი გამოსასვლელთან გამონთავისუფლება, შემოსული იმპულსის წინა ფრონტის ზემოქმედებით მოხდა.

 ბოლოს, არსებობს ინფორმაციის გავრცელების დროც, რომელიც ასე შეიძლება გაიშიფროს – თუ ჩვენ რაიმე მოძრავ იმპულსში ინფორმაციის ბიტის კოდირებას მოვახდენთ, რა დროის მერე აისახება ეს დეტექტორზე. ეს არის იმპულსში შეტანილი მკვეთრი დამახინჯებების გავრცელების დრო, რეგულარული პერიოდული პროცესისაგან განსხვავებით, რომელთანაც, მაგალითად, ფაზური სიჩქარე ასოცირდება.

 სპეციალურად ჩატარებული ექსპერიმენტები გვიჩვენებს, რომ ზესიჩქარული მაქსიმუმების მქონე იმპულსებსაც კი, ინფორმაცია სინათლის სიჩქარეზე ნაკლებ დროში გადააქვს. დროის ასეთნაირად განსაზღვრას პირდაპირი ფიზიკური აზრი არ გააჩნია, ფარდობითობის თეორიასთან მიმართებაში მაინც. ინფორმაციის გადაცემის რეალური სიჩქარე(დადგენილი უფრო დახვეწილი ექსპერიმენტებით), ყოველ შემთხვვაში, ყველაზე უფრო ეგზოტიურშიც კი, სინათლისაზე ნაკლებია.

 ირღვევა თუ არა ფარდობითობის თეორია, ამ საკითხის კვლევა გრძელდება. შემოღებულია დროის განსხვავებული განსაზღვრებებიც, თუმცა ბოლომდე გაუგებარია, კონკრეტულად რას აღწერენ ისინი. განსაკუთრებით საინტერსო ვითარებაა კვანტურ მექანიკაში, დაკავშირებული კვანტური ნაწილაკების დეტექტირებასთან(მყისიერი კავშირი; ნეიტრინოს ზესიჩქარით მოძრაობის საკითხი დახურულია; სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში – კონსტანტა არ არის?).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.