Волновые игрушки для физиков

О том, что электрический сигнал можно передавать со скоростью, превышающей скорость света, известно давно. Однако подобные эксперименты были дорогим удовольствием для физиков. Теперь же ученые из университета Теннеси объявили о том, что им удалось повторить эксперимент на оборудовании, которое имеется в любом более или менее крупном университете.

Ученые также побили рекорд по дистанции подобных экспериментов. Им удалось удержать импульс на сверхсветовой скорости на протяжении 120 метров. Оборудование же, по словам ученых, стоило им не более 500 долларов. А собрать прибор можно за 40 минут.

Джереми Мандей и Билл Робертсон создали гибридный кабель, состоящий из 6-8 метровых чередующихся участков коаксиальных кабелей двух типов, различающихся своим сопротивлением. Кабель был подключен к двум генераторам, один высокой частоты, а другой - низкой. Волны интерферировали, и электрический импульс интерференции можно было наблюдать на осциллографе.

Любой импульс - электрический, световой или звуковой - является волновым пакетом. Энергия этого пакета также описывается волновой функцией, с пиком посередине. Разница в сопротивлениях различных участков гибридного кабеля заставляла волны заднего фронта импульса отражаться друг от друга, в результате чего максимум сигнала смещался вперед.

Несмотря на то, что пик импульса перемещался со скоростью в 4 миллиарда километров в час, переноса энергии не наблюдалось, что, собственно, следует из теории относительности.

Эксперименты по ускорению светового импульса до сверхсветовых скоростей, безусловно, интересны, но они не имеют отношения к теории относительности. Основы современной физики остались непоколебимы и принцип относительности не опровергнут. Речь идет лишь о способах манипуляции с импульсами и методикой их регистрации.

Как уже было сказано выше, любой импульс представляет собой волновой пакет различной частоты. Следует различать фазовую скорость отдельной волны и групповую скорость импульса. Манипулируя отдельными компонентами импульса, его групповую скорость можно как замедлять (и такие эксперименты тоже имели место, так и увеличивать.

Надо отметить, что при этом скорость каждой из компонент пакета не превышает скорость света в вакууме. Подобные манипуляции позволили экспериментаторам сохранить форму импульса, и сместить его пик вперед во времени.

Теория относительности не запрещает любые сверхсветовые движения. Она говорит лишь о причинно-следственных связях. Так, положение и скорость тела является причиной его появления позже в другой точке. Поэтому движения тел невозможны, согласно теории относительности, со сверхсветовой скоростью.

Однако существуют другого рода движения, когда в игру вступают косвенные факторы. Например, движение отраженного света. Его местоположение в каждый момент зависит от положения отражающей поверхности и не является следствием его положения в другом месте в предыдущий момент времени. Поэтому отраженный свет может, согласно теории относительности, перемещаться со сверхсветовой скоростью. И в этом нет никакого противоречия. Вопрос лишь в фантазии экспериментаторов - как именно заставить импульс двигаться - медленнее или быстрее и как именно его регистрировать.

В любом случае ученые говорят, что при таких сверхвысоких скоростях качество сигнала сильно страдает, поэтому пока практического применения этой методики не видится возможным.

Сейчас электроны в современных проводах передвигаются со скоростью около 2/3 от скорости света. В будущем, возможно, новую методику можно будет применять для повышения скорости передачи сигнала в компьютерах и телекоммуникационных системах.

Анна Висенс, Лондон

http://istina.rin.ru/ufo/text/183.html