Андрей Гришаев - Этот «цифровой» физический мир
Мы же полагаем, что гашение колебаний здесь происходит иначе. Бесспорно, что при поглощении ионом порции световой энергии hf, масса иона увеличивается на величину hf/c2, а при излучении такой же порции энергии, масса иона уменьшается до прежнего значения. Эти повторяющиеся увеличения-уменьшения массы колеблющегося иона могут привести – без какой бы то ни было передачи импульса – либо к параметрическому гашению колебаний иона, либо, наоборот, к их параметрической раскачке. Поскольку нет гарантий, что циклы увеличения-уменьшения массы иона синхронизированы с циклами его колебаний, то ясно, что параметрическое гашение колебаний будет происходить с меньшей вероятностью, чем их параметрическая раскачка. И, действительно, лишь ничтожный процент ионов из облачка испытывает «лазерное охлаждение» - а остальные, наоборот, покидают зону устойчивого движения. Заметим, что параметрическое гашение колебаний у части ионов должно происходить с неменьшим успехом в случае, когда частота лазера выше частоты оптического перехода, т.е. когда резонансно поглощают ионы, движущиеся попутно с фотонами – хотя, согласно традиционной логике, в такой ситуации должен иметь место «лазерный разогрев» ионов.
Ещё один важный экспериментальный результат – это удержание атомов лазерными лучами. Так, в стандарте частоты, называемом «цезиевый фонтан» (см., например, [Д2]), облачко атомов цезия удерживается в «холодном», т.е., практически, в неподвижном состоянии благодаря подсветке, с шести сторон, лазерными лучами, частота которых на ~5 МГц ниже невозмущённой частоты оптического перехода (λ=852 нм) в цезии. Считается, что при движении атома, уводящем его из области перекрестья лучей, он резонансно поглощает фотоны встречного луча и, таким образом, тормозится из-за эффекта отдачи.
Мы же полагаем, что и в данном случае дело заключается не в эффекте отдачи. Находящийся в движении атом воспринимает, из-за эффекта Допплера, частоту встречного луча увеличенной, а частоту попутного луча – уменьшенной. При этом, поразительным образом, искусственно имитируется пребывание атома в условиях градиента частот (2.7), который порождает силовое воздействие, направленное в сторону понижения частот. В результате атом приобретает тормозящее ускорение – как это происходит согласно нашей модели действия тяготения на вещество (2.7).
Добавим, что на том же самом принципе – имитации градиента частот – производится подброс облачка атомов в «цезиевом фонтане». Для этого частоты лазеров, подсвечивающих облачко сверху и снизу, на время порядка одной миллисекунды сдвигают на несколько МГц – частоту подсветки сверху уменьшают, а частоту подсветки снизу увеличивают. В результате этой процедуры облачко атомов, испытавших кратковременную имитацию вертикального градиента частот, начинает свой свободный полёт вверх. Разумеется, традиционный подход объясняет такой подброс облачка атомов иначе – как результат накопления импульсов поглощённых фотонов из подсветки снизу. Для того, чтобы таким способом атому цезия была сообщена скорость в несколько метров в секунду, он должен накопить импульс от ~1000 оптических фотонов – что, за время «подбрасывающего режима», вполне возможно. Но обратим внимание на одно важное обстоятельство. Из опыта достоверно известно, что начальная скорость свободного полёта облачка ионов вверх – по окончании «подбрасывающего режима» - прямо пропорциональна применённой разности частот подсветок снизу и сверху. Между тем, увеличение этой разности частот отнюдь не должно приводить к прямо пропорциональному увеличению числа поглощённых фотонов за время «подбрасывающего режима». Импульсы же этих фотонов, практически, не изменяются при изменении их частоты на несколько МГц. Отчего же усиливается подброс при увеличении разности частот подсветок снизу и сверху? Наше объяснение, через имитацию градиента частот, выглядит предпочтительнее! Похоже, мы имеем здесь дело с парадоксальной ситуацией: экспериментаторы научились искусственно создавать условия, при которых возникает безопорное движение атомов – но, не веря глазам своим, пытаются втиснуть эти результаты в рамки традиционных понятий.
Кстати, нам даже приводили аргументы насчёт давления света, полученные, так сказать, на личном опыте. «Я своей шкурой чувствовал давление света, - рассказывал один. – Был в рубашке, и мне в спину попадали импульсы инфракрасного лазерного дальномера. Каждый импульс отлично чувствовался – не через тепло, а через лёгкое тактильное ощущение!» Неубедительно, профессор! Это тактильное ощущение вызывалось, скорее всего, небольшим местным повышением давления воздуха между спиной и рубашкой – из-за небольшого повышения его температуры. Порог тепловой чувствительности кожи не превышался, а порог тактильной чувствительности – превышался. Вот и всё объяснение. «А ещё, - кричали, - при лазерном воздействии – если мелкий образец не закрепить, то его просто снесёт давлением лазерного излучения!» Друзья, мне самому не чужда тема лазерной обработки материалов. И мне хорошо известно, что из кратера, образуемого лазерным излучением на образце, вылетают, как минимум, продукты испарения материала, а, при неудачно подобранном режиме – ещё и брызги жидкой фазы. Из-за выброса этих масс и возникает «отдача», действующая на образец. Ничего общего с «давлением света» это не имеет.
На основе вышеизложенного, мы не усматриваем экспериментальных свидетельств о том, что фотоны переносят импульс. Что же касается теоретических измышлений – о том, что в звёздах-гигантах свет, идущий из недр, сдерживает их гравитационное сжатие, или о том, что в эпицентре ядерного взрыва давление света так велико, что им и порождается ударная волна – то к этим измышлениям мы не будем относиться серьёзно. Пусть теоретики веруют в давление света. Их так воспитали: когда они были маленькими, им рассказывали сказки про фотонные ракеты. Кто ж виноват в том, что с возрастом они так и не поняли, что это были сказки?
3.3. Опыт Басова: мгновенный переброс лазерного импульса на расстояние.
В 1966 г. Басов и сотрудники [Б2] впервые сообщили об эффекте, который до сих пор не имеет разумного объяснения в рамках традиционных физических концепций. Эти авторы исследовали временные задержки на движение лазерного импульса в системе генератор-усилитель. Пара рубиновых стержней-усилителей находилась на расстоянии около 2.5 м от рубинового лазера-генератора. Между генератором и усилителем была установлена делительная пластинка, которая отбирала часть энергии лазерного импульса и направляла её по другому пути, не проходящему через усилитель. Таким образом, лазерный импульс расщеплялся на два, каждый из которых попадал на свой фотодетектор, сигналы с которых подавались на скоростной двухканальный осциллограф. Методика измерений была совсем простой. При выключенном усилителе, т.е. при отключенных лампах его накачки, согласовывали задержки в электрических трактах двух каналов так, чтобы на экране осциллографа оба всплеска фототока происходили синхронно. А потом – повторяли опыт при единственном изменённом условии: при включённом усилителе. И оказывалось, что всплеск фототока от импульса, проходившего через усилитель, теперь опережал во времени другой всплеск, который служил опорным. Изумляла величина этого опережения: она была запредельно велика. Казалось бы: изменения, которые могли уменьшить задержку, происходили лишь на протяжении усилителя. Если допустить немыслимую ситуацию, при которой лазерный импульс проходил бы по включённому усилителю мгновенно, то даже тогда выигрыш во времени составил бы всего около 1.6 наносекунды. А осциллограф чётко показывал: не 1.6, а целых 9 наносекунд! При длительности самого импульса в 3 наносекунды, эффект обнаруживался вполне убедительно – как впоследствии и у других групп исследователей, использовавших среды с различными типами нелинейностей [Ч1,С4,А4,В1].
Мы расцениваем опыт Басова как один из величайших экспериментов ХХ века. Поразительно, как с помощью минимума технических средств можно было получить ошеломляющий результат, который прямо и просто, без всяких кривотолков и «интертрепаций», показал: представления ортодоксальной науки о свете, как о летящих фотонах – причём, летящих со скоростью света – это полная чушь. Проверено: ортодоксы, узнающие про результат Басова, впадают в прострацию и оказываются неспособны сказать по существу ничего членораздельного. Впрочем, были попытки заболтать этот результат и показать, что он «на самом деле ничему не противоречит». Развернулась некоторая деятельность теоретиков, к которой вполне подходит определение «театр абсурда». Ибо теоретики взялись сооружать модели движения лазерного импульса в усилителе со скоростью, превышающей скорость света в вакууме – даже не заикаясь о том, что сама постановка такой задачи повергает в прах специальную теорию относительности (СТО). Вот, например, до чего они додумались (см. обзор [О1]). При движении лазерного импульса в усиливающей среде, коэффициент усиления для переднего фронта импульса больше, чем для заднего, поскольку задний фронт движется по среде, уже частично «высветившейся». Эта неодинаковость коэффициентов усиления приводит к тому, что передний фронт приподнимается над пьедесталом импульса, а задний фронт – приопускается, что в итоге эквивалентно продвижению импульса вперёд по пьедесталу. Складывая скорость движения пьедестала и скорость «усилительного сноса», получали сверхсветовую скорость движения импульса. Самое смешное в этом объяснении было то, что в нём использовалось классическое сложение скоростей, а не релятивистское – которое следовало бы использовать ортодоксам для случая, когда одним из слагаемых являлась скорость света. Куда ж деваться – результатом релятивистского сложения скоростей никак не может быть скорость, большая скорости света в вакууме! Ну, а самое печальное в этом объяснении было то, что оно ровным счётом ничего не объясняло. Во-первых, сокращение времени движения импульса при «включённой» нелинейности в ячейке имело место не только для усиливающих, но, как выяснилось позже, и для поглощающих сред [В1] – лишь бы совпадали спектральные линии у генератора и у нелинейной ячейки. Как интересно: для сверхсветовой скорости лазерного импульса требуется попадание на спектральную линию – как и для сверхсветовой фазовой скорости на линии поглощения в веществе, о чём давно хорошо известно! А, во-вторых, русским же языком было сказано: импульс не просто двигался в ячейке со сверхсветовой скоростью – выигрыш во времени был больше того, каков он был бы при мгновенном прохождении ячейки! Так, в случае, когда роль нелинейной ячейки играла тонкая поглощающая плёнка [В1], обнаруженный выигрыш во времени превышал выигрыш при мгновенном прохождении этой плёнки в 310 раз! Либо этот оглушительный результат негативно сказался на рассудке авторов – ибо они в серьёзном научном журнале заявили о том, что лазерный импульс в нелинейной ячейке движется вперёд по пространству, но вспять во времени: «импульс появляется на выходе ячейки до того, как он входит в неё» [В1] (перевод наш). Либо, будучи в своём обычном рассудке, авторы специально выдали этот абсурд – чтобы зациклить на нём внимание публики, которая иначе зациклилась бы на очевидном крахе СТО. Представляете, на какие жертвы пришлось идти этим авторам, следуя велениям научного долга? Мол, пусть лучше нас считают идиотами или негодяями – лишь бы мы репутацию СТО не подмочили!
