Честная физика. Статьи и эссе.

3. Фиговые листки теории относительности.

 

3.6. А ведь всё просто!

 

 

       Вот эта причина: программные предписания, управляющие положениями уровней энергии в веществе. Лишь вещество со всем многообразием форм его энергий является физической реальностью. А ещё есть реальность надфизическая, которая обеспечивает выполнение физических законов. Программисты наверное хорошо нас понимают: ясно же, что устойчивые закономерности происходят не сами по себе, а не иначе как потому, что такие варианты развития событий предписаны. В частности, предписаны возможные варианты превращений энергии из одних её форм в другие. Да предписаны так, чтобы выполнялся закон сохранения энергии.

       Что интересно: любая форма энергии обязательно проявляется через ту или иную форму движения. Это касается и собственной энергии элементарной частицы вещества. Спрашивается, какое может быть движение в элементарной частице? Отвечается, самое простое, какое можно представить. А именно, циклическая смена всего двух состояний. Это можно проиллюстрировать меандром, т.е. прямоугольной волной. Верхняя полочка меандра соответствует одному состоянию, а нижняя – другому. Переходы между этими двумя состояниями происходят практически мгновенно. Вот такой простейший физический объект стали называть квантовым пульсатором. Физический мир, оказывается, «цифровой», а не «аналоговый»! В физическом мире ничего фундаментальнее квантовых пульсаторов нет. Но существуют они благодаря программам, которые их формируют и ими управляют. В отличие от случая классических колебаний, энергия которых зависит от двух параметров – от частоты и от амплитуды, энергия квантовых пульсаций зависит только от одного параметра – от частоты.

       Умножьте на постоянную Планка частоту квантового пульсатора и сразу получите его собственную энергию.

       А поделите собственную энергию квантового пульсатора на квадрат скорости света и сразу получите его массу.

       Типичным квантовым пульсатором является электрон. Зная его собственную энергию покоя, 511 кэВ, можно легко найти частоту его квантовых пульсаций. Она оказывается равна примерно 1.24×1020 Гц.

 

       К чему мы это так подробно рассказываем? А вот к чему. Универсальное соотношение между массой и энергией, т.н. формула века – «е равно эм це квадрат» – считается великим достижением ТО. Правда, в свете этого великого достижения никак не удаётся понять, откуда при образовании структур из элементарных частиц берётся дефект масс. Связуемые частицы удерживает энергия связи, которая согласно «формуле века» тоже эквивалентна массе. Тогда, казалось бы, масса структурки должна быть больше, чем сумма масс отдельных частичек. А на самом деле она меньше. Это и называют дефектом масс.

       Не могут ведь энергия связи и эквивалентная ей масса быть отрицательными: у отрицательной массы инертные свойства должны быть слишком сказочными. Короче, в случае с энергией связи в «формуле века» верен только знак равенства.

 

       Здесь у ТО ещё один грандиозный прокол. Потому что «формула века» не универсальна: массе эквивалентна не любая форма энергии, а одна-единственная – собственная энергия квантового пульсатора. Причём при связывании частичек в структурку энергия связи берётся не абы откуда, а за счёт уменьшения собственных энергий, т.е. масс, этих частичек. Вот оттого у структурки дефект масс и приключается.

       Видите, многое становится на свои места!

       Надо только иметь в виду, что структуры, удерживаемые на дефекте масс, т.е. ядерные и атомарные, образуются не самопроизвольно, а благодаря опять же особым программным предписаниям, которые задают возможные устойчивые конфигурации. Оттого-то атомы таковы, каковы они есть. Уж простите, если мы обидели кого из сторонников учения Пригожина, полагавшего, что атомы образуются благодаря «способности вещества к самоорганизации». Вы, чудаки, не обижайтесь, а возьмите-ка вакуумную камеру да пуляйте туда протоны, нейтроны и электроны, и порадуйтесь, если из этого добра там «самоорганизуется» хотя бы один атом. Все искусственные ядерные превращения, как известно, делались с атомами природного происхождения. Изуродовать или разрушить атом – это наука может, а создать его из свободных частиц – это ей слабо.

 

       Так вот, у связанной частицы энергия связи для каждой устойчивой конфигурации составляет фиксированное количество процентов от собственной энергии свободной частицы. Поскольку в условиях «склона», порождающего тяготение малых тел, собственные энергии частиц изменяются вдоль местной вертикали, то совершенно аналогично изменяются и положения всех ядерных и атомарных уровней энергии. В этом и заключается причина гравитационных сдвигов частот у квантовых генераторов.

 

       Как видите, дело здесь не в замедлении времени, а в программных манипуляциях частотами квантовых пульсаторов. Аналогичная картина получается и для квадратично-допплеровских эффектов. Тут, правда, следует преодолеть порождённый многовековым опытом штамп: чтобы разогнать тележку, требуется, мол, совершить работу и сообщить тележке кинетическую энергию. Этот штамп – «сообщить кинетическую энергию» – прочно вошёл в учебники по физике. Он однозначно подразумевает, что кинетическая энергия может быть сообщена разгоняемому объекту лишь откуда-то извне. Так вот, в микромире, на уровне элементарных частиц эта логика ломовой лошади не работает. Как ни упирайтесь, вы не сможете сообщить элементарной частице кинетическую энергию. Вы сможете лишь превратить в её кинетическую энергию часть её собственной энергии. Потому что таковы программные предписания: у элементарной частицы других вариантов приобретения кинетической энергии не предусмотрено.

 

       Понимаем, это звучит непривычно.

       Но смотрите, как всё складно получается! Если сущностью квантового пульсатора является циклический скачкообразный процесс, то и перемещается в пространстве он, конечно, скачкообразно. Его движение с постоянной скоростью означает, что после некоторого числа собственных циклов он совершает элементарное скачкообразное перемещение – квантовый шаг. Длина квантового шага равна характерному размеру квантового пульсатора – его комптоновской длине. По мере роста скорости частота квантовых шагов растёт а частота собственных пульсаций убывает, и они становятся равны друг другу при скорости, равной скорости света.

       Ясно, что частота квантовых шагов не может превышать собственной частоты пульсатора, поэтому он и не может двигаться быстрее, чем со скоростью света. И при этом, заметьте, в кинетическую энергию квантового пульсатора превращается его собственная энергия, а не какая-либо другая!

       Физикам трудно в это поверить. Они полагают, что в кинетическую энергию электрона превращается энергия ускоряющих электромагнитных полей. И что, мол, богатый опыт на этот счёт имеется. Вон, на ускорителях именно с помощью электромагнитных полей электроны разгоняются до околосветовых скоростей, для этого они должны пролетать километры. Да, на ускорителях это так. А вот при бета-распаде из ядра выстреливается готовенький релятивистский электрон. Спрашивается, что за чудовищные поля разгоняют его на длине, сравнимой с размером ядра, да при этом не разрывают само ядро к чёртовой матери? Это великая тайна для науки. Считается, что в кинетическую энергию превращается разность энергий связи, если в результате реакции энергия связи увеличивается (кстати, на этом принципе основана работа ядерных реакторов!). Но, мол, это превращение происходит слишком быстро: не успеть разглядеть.

       А ведь это так просто! Алгоритм, который превращает собственную энергию электрона в кинетическую, работает (по логике вышеизложенного) с дискретом во времени, равным периоду собственных пульсаций электрона. Такое превращение, даже на максимально допустимую величину, может произойти за один цикл работы этого алгоритма. И полетел он себе, релятивистский электрон! Причём при движении с предельной скоростью расклад энергий получается такой: на собственную энергию приходится две трети энергии покоя, а на кинетическую – одна треть. Т.е. максимальная кинетическая энергия электрона составляет около 170 кэВ.

 

       Знаем, знаем, что физики встретят эту цифру громовым хохотом. Это у них профессиональный рефлекс такой. Действительно, смешно, если правда, что электронам на ускорителях накручивают энергии, которые исчисляются миллиардами электрон-вольт. Если правда, что при приближении скорости электрона к скорости света у него происходит релятивистский рост массы (или энергии, или импульса). «Ну, а как же не происходит-то? – втолковывают нам. – Должон происходить! Ведь накручиваем же! Всё в полном согласии с СТО!» О, это знакомая песенка. Вы, дорогой читатель, обратили внимание, сколько раз специалисты пели про это «полное согласие»? И сколько раз оказывалось, что там не полное согласие, а полная задница? Так откуда же взяться исключению на этот раз? Вот посудите-ка сами!

 

       Сначала – небольшое лирическое вступление. Результаты, получаемые в экспериментальной физике, обычно стараются проверять и перепроверять. Особенно ценны проверки, получаемые различными, независимыми друг от друга способами. Взять хотя бы скорость света – как только её, бедную, не измеряли! Если независимые результаты худо-бедно сходятся, то это говорит об отсутствии грубых ошибок. Напротив, если в некотором вопросе зацикливаться только на одну экспериментальную методику, то гарантий от грубых ошибок нет. А теперь представьте, что в этой любимой методике грубая ошибка имеется. И что есть другие, независимые методики, которые кричат: «Ошибка! Ошибка!» Что в такой ситуации делать дяденькам, которые упорствуют в своих заблуждениях? Да взгляните на ситуацию вокруг релятивистского роста энергии-импульса, и получите совершенно исчерпывающий ответ!

       Где там она, эта любимая методика? А вот она: это отклонение быстро движущихся заряженных частиц магнитным полем. Понимаете, когда Эйнштейн свистнул у Лорентца формулу для релятивистского роста массы, других методик ещё и не было. А Кауфман уже увидел: эффект вроде бы есть! Вот Эйнштейн и подсуетился. А эффект вот какой: чем больше скорость частицы, тем более сильное магнитное воздействие требуется приложить, чтобы свернуть частицу с пути прямого. При большом желании эти результаты можно истолковать так: по мере увеличения скорости частицы, у неё, вишь ты, масса растёт, отчего увеличиваются её инертные свойства, поэтому магнитному полю становится всё труднее на неё действовать. Вот вам и метод измерения энергии быстро движущейся частицы: чем меньше кривизна её траектории в магнитном поле, тем больше её энергия. Вплоть до бесконечности! Так, как предсказывает СТО!

 

       Заметьте, такое толкование возможно и в самом деле, только при большом желании. Известен универсальный принцип: воздействие на объект стремится к нулю, если скорость объекта приближается к скорости передачи воздействия. Вот классический пример из механики: ветер разгоняет парусник. Когда скорость парусника сравнивается со скоростью ветра, ветер на него совсем не действует. Даже детям понятно: это получается не оттого, что масса парусника становится бесконечной. Аналогичные вещи происходят и при раскрутке ротора асинхронной машины вращающимся магнитным полем, и при взаимодействии сгустков электронов с замедленной электромагнитной волной в лампе бегущей волны. Лишь для методики магнитного отклонения делается исключение: не сомневайтесь, мол, вот там не что иное, как релятивистский рост! Да как же не сомневаться? Где гарантии, что шкала энергий-импульсов, получаемая по вашей любимой методике, не имеет искажений в области больших скоростей? «Ну, как же! – разъясняют нам. – Смотрим мы на розеточки треков частиц. И видим. Треки эти кривые из-за магнитного поля. Вот треки до соударения, а вот – после. Суммы релятивистских импульсов до соударения и после него одинаковы. Сохраняется релятивистский импульс! Значит, он и реален! Всё сходится!»

       Да… тяжёлый случай. Как будто не ясно, что если вы не выходите за рамки методики, дающей иллюзорные завышения энергий-импульсов, то только с иллюзорно завышенными величинами вы и будете ковыряться. И даже при чудовищных иллюзорных завышениях всё оно будет неплохо сходиться!

       Уж простите, ничего не остаётся, кроме как задать вопрос в лоб. Вы утверждаете, что чудовищные энергии у тех же электронов – это реальность. Можно ли эту энергию выделить, превратить её в другие формы? Удалось ли кому-нибудь хотя бы раз извлечь из одного электрона при его взаимодействии с веществом энергию в несколько ГэВ? Или хотя бы в несколько МэВ? Что-то про такое не слышно!

       Вот, например, частицы оставляют треки в камере Вильсона или в пузырьковой камере. При формировании этих треков превращения энергии по меркам микромира огромны, но они происходят не за счёт энергии пролетающих частиц. Дело в том, что здесь регистрирующая среда пребывает в неустойчивом состоянии. Это переохлаждённый пар или перегретая жидкость. Ничтожных воздействий достаточно, чтобы инициировать переходы среды в устойчивое агрегатное состояние. Потому и получаются вдоль траектории частицы центры конденсации или парообразования. Не зазевайся только, успей их сфотографировать – вот тебе и трек. А частица-то на него свою энергию не тратила. «Мышка бежала, хвостиком махнула – яичко упало и разбилось».

       Совсем другое дело – измерения ионизационных потерь энергии частицы! В своё время пользовались популярностью замечательные приборчики: пропорциональные счётчики. Влетев в такой счётчик, частица растрачивает свою кинетическую энергию на ионизацию атомов вещества-наполнителя принципиально до полной своей остановки. Чем больше энергия частицы, тем больше число ионизированных атомов, и тем больше генерируемый приборчиком импульс тока. Что особенно здорово, энергия в несколько электрон-вольт, требуемая для ионизации одного атома, настолько невелика, что применительно к ней говорить о релятивистском «завышении» просто смешно. Поэтому к показаниям пропорциональных счётчиков следовало бы относиться с большим доверием: есть веские основания полагать, что они измеряют энергию частицы честно.

       И вот как выглядят результаты этих честных измерений. В «нерелятивистской области», пока энергия частиц малая, результаты её измерения пропорциональными счётчиками совпадают с результатами её измерения по методике магнитного отклонения. Но в «релятивистской области» выходит неувязочка: энергия, измеряемая по «магнитной» методике, лезет в релятивистскую бесконечность, а энергия, измеряемая пропорциональными счётчиками, выходит на насыщение и дальше не растёт. Причём не похоже на то, что счётчики «шалят»: существует много их различных типов и конструкций – и все они показывают одно и то же. А именно, никакого релятивистского роста энергии нет.

 

       Как в такой ситуации поступают настоящие релятивисты? Вопроса о том, кому верить («магнитной» методике или пропорциональным счётчикам), у них даже не возникает. «Магнитная» методика непогрешима! И все остальные методики нужно по ней калибровать! Вот, например, как судить об энергии гамма-квантов? А вот как: по энергии вторичных электронов, а саму эту энергию измерять по «магнитной» методике! Аналогично определять пороги ядерных реакций, разности ядерных уровней энергии, а также энергии вторичных ядерных частиц! И даже измерения длин волн гамма-излучения с помощью дифракции на кристалле ни в коем случае без калибровки по «магнитной» методике не оставлять! Чтобы было единство измерений! Говорите, какие-то там пропорциональные счётчики нарушают это стройное единство? Говорите, их показания выходят в релятивистской области на насыщение? Значит чушь показывают эти счётчики! Значит в релятивистской области они не работают!

       Тут, правда, возникает дурацкий вопрос: а что же им мешает работать в релятивистской области? Вот! Над этим вопросом пришлось попыхтеть изрядно. Дурацкий-то он дурацкий, а в больное место попал. Трудно поверить, но вот чем занимались талантливые учёные: сочиняли вспомогательные теории, призванные объяснить увеличение аппаратурных погрешностей у пропорциональных счётчиков при работе в релятивистской области. Тут, конечно, требовались чудеса изобретательности. Ведь до чего подло увеличивались эти аппаратурные погрешности – точно компенсируя релятивистский рост энергии, как будто этого роста и нет вовсе! Поди-ка разбери все эти подлости! Да ещё у счётчиков разных конструкций и подлости разные! Тут одной теорией, пригодной для всех, не обойдёшься! Ну, ничего, ничего. Талантливо грязно выругались, посопели, побрюзжали, а все необходимые теории понаписали. Сразу легче стало.

       Думаете, этим всё и закончилось? Ах, если бы!.. Была ведь ещё одна методика измерения тормозных потерь – в фотоэмульсиях. Здесь частица тоже теряет энергию на ионизацию атомов, причём каждый получившийся ион формирует фотографическое зёрнышко. И эти зёрнышки различимы под микроскопом! Значит число ионизаций, произведённых частицей, можно пересчитать! А затем умножить это число на энергию одной ионизации, вот и получится исходная энергия частицы!

       Да уж… на словах-то всё просто. А на деле получались такие же подлости, как и в пропорциональных счётчиках. В «нерелятивистской области» число зёрнышек, умноженное на энергию одной ионизации, великолепно соответствовало результатам «магнитной» методики. А в «релятивистской области» число зёрнышек выходило на постоянную величину и дальше не росло. И опять же использовались различные составы фотоэмульсий. И опять же все они говорили одно и то же. А именно, если подходить к вопросу незамутнённым методом пристального вглядывания, то никакого релятивистского роста энергии не видать.

       И опять пришлось релятивистам отдуваться, гипотезы выдвигать. Насчёт того, что быстрая частица теряет энергию в фотоэмульсиях не только на ионизацию, но и на другие фокусы, которые незаметны без специальной подготовки. И что эти фокусы в точности «съедают» ожидаемый релятивистский рост энергии. Мол, таковы законы природы, ничего не поделаешь. Если б не они, то релятивистский рост был бы как на блюдечке!

 

       Вообще, странная складывалась ситуация. Целым толпам экспериментаторов было по-человечески обидно. Хорошо было тем, которые носились с «магнитной» методикой, как с писаной торбой, да всем в нос тыкали насчёт того, что релятивистский рост должен быть везде. А каково было остальным, которые работали с другими методиками? Они и рады были бы внести свой скромный вкладец в мировую науку – подтвердить наличие релятивистского роста. Да не тут-то было! Обязательно вылезали какие-нибудь «законы природы», которые всё портили. Ну, разве это жизнь?

 

       А всех тоскливее было тем, кто занимался измерениями импульса отдачи у атома, из ядра которого выстреливался релятивистский электрон при бета-распаде. Здесь устраивалась как бы «очная ставка» двум методикам: импульс отдачи атома измерялся по «немагнитной» методике, а импульс выстреливаемого электрона – по «магнитной», во всей своей красе. И вот, закон сохранения импульса нарушался: импульс электрона получался чудовищно больше, чем импульс отдачи атома. Теперь, внимание! Не потеряйте нить рассуждений. Импульс электрона измерялся по непогрешимой «магнитной» методике, значит, правильно измерялся именно он. Следовательно, импульс отдачи у атома оказывался чудовищно меньше, чем требовалось по закону сохранения импульса. Куда же тогда пропадала эта недостающая часть? Пялились исследователи на фотопластинки, вертели ими так и сяк… Можно было поступить совсем просто: отбросить иллюзорные релятивистские завышения импульсов у электронов, и тогда их результирующие импульсы становились бы равными импульсам отдачи! Но, что вы! Это было бы святотатство! Уж лучше было сидеть и страдать молча…

       Ферми смотрел-смотрел на эти страдания, и его доброе сердце дрогнуло.

- Ладно, – подмигнул он, – вы только не плачьте! Вот что мы сделаем: введём новую частицу. И припишем ей всё, что требуется. Вам нужен импульс? – у неё он есть!

- Как?! – просияли от радости экспериментаторы. – Так просто? Впрочем, погодите-погодите. Мы же такую возможность исследовали. Никаких следов третьей частицы при бета-распаде не обнаруживается!

- Ну и что такого? Если следов не обнаруживается, значит эта частица их не оставляет! Я же говорю – припишем всё, что требуется!

- Да, но… странно как-то. Трудно поверить! Частица… импульс имеет… и никаких следов… Как же её поймать?

- А зачем обязательно поймать? Сам по себе процесс ловли, разве он удовольствия не доставляет? Так ловите до скончания века и наслаждайтесь! На зависть окружающим!

- А ведь действительно! Позвольте полюбопытствовать, а как предлагается назвать эту неуловимую прелесть?

- Да придумаем хохмочку какую-нибудь… Вот: назовём эту прелесть нейтрончиком!

 

       Слово «нейтрончик» на родном итальянском языке Ферми звучит как «нейтрино». Ну, так и повелось… А карьеру эта «неуловимая прелесть» сделала на редкость головокружительную. Шутка ли, её быстренько перевели в разряд фундаментальных частиц, которых всего-то считается четыре. Из грязи – да в князи! В физике появился новый раздел – «Физика нейтрино». Понастроили грандиозных «детекторов». Думаете, эти детекторы реагируют на нейтрино? Ну что вы! Они реагируют на продукты реакций, которые, как полагают теоретики, может инициировать только нейтрино: одно на триллион, да и то в урожайный год. С этими «детекторами» получается как с заборами, которые строят известным методом: пишут неприличное слово из трёх букв и прибивают к нему доски. Вот на чём держится закон сохранения релятивистского импульса!

 

       Все эти истории с пропорциональными счётчиками, с фотоэмульсиями, с выдуманным нейтрино очень поучительны. Они наглядно показывают, что «любое высказывание может во что бы то ни стало сохранять свою истинность, если сделать достаточно радикальную перестройку в каком-то ином месте системы». Но даже такой приёмчик применительно к релятивистскому росту энергии-импульса не всегда срабатывает. Потому что иногда на опыте творится такая хренотень, что непонятно, в каком же месте системы делать радикальную перестройку.

       Вот, например, известно немало реакций ядерных превращений с очень низким энергетическим порогом – всего в 2-3 МэВ. Это значит шваркни по исходному ядру чем угодно, лишь бы энергия возбуждения ядра оказалась не меньше, чем пороговая, и реакция произойдёт. Иметь энергию в 2-3 МэВ не возбраняется ни гамма-кванту, ни протону, ни нейтрону. Если шваркнуть по ядру кем-нибудь из них, то реакция происходит. А вот электрону похоже иметь такую энергию возбраняется. Шваркали уже до посинения и убедились в том, что электроны ядерных превращений не инициируют.

       И возникает вопрос: а почему, собственно? Если, как нас уверяют, у электронов бывают энергии, исчисляемые ГэВами, то что мешает электронам инициировать ядерные превращения? Это же дикость какая-то: вылететь из ядра электрон может (при бета-распаде), а шмякнуть по ядру – не может! Что об этом говорит физика высоких энергий? А она об этом умалчивает. По её понятиям электрон – это объект несерьёзный. Подумаешь, мол, ГэВы имеет. Всё равно мелочь пузатая. Вот протон – это другое дело. Высокие энергии, дорогие товарищи, оказалось гораздо практичнее измерять не по электронной, а по протонной шкале. Тут уже не до единства измерений, быть бы живу! Ибо, скажем, 3 МэВа у протона – это полноценные 3 МэВа. А 3 МэВа у электрона – это так себе, одно название.

 

       А почему так? А потому что не бывает у электрона энергии в несколько МэВ. Помните, мы говорили, что его максимальная кинетическая энергия – это треть его энергии покоя, т.е. всего-то 170 кэВ? Вы ещё хохотали по этому поводу – вспомнили? Ну, вот! Маловато получается? А откуда же взяться больше, если электрону приходится обходиться только своими запасами? Таковы программные предписания: всё, что тебе положено, дружок, ты уже получил. Вот и крутись, как хочешь. Чтобы двигаться быстрее, замедляй собственные трепыхания! Причём это замедление собственных трепыханий скажется и на энергии связи электрона, если он входит в состав атома. Помните, мы говорили, что энергии связи составляют фиксированное число процентов от собственной энергии частицы? А это значит, что при увеличении истинной-однозначной скорости атома будут всё больше сдвигаться его уровни энергии. В этом-то и заключается причина квадратично-допплеровских эффектов. И здесь – убийственное свидетельство о том, что, в отличие от относительных скоростей, истинные-однозначные скорости не являются чистой формальностью. Вещество-то несёт в себе чёткий признак движения с истинной-однозначной скоростью: у свободных частиц соответственно уменьшены их собственные энергии, а у связанных частиц имеются ещё и соответствующие квадратично-допплеровские сдвиги уровней энергии! В полном согласии с опытом! И со здравым смыслом!

 

       Надо лишь добавить, что эти сдвиги квантовых уровней энергии никаким замедлением времени не сопровождаются. А то была такая сказочка на ночь: космонавты, благодаря быстроходности ракеты, смогли бы растянуть свои жизни настолько, что успели бы сгонять до ближайшей звезды и обратно. С какой это стати? Из-за большой истинной-однозначной скорости сдвинулись бы квантовые уровни энергии у космонавтов, но при этом отнюдь не замедлились бы «все их жизненные процессы» (вспомните про спутники TIMATION!) Здесь не замедление времени, а опять же всего лишь программное управление превращениями энергий квантовых пульсаторов. Три энергии электрона (собственная, кинетическая и энергия связи) могут превращаться друг в друга, но суммарная его энергия остаётся при этом прежней (при постоянном гравитационном потенциале). Ибо электроном он был, электроном и остаётся!

 

       «Ага! – возрадуются релятивисты. – Вот тут-то мы автора и ущучим! Потому что не всегда электрон остаётся электроном! Есть такое замечательное явление – аннигиляция электрон-позитронных пар. Такая парочка полностью исчезает, превращаясь в гамма-излучение! И обратное явление – рождение электрон-позитронных пар – тоже есть! Пусть автор учебники читает!»

       Благодарствуем! Читали мы эти учебники, которые вдохновили немало писателей-фантастов. Душераздирающе у них потом получалось: даётся залп из аннигиляторов – ффах! – и тебе полная крышка. Ничего от тебя не осталось, весь ты в свет ушёл! На впечатлительных читательниц это сильно действовало. Они же не знали, как на опыте происходит то, что выдают за полную аннигиляцию.

 

       Здесь, кстати, тоже можно полюбоваться на релятивистский рост, имей он место. Ведь казалось бы, чем больше исходные энергии у электронов и позитронов, тем более сильными спецэффектами должна сопровождаться их аннигиляция. Фиг вам! Из области взаимодействия электронов и позитронов прёт всего лишь скромненькое гамма-излучение с характерной энергией кванта аннигиляции – 511 кэВ. Это, напомним, как раз энергия покоя электрона, и позитрона тоже. С какими бы скоростями электроны и позитроны ни двигались до взаимодействия, т.е. по высоконаучной логике, какие бы чудовищные энергии они ни имели, энергия гамма-квантов аннигиляции остаётся неизменной! Этот примечательный факт прояснил учёным очень многое. «Стало быть, электроны и позитроны… того… тормозятся как-нибудь перед тем, как проаннигилировать», – сообразили они. И тормозятся-то скромненько-незаметненько, без всяких спецэффектов!

       Ну ладно, а если парочка этих тормознутых исчезает при аннигиляции начисто, то сколько при этом должно получаться квантов по 511 кэВ? Несложный подсчёт показывает: два. И по закону сохранения импульса (ведь учёные полагают, что фотоны переносят импульс!) эти два кванта должны разлетаться в строго противоположных направлениях.

       Ну, вот. Гамма-кванты из области аннигиляции летели во всех направлениях, а два их детектора устанавливались строго с противоположных сторон от этой области. Когда эти детекторы улавливали по гамма-кванту одновременно, схема совпадений срабатывала и экспериментаторы прыгали от радости: «Ещё одна аннигиляция! И ещё! И ещё!» Юморные такие! Не сделали ни одной проверки того, что регистрируемая пара гамма-квантов вылетала действительно при одном и том же акте аннигиляции. А вдруг схема считала случайные совпадения? Об этом на радостях не подумали. Ну и нарвались, когда решили немного сдвинуть вбок один детектор, т.е. нарушить геометрию наиболее вероятного детектирования продуктов аннигиляции. Сдвинули и перестали прыгать от радости: число срабатывания схемы совпадений ничуть не уменьшилось. Сдвинули ещё больше – эффект тот же!

       Экспериментаторы похолодели от ужаса: стало ясно, что схема срабатывала именно на случайные совпадения. Но не губить же обалденную идею! Да и фантастические произведения уже строчились… Короче, спасительные меры были приняты незамедлительно. Во избежание повторения казуса область аннигиляции стали прикрывать свинцовыми экранами, оставляя выходы лишь для двух узких противоположно направленных пучков гамма-квантов. На эти-то пучки и «сажали» детекторы. Вот теперь, если сдвигали один детектор в сторону от пучка, число его срабатываний уменьшалось, и соответственно уменьшалось число срабатываний схемы совпадений. Вот теперь всё выглядело так, как будто продукты аннигиляции разлетались в согласии с предсказаниями высоконаучной теории! Ну, цирк просто. Мировой аттракцион!

 

       Как же она, электрон-позитронная пара, на самом деле аннигилирует-то? Ну, если при этом излучается не два гамма-кванта с энергией 511 кэВ, значит такой гамма-квант излучается один. При этом электрон и позитрон не исчезают полностью, а образуют предельно связанную пару с рекордным, в относительном исчислении, дефектом масс. И если хорошенько пнуть такую предельно связанную пару с энергией пинка, не меньшей чем энергия связи пары, то связь может разорваться. Это будет выглядеть как рождение электрон-позитронной пары. Всё получается натурально.

       Обратите внимание, квант с энергией 511 кэВ, излучаемый при образовании одной предельно связанной пары, способен эффективно разрушить другую. При достаточно сильном инициирующем воздействии могут происходить цепочки многократных диссоциаций-рекомбинаций предельно связанных пар. В этом похоже и заключается секрет электрон-фотонной компоненты каскадных ливней, порождаемых релятивистскими протонами космических лучей. При большом желании можно считать, что все электроны и позитроны в ливне рождаются за счёт убыли кинетической энергии инициирующего протона. Тогда для случаев сильных ливней эта энергия должна на порядки превышать энергию покоя протона – к радости релятивистов. Но картины треков в ливнях говорят о том, что большинство треков оставляют электроны и позитроны вторичные, возникающие и пропадающие в цепочках диссоциаций-рекомбинаций предельно связанных пар, что происходит без потерь энергии инициирующего протона. Опять всё получается натурально! И, заметьте, неполная она оказывается, аннигиляция-то. Даже у электрона с позитроном. А у протона с антипротоном получается вообще тихий ужас: разлетаются не гамма-кванты, а несколько пи-мезонов! И это тоже называется аннигиляцией. Слово уж больно красивое!

 

       Не спорим, красиво. Но опять же: где релятивистский рост? Он вообще-то в природе бывает? «Бывает, бывает! – уверяют нас. – Специально в этом убеждались! Было это, дети, в 1955 году…» И далее рассказывают трогательную историю. Вот что задумали сделать на протонном ускорителе в Беркли: разогнать протон так, чтобы его кинетической энергии хватило на рождение пары протон-антипротон «из ничего»! И утверждают: такое рождение удалось осуществить!

       Эх, опять дяденьки на себя наговорили. Взгляните на уравнение их реакции! Исходники: протон плюс «ядро». Продукты: протон плюс протон плюс антипротон плюс, опять же, «ядро». Без «ядра» тут конечно не обошлось. Это ядро атома медной мишени, по которому бабахнул разогнанный протон. А где тогда гарантии, что пара протон-антипротон получилась именно из кинетической энергии разогнанного протона? Что эта пара по-простому не вылетела из возбуждённого ядра? Говорите, что антипротонов в ядре не бывает? Так электронов там тоже кажись не бывает, однако вылетают иногда. Короче, пока не доказано, что исходное и результирующее «ядра» идентичны, нечего говорить зря. Получили вы антипротон – это действительно достижение. Но не привирайте, что получили его «из ничего». На Демиургов, любезные, вы не тянете!

 

       Так, блин горелый, а проводились ли опыты по прямому измерению энергии быстрых частиц калориметрическим методом? О, да! Только не «проводились», а «проводился». Потому что такой опыт был всего один. После чего специалисты посоветовались и решили, что повторять не стоит. Выполнил этот эксклюзивный опыт некто Бертоцци. Он использовал двухступенчатую схему ускорения электронных сгустков. В первой ступени электроны разгонялись статическим электрическим полем, формируемым с помощью высоковольтного генератора Ван-де-Граафа. А второй ступенью был линейный индукционный ускоритель. Разогнанные электронные сгустки улавливались алюминиевым стаканчиком, по нагреву которого экспериментатор судил об энергии электронов. И ещё он определял их скорость пролётно-импульсным методом: по времени, разделявшему всплески тока, которые наводились пролетающим сгустком в электродах, разнесённых на известное расстояние. Задумка была такая: при изменении ускоряющего вольтажа скорость электронов должна была практически не изменяться (будучи близкой к скорости света), а их энергия должна была изменяться весьма заметно. Автор даже график привёл с пятью экспериментальными точками, которые неплохо накладываются на релятивистскую кривую. Смотрите, завидуйте: скорость электронов остаётся прежней, а мишень-стаканчик греется всё сильнее и сильнее! Ну чистый релятивистский рост!

       А ведь взял грех на душу этот автор. Если внимательно прочитать его статью, то обнаружится, что фактических-то экспериментальных точек у него было всего две. Причём, одна из них была получена, когда индукционный ускоритель был выключен, а другая – когда он был включён. А знаете, чем отличаются эти два случая? Когда индукционный ускоритель работает, он индуцирует вихревые токи в металлических штучках. Его самого приходится охлаждать проточной водой! Само собой, вихревые токи наводятся и в мишени-стаканчике. Вот и греется стаканчик сильнее. Эту мелочь автор почему-то не учёл и соответствующей калибровки не проделал. «Как у него при этом две-то точки легли на релятивистскую кривую? – недоумевали специалисты. – Это же редкостная удача!» Было совершенно ясно, что второй раз так ни за что не повезёт. Вот и решили – не повторять! И так сойдёт!

 

       А ведь это странно, почему бы, спрашивается, не провести калориметрические измерения на кольцевых циклических ускорителях? Почему бы там мишеньки не погреть, хотя бы между делом? Релятивистский рост энергии-импульса стоит того! Враз все недоумения специалистов развеялись бы! Ну да ладно, откроем вам страшный секрет. Только, как говорится – никому! Каждый удачный прогон на серьёзном ускорителе… ну, в общем, это для релятивистов чудо, секрет которого они до сих пор понять не могут. Надо же, вкачивают-вкачивают сумасшедшую энергию в ускоряемые частицы, потом этими частицами по мишени – хрясь! А там, вместо ожидаемой сумасшедшей энергии, выделяется смехотворный пшик. Соревнование между научными коллективами развернули: кто больше энергии вкачает, которая затем пропадёт неизвестно куда. И это – не криминал, Боже упаси! Здесь мы имеем дело с тружениками образцово-показательной законопослушности. Работают под девизом: «Ни одного кэВа налево!»

 

       И вот, оглядываясь на путь, которым СТО протащилась по полигону с кодовым названием «Эксперимент», констатируем: везде, где можно было провалиться, шлёпнуться, или набить себе шишку, это происходило по полной программе. И даже сверх программы. Но мощная группа поддержки сопровождала это жалкое зрелище воплями восторга, речёвками и овациями, так что у широкой публики создавалось впечатление, будто совершается не что иное как триумфальное шествие.