Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 42
Артём, как всегда с удовольствием прочитал твою статью. Спасибо.
А ещё можно сделать световод типа такого.
Это в газе. В средах много чего можно. А вот в вакууме это неочевидно.
Во втором ответе вакуум рассматривается как материальная среда, которая в частности, может подвергаться поляризации (т.е. на очень короткое, но не нулевое время, из «ничего» появляется «реальное» вещество из частиц и античастиц). Т.о. воздействие на фотоны в таких условиях такое же опосредованное, что и в «обычных» средах.
Это наглядное описание этого вакуума выглядит как «среда». Но на самом деле, никаких реальных частиц не рождается ни на какое время, взаимодействие происходит непосредственно между фотонами, просто это взаимодействие описывается через виртуальных электрон-позитронных пар.
Т.к. в квантовой физике не силен, для понимания сути поляризации вакуума пользовался википедией, в которой утверждается как раз противоположное:
Отсюда и мое замечание.
Петля может существовать очень короткое время, в пределах квантовой неопределённости \delta t \approx \hbar/\delta E, чтобы не нарушать закон сохранения энергии. Но если на вакуум воздействует внешнее поле, то за счёт его энергии возможно рождение реальных частиц. Взаимодействие частиц с вакуумом приводит к изменению массы и заряда частиц.[1]
Отсюда и мое замечание.
Это тоже наглядное, но неточное описание. В частности, самом существование неопределённости \delta t \approx \hbar/\delta E следует воспринимать с существенными оговорками, вплоть до того, что в некоторых книгах само её существование отрицается.
Хотя, конечно, в определённом смысле вы правы. Квантовый вакуум, действительно, в некотором смысле может быть назван «средой». Некоторые физики даже говорили о возвращении в его лице понятия эфира. Конечно, не в том механистическом смысле, как это обсуждалось в XIX веке, но всё же.
Хотя, конечно, в определённом смысле вы правы. Квантовый вакуум, действительно, в некотором смысле может быть назван «средой». Некоторые физики даже говорили о возвращении в его лице понятия эфира. Конечно, не в том механистическом смысле, как это обсуждалось в XIX веке, но всё же.
К слову об эфире. Слышал из уст одного человека (сотрудника крупного академического института, который на редкость спокойно относился к лженауке) такую фразу:
Сейчас никто не говорит «эфир», сейчас надо говорить «физический вакуум».
В общем, да. И я о том же, на самом деле. Физический и квантовый вакуум — суть одно и то же.
Немножко не то, неясно выразился. Мне довольно мутные товарищи пытались втирать про «квантовая механика еще чуть-чуть и рухнет», «эфир возвращается», «новейшие генераторы» (там в конце жир) и все такое. И они очень любили говорить «физический вакуум» — мол, если ты скажешь «эфир» тебе денег не дадут, а так вроде серьезно.
Поэтому когда я слышу «физический вакуум», то сначала присматриваюсь. Все-таки в нормальной науке так тоже говорят.
Поэтому когда я слышу «физический вакуум», то сначала присматриваюсь. Все-таки в нормальной науке так тоже говорят.
Лжеучёные мимикрируют, это да. И засирают вполне нормальные научные термины. Например, структура воды — тоже вполне научный объект исследований.
Кстати над похожей вещью в ИОФАНе года 4 назад работали. Правда, там делали волновод для СВЧ, причем не несколькими пучками, а одним бубликообразным (круг с отверстием посередине). И идея была не в нагреве воздуха, а в ионизации.
Отличная статья, спасибо!
Правда, остался вопрос про виртуальные частицы. Если в среде есть поле, пространство перестает быть изотропным (появляется выделенная ось). Возможно, из-за этого вероятность рождения пар с дипольным моментом вдоль этой оси и против оси (т.е. «сначала электрон, потом позитрон» и наоборот) станет разной, что может изменить порядок величины эффекта.
Правда, остался вопрос про виртуальные частицы. Если в среде есть поле, пространство перестает быть изотропным (появляется выделенная ось). Возможно, из-за этого вероятность рождения пар с дипольным моментом вдоль этой оси и против оси (т.е. «сначала электрон, потом позитрон» и наоборот) станет разной, что может изменить порядок величины эффекта.
… с их помощью было получено излучение, электрическое поле в котором достигает величины порядка 1014–1015 вольт на метр
А в «космической лаборатории» такие поля существуют? Или гравитационные эффекты во много раз сильнее, чтобы наблюдать воздействие магнитных/электрических полей?
Такие электрические поля, видимо, не встречаются нигде во Вселенной. Так же, как и подобные интенсивности излучения. А вот магнитные поля должны существовать. Во всяком случае, для магнетаров величина магнитного поля оценивается в 1012 тесла, в то время как швингеровский лимит составляет около 4,4х1013 тесла. Другое дело, что это поле, по всей видимости, не в вакууме, а в довольно плотной среде.
Если описывать свет как электромагнитную волну, то невозможность воздействовать на него электромагнитными полями следует из линейности уравнений Максвелла… Электромагнитная волна — это одно из решений этих уравнений, а внешнее поле — это другое решение. В силу свойства линейности, их сумма также является решением уравнений Максвелла, и потому они никак друг другу «не мешают» и не оказывают друг на друга никакого воздействия.
— можно и придраться к этим утверждениям. Вот, например, интерференция двух волн — это их взаимное «воздействие» (т.е. изменение). Наличие интерференционных полос будем интерпретировать как «помехи», вызываемые одной волной при распространении другой, поскольку в отсутствие другой волны «помех» не возникает
Это придирка на уровне определений. Что считать «воздействием». В тексте под этим понимается изменение направления распространения, а не перераспределение интенсивности.
Перераспределение интенсивности — это следствие изменения направления распространения. Без интерференции энергия волны попадает в одну точку, после интерференции — в другую, что это, если не изменение направления?
Вы что-то путаете. При интерференции меняется распределение интенсивности в пространстве, но ни частота, ни волновой вектор волны изменений не претерпевают. Если два световых потока перекрываются в некоторой области, то в ней наблюдается интерференция и происходит перераспределение энергии, но из этой области оба потока выходят абсолютно такими же, как если бы ни второго потока, ни интерференции не было.
Интерференция не может привести к тому, чтобы энергия попала в точку, в которую она не попадала без неё (два нуля в сумме не могут дать не нуль). Хотя и приводит к тому, что в некоторых точках, где раньше энергия была ненулевой, она становится нулевой.
Интерференция не может привести к тому, чтобы энергия попала в точку, в которую она не попадала без неё (два нуля в сумме не могут дать не нуль). Хотя и приводит к тому, что в некоторых точках, где раньше энергия была ненулевой, она становится нулевой.
Ничего я не путаю. Направление распространения волны, как известно, определяется вектором Пойнтинга, иначе говоря, куда идет энергия, туда и волна. Поэтому, в области интерференции волна меняет направление.
Это опять же спор об определениях. Вектор Пойнтинга может быть не равен нулю даже там, где никаких волн нет. В отрицательных средах волна вообще бежит (в смысле направления фазовой скорости) противоположно вектору Пойнтинга. Так что я не очень согласен считать его направление направлением распространения волны.
Кажется, можно предложить еще вариант с искривлением света в гравитационном поле. Локализованный в пространстве (и не локализованный по импульсу) поток фотонов с большей энергией—и потому с большой массой—будет искривлять пространство-время вокруг себя и будет искривлять трактории фотонов, пролетающих рядом. Хотя кто знает, что происходит на таких масштабах плотности и массы фотонов, которые значительно искривляют пространство-время.
А если еще немного подумать, то получается, что любой фотон—поскольку обладает массой и энергией—искривляет пространство-время и потому влияет на фотоны, пролетающие рядом. А те, в свою очередь, на него, хоть и очень слабо. Так что это—возможно—в каком-то смысле правило, а не исключение.
Скорее всего вы имеете в виду релятивистскую массу, т.е. эффективное «утяжеление» высокоэнергетичных объектов. Насколько я помню, этот подход был нужен только для объяснения динамики релятивистских объектов (- Почему не ускоряемся? — Так ведь масса растет, герр капитан!) и не связан явно с гравитацией. Сейчас про релятивистскую массу вообще не говорят и рассматривают только массу покоя.
С другой стороны, мне кажется что фотон как переносчик ЭМ взаимодействия вообще не должен влиять на гравитацию (flerant может меня поправить).
Так что будьте поосторожнее, говоря «масса фотона». Лучше говорите «импульс».
С другой стороны, мне кажется что фотон как переносчик ЭМ взаимодействия вообще не должен влиять на гравитацию (flerant может меня поправить).
Так что будьте поосторожнее, говоря «масса фотона». Лучше говорите «импульс».
Это намного порядков более слабый эффект. Скорее всего, в чистом виде он вообще ненаблюдаем.
Скорость, (распространение) света зависит, от диэлектрической и магнитной проницаемостей среды. Меняя эти величины меняется и характер распространения света.
Видится, можно проще. Свет — явление распространения возмущений в вакууме («волны давления» от фотона — полная аналогия с движением подводной лодки в толще воды). Электрическое и магнитные поля способны менять состояние вакуума, т.к. по своей природе составляют его часть. Больше в локальном объеме напряженность магнитного и/или электрического поля — меньше других компонентов вакуума. Соответственно, при изменении их напряженности средняя (условно) плотность вакуума, по которой свет распространяется, меняется, что сказывается на характере его распространения.
Никак не могу примирить у себя в голове скорость света в таких вот задачах и в ОТО. Согласно ОТО в любой системе отсчета фотон движется со скоростью света. С другой стороны, ЧД называются ЧД, потому что гравитационное поле не дает фотонам вылететь за её пределы. Но как ЧД может не давать фотонам вылететь, если нельзя замедлить фотон, который всегда движется со скоростью с? Если гравитационную линзу еще можно понять, мы меняем направление световой волны, но не влияем на скорость, то вот такие вот вопросы остаются для меня без ответа…
Тут как раз все просто. Чтобы «вылететь», т.е. перестать быть спутником ЧД, свету нужно развить вторую космическую скорость. Для массы ЧД, по определению, эта скорость превышает скорость света в вакууме. Т.о., все фотоны навсегда становятся «спутниками» ЧД, с орбитами, расположенными не выше, ее горизонта событий.
Можно, используя нелинейную среду, например ниобат лития.
Мне тут вспомнилась история, но не помню источник.
А. Эйнштейн пришёл к П. Л. Капице, известному умением индуцировать самые мощные на тот момент магнитные поля, и спросил: «Влияет ли магнитное поле на распространение света?»
Пётр Леонидович ответил, что, насколько они могут судить, — не влияет никак.
Уходя, Эйнштейн сказал, что должно влиять. Мол, работайте дальше.
А. Эйнштейн пришёл к П. Л. Капице, известному умением индуцировать самые мощные на тот момент магнитные поля, и спросил: «Влияет ли магнитное поле на распространение света?»
Пётр Леонидович ответил, что, насколько они могут судить, — не влияет никак.
Уходя, Эйнштейн сказал, что должно влиять. Мол, работайте дальше.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Можно ли воздействовать на свет электрическим полем?