> Многие радиопротекторы способны снижать образование свободных радикалов, разрушать или предотвращать их образование в клетке.
Вот это мне не совсем понятно. Образование радикалов зависит от ЛПЭ излучения, в достаточно большом пределе образуется примерно 6-10 радикалов на 100 эВ поглощённого излучения, с изменением ЛПЭ (и качества излучения) меняются конкретные значения выхода (G-value) конкретного радикала. А вот перехватывать свободные радикалы после их образования — они могут. Правда стоит помнить, что образование первичных радикалов при облучении — это диапазон пико-наносекунд, вторичных — до микросекунд, химическая стадия радиолиза заканчивается в миллисекунды. Если учесть диффузию радикалов за такие времена, то понятно, что они могут проходить достаточно большой путь (относительно размеров клеток — единицы микрон), но именно поэтому концентрация вещества радиопротектора должна быть достаточно большой, а на всё тело (человеческое) этого добиться практически нереально. Поэтому реальную эффективность радиопротекторы, работающие по механизму перехвата свободных радикалов, имеют только in vitro или в маленьких животных. Кстати, к такому классу относятся, например, цианиды, ФИД (фактор изменения дозы, DMF, Dose Modification Factor — отношение LD50 при радиопротекторе к LD50 без него) цианистого натрия или его вместе с цистеином составляет от 1.4 до 2.0, в зависимости от методики исследования и стадии лучевой болезни (соответственно LD50/30 или LD50/7).
Второй момент. Средства для защиты от радиации после облучения таки есть, в российской терминологии они именуются «терапевтическими противолучевыми средствами». ФИД не превышает 1.3 даже в опытах, но тем не менее. Момент второй-а. От излучений с большими ЛПЭ, даже уже от альфа-лучей больших энергий, ни радиопротекторов, ни противолучевых средств в принципе нет. Момент второй-б. Для препаратов для применения человеком ФИД > 1.5 это уже сильные радиопротекторы. В основном это аминотиолы (и действуют, преимущественно, за счёт реституции повреждённых молекул ДНК путём донирования атома водорода, пример — гаммафос/WR-2721) и индолилалкиламины (действуют индукцией гипоксии в организме, пример — серотонин, упомянутый в комментариях выше, ФИД по LD50/30 — 1.7).
Про Чернобыль. Как пару лет я слышал на одной из лекций А.Н. Гребенюка из военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, в Чернобыле у врачей, привязанных к группам ликвидации (а они реально были), были все радиопротекторы, тот же цистамин, во вполне достаточном количестве. Проблема была в том, что их не проинструктировали о применении, инструкции никто не читает, да и сами разработчики препарата по мне так подкачали в этом плане. Но, вместо положенных 10 таблеток препарата до работ, его давали как обычно по одной таблетке до/после еды. В такой концентрации он вызывал только понос через 4-5 приёмов.
Из той же лекции, к местным радиопротекторам относятся и нафтизин, и большинство обычных противогриппозных препаратов.
Вообще там достаточно сложно, я погуглил, и похоже эти товарищи вообще первыми ввели понятие «Damage suppression protein». Тем не менее, что я понял из статьи. Они начали центрифугировать смесь из 500 тихоходок, долго-долго, сначала до разрушения клеточной мембраны, потом до разрушения ядерной мембраны, на каждой из стадий делая масс-спектрометрию. Когда весь осадок выпал, они выделили 2 из оставшихся белков (линии по массе, на рисунке 10 в приложении), а также проверили флюорометрией, где в исходной ДНК находились белки с такой массой. Увидели, что они по всей ДНК более-менее равномерно. Всё это было сделано из предположения, что это уникальный белок тихоходок. В растворе ДНК бактерий в концентрации 10:1 добавили этот белок, провели гель-электрофорез и увидели снижение «мобильности» (When Dsup protein was mixed with DNA at a 10:1 (wt:wt) ratio, the migration of DNA was almost completely inhibited.). Ещё сравнили это с H1, и поняли, концентрация Dsup должна быть выше, чем H1. Ну а потом, условно, пересадили к человеческим клеткам (по сути аналогом известного CRISPR/CAS9, только у них был CAG), а дальше уже просто наблюдали эффекты после облучения и т. п. В принципе да, они пишут, что Dsup клеится к С-концам аминокислот ДНК, но туда вообще много чего клеится, почему именно этот белок у тихоходок в преимуществе, а не какие-нибудь каталазы, непонятно.
Иными словами, реальный механизм пока не понятен. Ну и для меня, несмотря на то что я сейчас радиобиолог, статья весьма сложная для понимания, потому что базовое образование у меня обычный инженер по информационным технологиям :)
Из статьи: «Pre-incubation with purified Dsup protein significantly retarded the migration of linearized plasmid DNA in a dose-dependent manner… This retarded mobility of DNA could be due to formation of huge DNA–Dsup protein complexes and/or neutralization of the negative charge of DNA.».
Они просто посмотрели, что есть в наличии какой-то белок, которого много в ядре после того, как повредили клетку/ДНК. Окрасили, промоделировали свойства, поняли как выделить, выделили. Что и как он делает — пока непонятно.
Не пишите так пожалуйста:
> доза… в час
В час это мощность. Да и в рентгенах её измерять не совсем правильно, хотя этим иногда грешат даже учебники.
Заключение не полностью верно. Из оригинальной статьи:
1) «MRE11… plays important roles in repair processes of DNA double-strand breaks… Four MRE11 genes were found in our assembly, whereas most animals possess only one copy.» — у них этот ген, напротив, в четырёх экземплярах.
2) Да, у них отсутствует часть генов, ответственных за реакции на активные формы кислорода и восстановление органических пироксидов до спиртов, это подозрительно, но не настолько, чтобы заявлять, что они «не понимают», тем более другие сигнальные пути у них остались.
В 40% уменьшении повреждения человеческих клеток в in vitro условиях экстраординарного тоже особо ничего нет. Сейчас в in vitro и до 200% получают. Зато картинка 20 из приложений к статье мне лично кажется немного показательной: в Dsup-производящих клетках большее число клеток находится в G1 и S фазе, чем в нормальных, а в M — меньше. С учётом того, что при облучении гибнут преимущественно клетки в M-фазе, а их меньше, то и выживает (оставшихся) больше. Разница в выходе гамма-фокусов через 1 час после облучения (картинка 5 в основной статье) тоже видимо с этим связано. Просто растягивается клеточный цикл. Более аккуратно сравнивать надо было бы 1 час против, скажем, 2 часов после облучения для Dsup-производящих клеток.
Но в целом интересное исследование, покажу коллегам на работе.
Вообще, если без шуток, то вот в этом BBC-шном фильме есть красивейшие анимации и натурные съемки на эту тему. Если совсем кратко резюмировать, то от мужской эякуляции до образования зиготы (непосредственного слияния сперматозоида и яйцеклетки) может до 3 дней проходить, причём биомолекулярные механизмы поиска пути у сперматозоидов на последней стадии (при движении к концу фаллопиевых труб) до сих пор не выяснены.
Молодец, притащили бесполезную простыню, могли бы, раз так хотели, ещё плотности каждого из этих веществ записать заодно. А теперь посчитаете упругость квантового электромагнитного поля, которое распространяет свет.
Ну а вы о чём спрашиваете? Прямое измерение скорости распространения волны в среде против «вычисленной» скорости на основе коэффициента преломления. Поставьте эксперимент, где это будет не так (могу даже подсказать, как это сделать (: ), тогда будете рассуждать
Так, начнём с того, что для газов в формуле скорости звука плотность стоит под корнем в знаменателе. Чем плотнее газ, тем скорость звука будет меньше. В воздухе 330 м/с, в чистом водороде — 1285 м/с (плотность воздуха — 0.00129 г/см³, плотность водорода — 0.0000899 г/см³). Даже банально плотность воздуха с понижением температуры возрастает (уравнение Клапейрона), скорость звука в нём тоже падает. Откройте табличку на википедии.
Для жидкостей между жидкостями принципиально то же самое. С ростом плотности жидкости скорость падает. Да, есть солёная вода, где скорость выше, чем в обычной, но это уже связано именно с раствором солей.
А теперь внимание, у газа и у жидкости звук переносится колебанием молекул. Только газ при этом может сжаться, а жидкости — не особо. Только жидкость фундаментально нельзя воспринимать газом большой плотности, потому что у молекул появляются связанные степени свободы.
И таки да, заметьте, в вакууме скорость звука, в полном соответствии с Вашей логикой, нулевая.
А вот фотонам-переносчикам электромагнитного взаимодействия примерно всё равно, можно считать, что они возникают из флуктуаций квантового электромагнитного поля (и немного гравитационного), наличие которого является фундаментальным свойством нашей Вселенной. Точнее они являются передатчиками возбуждения электронов (и позитронов) квантового электромагнитного поля и передают импульс от одного электрона/позитрона к другому. Для таких частиц (передатчиков взаимодействий) есть ещё название Gauge Boson, на русский переводимое как калибровочные бозоны. Так вот, оказалось, что и наличие самих электронов не особо обязательно, и вот эти фотоны просто путешествуют по нашему пространству, а мы их называем светом, радиоволнами, рентгеном и чем только не… Электромагнитное поле есть везде, в «среднем по больнице» имеет нулевой потенциал (в отличие от Хиггса), или чуть побольше вблизи возбуждений поля кварков (в итоге получаем атомы), а фотоны просто обеспечивают передачу импульса (propagation волны). Только вот в отличие от газов и жидкостей электронам в своём поле (да и кваркам с нейтрино) сжиматься некуда, потому что есть принцип запрета Паули. Для кварков правда пришлось придумать цвета и ароматы, а для нейтрино вообще сорта, но всё равно. В одной точке они находиться не могут (да и вообще можно воспринимать электрон как один единственный электрон во всей Вселенной, просто измеренный в разном времени-месте), поэтому и фотонам при передаче импульса деваться некуда.
Ещё её периодически меряют напрямую в метаматериалах и в кристаллах, когда это действительно надо. Просто не было наблюдений, по которым эти измерения могли бы как-то отличаться.
Мерили её и не раз без углов, опыт Физо был как раз с водой. И ничего не мешает поставить на одно из плечей интерферометра прозрачную среду и наблюдать интерференционную картину от задержки одного из плечей. Собственно из 91 метода в статье примерно 20 так или иначе это и делают.
А равенство отношений синусов это не гипотеза, это весьма строгий математической вывод из граничных условий распространения.
А в плане экспериментов — да, преимущественно меряют углы и показатель преломления, примерно пятью методами. Вот тут в референсах 91 ссылка на реальные эксперименты. Ещё можно измерять число фотонов, вылетевшее из источника, отразившееся и преломившееся. Оно правда зависит от отношения диэлектрической и магнитной проницаемостей, а не от произведения, и работает только с поляризованными источниками, но тем не менее.
Знаете, я тут начал писать ответ, вспомнил опыт Физо, рефрактометр Пульриха и прочие интересные вещи, а потом понял, что вы скорее всего путаете. Конкретный индивидуальный фотон существует всегда, вероятно существовал везде от начала времён и вообще есть мнение что они двигаются в пространстве-времени с одной пространственной и тремя временными координатами. И фотоны безмассовые, поэтому они всегда движутся со скоростью c (которая cosmic speed limit и вытекает из свойств пространства-времени).
Но (!), в то же время, фотон — это квант возбуждения электромагнитного поля, и распространение (propagation) этого возбуждения описывается действием оператора A (амплитуда) равного e^(i(kx-ωt)) в конкретной точке пространства. Путешествуя по среде это возбуждения вызывает и колебания (изменения амплитуд движения) элементов среды, что мы измеряем, и подразумеваем под скоростью света в среде распространение этого колебания. Для большинства сред мы просто имеем сдвиг фазы колебания элементов среды на 90 градусов с сохранением частоты колебаний, что в итоге интерферирует как бы само с собой и итоговое распространение волны замедляется. Ну или увеличивается если фаза повернута на 270 градусов, или вообще всякий бред если итоговая фаза комплексная. Именно распространение колебаний. Индивидуальные фотоны по-прежнему всегда имеют c, ни больше ни меньше, потому что безмассовые. В вакууме сопротивляться нечему (в некотором приближении), поэтому и волны колебаний там распространяются с максимальной скоростью.
А вот эта общеизвестная формула является всего лишь следствием математического требования непрерывности и выводится из равенства фаз волн на границе раздела.
Кхм, залез в первый попавшийся справочник по физике (кстати К. Нордлинг, Д. Остерман «Справочник по физике для учёного и инженера», рекомендую), и сразу же нашёл таблицу
коэффициентов преломления
Если помните, то это как раз отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. Вон оно для воды разной температуры отличается. Да и даже в воздухе разное для разной длины волны. Извините, но 30% разницы в скорости в воде против вакуума учитываются даже в школьных задачах. Да и, на секундочку, радуга после дождя на фундаментальном уровне как раз обусловлена разной скоростью разных длин волн света в водяной капле.
Откуда вы 3 взяли я честно говоря не понимаю. Для подавляющего большинства веществ показатель преломления, вычисляемый как корень из произведения диэлектрической и магнитной проницаемости вещества (и равный, напомню, отношению скоростей света в вакууме к среде), пропорционален (с учётом того, что магнитная проницаемость подавляющего большинства веществ не отличается от магнитной проницаемости вакуума) плотности электронов среды (и ещё ряду параметров, которые можно опустить для понимания). И у подавляющего большинства веществе с ростом плотности скорость распространения света в них падает. Есть отдельные случаи с метавеществами с другим показателем магнитной проницаемости, есть ряд эффектов в сцинтилляторах, когда падающий поток «переизлучается» на другой длине волны, а поскольку излучаться он может только с определёнными энергиями, соответствующими энергетическим уровням электронов в веществе, то при большом потоке может наблюдаться нехватка электронов для такого перехода и последующая интерференция с родительским потоком, но это закономерностью как раз не является. Вакуум «пустой», в воздухе скорость меньше, в спирте ещё меньше, в воде ещё меньше, разницу между скоростью света в воде и воздухе можно дома померить бытовыми приборами, и там таки будут не копейки.
А вообще сейчас напишу пару вещей для понимания терминологии того, что мы в нашем языке называем «скоростью света». Возьмём для простоты, что Земля — это шар. Мы стоим с Вами в одной точке, потом вы начинаете идти. Прошли 10 000 км, прошли ещё 10 000 км. Вроде как вы должны быть от меня на 20 000. Однако по факту максимальное расстояние на Земле, на которое вы можете от меня уйти — это диаметр Земли: 12600 км с копейками. Это то, что называется Earth distance limit. А теперь возьмите пространство-время, вспомните, что скорость это производная координаты по времени, и напишите формулу сложения скоростей, инвариантную к преобразованиям Лоренца. Вот тот коэффициент C, который при этом возникнет — это будет cosmic speed limit, который в русскоязычной терминологии не употребляется. Это фундаментально максимальная скорость в пространстве-времени. А вот свет (фотоны) да и вообще переносчики взаимодействия (глюоны, гравитон), согласно стандартной модели, являются безмассовыми частицами. Если вспомните закон сохранения энергии и теорему Пифагора для треугольника с гипотенузой E и катетами mc² и pc, то увидите, что единственная возможность у безмассовых частиц — иметь скорость, равную cosmic speed limit, что и называют у нас скоростью света. Есть некоторые модели, где фотоны имеют массу (в частности, по причине возможной интерференции фотонов и Хиггса), вот если это подтвердят, то формально вы сможете сказать, что скорость света таки не максимально возможная, но фундаментальный cosmic speed limit от этого никуда не денется.
Ну с числовым значением никакой подоплёки нет, примерно по той же причине, почему вводя URL без протокола браузер соединяется по HTTP. Так договорились в своё время, сначала определили 1 секунду, а потом сказали, что 1 метр это длина пути, который пройдёт свет в вакууме за 1 / 299 792 458 секунды. Ну число подобрали чтобы примерно подходило к эталону метра из Парижской Палаты, чтобы особо вопросов не было. Ещё были попытки определить метр через длину меридиана земли и через колебания маятника при периоде в ту же 1 секунду. Так как 1 метр определили через скорость, то и скорость в таких обозначениях очевидно чему равна.
А вот про среду я не понял, что вы имеете в виду. Скорость света (электромагнитной волны) в среде как раз не одинакова и зависит от показателя преломления (который сам зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости вещества), что можно воспринимать как Лоренцево сокращение длины частиц среды (между частицами среды) и увеличение плотности заряда, который создаёт противодействующее электромагнитное поле (вспомните школьный парадокс подводной лодки в СТО, тут как бы примерно то же самое). Есть всякие случаи, связанные, например, с тем, что волны вызывают поляризацию вещества и переориентацию электромагнитного поля в некоторой части, и в итоге волна может распространяться быстрее, чем ей «положено», но не быстрее скорости в вакууме. Ну и есть всякая эквилибристика с понятияем фазовой скорости, которая может быть выше скорости света, но это примерно того же уровня, что комплексные числа в сильном взаимодействии.
Скорость света конечна потому что ночью темно. Нет, серьёзно, если бы она была бесконечной, ночью все бы звезды из видимой Вселенной постоянно светили бы нам постоянно. Хотя это ответ на вопрос «откуда мы об этом знаем».
А на самом деле просто получилось, что для уравнений Максвелла в движущейся и покоящейся системах отсчёта, да и вообще в любой системе отсчёта наблюдателя (в разных reference frame) просто математически нету других решений, кроме преобразований Лоренца, которые бы обеспечили симметричность и согласованность преобразований (были бы инвариантом). Правда это то, что сейчас называется cosmic speed limit и это просто параметр в уравнение Лоренца. А вот почему он равен именно скорости света — ну потому, что мы как раз использовали его для описания движения световой волны.
Тут лучше подумать на тему почему у этой величины нет квантовых флуктуаций.
у раковых опухолей свои, сломанные последовательности ДНК
Строго говоря, это не всегда верно, например, метелирование каких-то участков может приводит к повышенной или пониженной активности онкогенов или их супрессоров, спираль может быть свёрнута модифицированными гистонами, после чего не «прочитается» при митозе и т. п.; последовательность как таковая иногда может оставаться неизменной.
Плоскостей вращения в N-мерном пространстве N(N-1)/2, что вытекает из свойств матрицы поворота.
«In 4-space (n=4), there may be no axes of rotation, or there may be a 2 dimensional axis, a plane through the origin, called the „axis plane“. As always, when all eigenvalues are unity, the rotation is a null rotation.» (отсюда). Или на русском «Надо только иметь в виду, что для размерностей пространства, не равных трём, невозможно указать единственную прямую, ортогональную двум данным прямым, а поэтому нельзя говорить о вращении вокруг какой-то оси, можно же говорить о вращении в какой-то плоскости».
А вот здесь есть научпоп видео, на 2:04 говорится, что в пространстве с четыремя пространственными осями будет две допустимых плоскости вращения.
Поэтому, имхо, предположение о том, что ТМ может как раз таки быть объектом пространства высшей размерности, и, соответственно, не закручиваться как обычная материя в одной плоскости, вполне допустимое.
А вот с текущим определением килограмма я бы вообще никаких сравнений не делал. По логике гравитационный килограмм он и в Африке гравитационный килограмм, от любой из форм материи, и гравитация должна быть одинаковая. Другое дело, что для гипотетической тёмной материи число Авогадро может быть другим.
Вот это мне не совсем понятно. Образование радикалов зависит от ЛПЭ излучения, в достаточно большом пределе образуется примерно 6-10 радикалов на 100 эВ поглощённого излучения, с изменением ЛПЭ (и качества излучения) меняются конкретные значения выхода (G-value) конкретного радикала. А вот перехватывать свободные радикалы после их образования — они могут. Правда стоит помнить, что образование первичных радикалов при облучении — это диапазон пико-наносекунд, вторичных — до микросекунд, химическая стадия радиолиза заканчивается в миллисекунды. Если учесть диффузию радикалов за такие времена, то понятно, что они могут проходить достаточно большой путь (относительно размеров клеток — единицы микрон), но именно поэтому концентрация вещества радиопротектора должна быть достаточно большой, а на всё тело (человеческое) этого добиться практически нереально. Поэтому реальную эффективность радиопротекторы, работающие по механизму перехвата свободных радикалов, имеют только in vitro или в маленьких животных. Кстати, к такому классу относятся, например, цианиды, ФИД (фактор изменения дозы, DMF, Dose Modification Factor — отношение LD50 при радиопротекторе к LD50 без него) цианистого натрия или его вместе с цистеином составляет от 1.4 до 2.0, в зависимости от методики исследования и стадии лучевой болезни (соответственно LD50/30 или LD50/7).
Второй момент. Средства для защиты от радиации после облучения таки есть, в российской терминологии они именуются «терапевтическими противолучевыми средствами». ФИД не превышает 1.3 даже в опытах, но тем не менее. Момент второй-а. От излучений с большими ЛПЭ, даже уже от альфа-лучей больших энергий, ни радиопротекторов, ни противолучевых средств в принципе нет. Момент второй-б. Для препаратов для применения человеком ФИД > 1.5 это уже сильные радиопротекторы. В основном это аминотиолы (и действуют, преимущественно, за счёт реституции повреждённых молекул ДНК путём донирования атома водорода, пример — гаммафос/WR-2721) и индолилалкиламины (действуют индукцией гипоксии в организме, пример — серотонин, упомянутый в комментариях выше, ФИД по LD50/30 — 1.7).
Про Чернобыль. Как пару лет я слышал на одной из лекций А.Н. Гребенюка из военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, в Чернобыле у врачей, привязанных к группам ликвидации (а они реально были), были все радиопротекторы, тот же цистамин, во вполне достаточном количестве. Проблема была в том, что их не проинструктировали о применении, инструкции никто не читает, да и сами разработчики препарата по мне так подкачали в этом плане. Но, вместо положенных 10 таблеток препарата до работ, его давали как обычно по одной таблетке до/после еды. В такой концентрации он вызывал только понос через 4-5 приёмов.
Из той же лекции, к местным радиопротекторам относятся и нафтизин, и большинство обычных противогриппозных препаратов.
Иными словами, реальный механизм пока не понятен. Ну и для меня, несмотря на то что я сейчас радиобиолог, статья весьма сложная для понимания, потому что базовое образование у меня обычный инженер по информационным технологиям :)
Они просто посмотрели, что есть в наличии какой-то белок, которого много в ядре после того, как повредили клетку/ДНК. Окрасили, промоделировали свойства, поняли как выделить, выделили. Что и как он делает — пока непонятно.
> доза… в час
В час это мощность. Да и в рентгенах её измерять не совсем правильно, хотя этим иногда грешат даже учебники.
Заключение не полностью верно. Из оригинальной статьи:
1) «MRE11… plays important roles in repair processes of DNA double-strand breaks… Four MRE11 genes were found in our assembly, whereas most animals possess only one copy.» — у них этот ген, напротив, в четырёх экземплярах.
2) Да, у них отсутствует часть генов, ответственных за реакции на активные формы кислорода и восстановление органических пироксидов до спиртов, это подозрительно, но не настолько, чтобы заявлять, что они «не понимают», тем более другие сигнальные пути у них остались.
В 40% уменьшении повреждения человеческих клеток в in vitro условиях экстраординарного тоже особо ничего нет. Сейчас в in vitro и до 200% получают. Зато картинка 20 из приложений к статье мне лично кажется немного показательной: в Dsup-производящих клетках большее число клеток находится в G1 и S фазе, чем в нормальных, а в M — меньше. С учётом того, что при облучении гибнут преимущественно клетки в M-фазе, а их меньше, то и выживает (оставшихся) больше. Разница в выходе гамма-фокусов через 1 час после облучения (картинка 5 в основной статье) тоже видимо с этим связано. Просто растягивается клеточный цикл. Более аккуратно сравнивать надо было бы 1 час против, скажем, 2 часов после облучения для Dsup-производящих клеток.
Но в целом интересное исследование, покажу коллегам на работе.
Для жидкостей между жидкостями принципиально то же самое. С ростом плотности жидкости скорость падает. Да, есть солёная вода, где скорость выше, чем в обычной, но это уже связано именно с раствором солей.
А теперь внимание, у газа и у жидкости звук переносится колебанием молекул. Только газ при этом может сжаться, а жидкости — не особо. Только жидкость фундаментально нельзя воспринимать газом большой плотности, потому что у молекул появляются связанные степени свободы.
И таки да, заметьте, в вакууме скорость звука, в полном соответствии с Вашей логикой, нулевая.
А вот фотонам-переносчикам электромагнитного взаимодействия примерно всё равно, можно считать, что они возникают из флуктуаций квантового электромагнитного поля (и немного гравитационного), наличие которого является фундаментальным свойством нашей Вселенной. Точнее они являются передатчиками возбуждения электронов (и позитронов) квантового электромагнитного поля и передают импульс от одного электрона/позитрона к другому. Для таких частиц (передатчиков взаимодействий) есть ещё название Gauge Boson, на русский переводимое как калибровочные бозоны. Так вот, оказалось, что и наличие самих электронов не особо обязательно, и вот эти фотоны просто путешествуют по нашему пространству, а мы их называем светом, радиоволнами, рентгеном и чем только не… Электромагнитное поле есть везде, в «среднем по больнице» имеет нулевой потенциал (в отличие от Хиггса), или чуть побольше вблизи возбуждений поля кварков (в итоге получаем атомы), а фотоны просто обеспечивают передачу импульса (propagation волны). Только вот в отличие от газов и жидкостей электронам в своём поле (да и кваркам с нейтрино) сжиматься некуда, потому что есть принцип запрета Паули. Для кварков правда пришлось придумать цвета и ароматы, а для нейтрино вообще сорта, но всё равно. В одной точке они находиться не могут (да и вообще можно воспринимать электрон как один единственный электрон во всей Вселенной, просто измеренный в разном времени-месте), поэтому и фотонам при передаче импульса деваться некуда.
А равенство отношений синусов это не гипотеза, это весьма строгий математической вывод из граничных условий распространения.
Но (!), в то же время, фотон — это квант возбуждения электромагнитного поля, и распространение (propagation) этого возбуждения описывается действием оператора A (амплитуда) равного e^(i(kx-ωt)) в конкретной точке пространства. Путешествуя по среде это возбуждения вызывает и колебания (изменения амплитуд движения) элементов среды, что мы измеряем, и подразумеваем под скоростью света в среде распространение этого колебания. Для большинства сред мы просто имеем сдвиг фазы колебания элементов среды на 90 градусов с сохранением частоты колебаний, что в итоге интерферирует как бы само с собой и итоговое распространение волны замедляется. Ну или увеличивается если фаза повернута на 270 градусов, или вообще всякий бред если итоговая фаза комплексная. Именно распространение колебаний. Индивидуальные фотоны по-прежнему всегда имеют c, ни больше ни меньше, потому что безмассовые. В вакууме сопротивляться нечему (в некотором приближении), поэтому и волны колебаний там распространяются с максимальной скоростью.
А вот эта общеизвестная формула является всего лишь следствием математического требования непрерывности и выводится из равенства фаз волн на границе раздела.
Если помните, то это как раз отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. Вон оно для воды разной температуры отличается. Да и даже в воздухе разное для разной длины волны. Извините, но 30% разницы в скорости в воде против вакуума учитываются даже в школьных задачах. Да и, на секундочку, радуга после дождя на фундаментальном уровне как раз обусловлена разной скоростью разных длин волн света в водяной капле.
Откуда вы 3 взяли я честно говоря не понимаю. Для подавляющего большинства веществ показатель преломления, вычисляемый как корень из произведения диэлектрической и магнитной проницаемости вещества (и равный, напомню, отношению скоростей света в вакууме к среде), пропорционален (с учётом того, что магнитная проницаемость подавляющего большинства веществ не отличается от магнитной проницаемости вакуума) плотности электронов среды (и ещё ряду параметров, которые можно опустить для понимания). И у подавляющего большинства веществе с ростом плотности скорость распространения света в них падает. Есть отдельные случаи с метавеществами с другим показателем магнитной проницаемости, есть ряд эффектов в сцинтилляторах, когда падающий поток «переизлучается» на другой длине волны, а поскольку излучаться он может только с определёнными энергиями, соответствующими энергетическим уровням электронов в веществе, то при большом потоке может наблюдаться нехватка электронов для такого перехода и последующая интерференция с родительским потоком, но это закономерностью как раз не является. Вакуум «пустой», в воздухе скорость меньше, в спирте ещё меньше, в воде ещё меньше, разницу между скоростью света в воде и воздухе можно дома померить бытовыми приборами, и там таки будут не копейки.
А вообще сейчас напишу пару вещей для понимания терминологии того, что мы в нашем языке называем «скоростью света». Возьмём для простоты, что Земля — это шар. Мы стоим с Вами в одной точке, потом вы начинаете идти. Прошли 10 000 км, прошли ещё 10 000 км. Вроде как вы должны быть от меня на 20 000. Однако по факту максимальное расстояние на Земле, на которое вы можете от меня уйти — это диаметр Земли: 12600 км с копейками. Это то, что называется Earth distance limit. А теперь возьмите пространство-время, вспомните, что скорость это производная координаты по времени, и напишите формулу сложения скоростей, инвариантную к преобразованиям Лоренца. Вот тот коэффициент C, который при этом возникнет — это будет cosmic speed limit, который в русскоязычной терминологии не употребляется. Это фундаментально максимальная скорость в пространстве-времени. А вот свет (фотоны) да и вообще переносчики взаимодействия (глюоны, гравитон), согласно стандартной модели, являются безмассовыми частицами. Если вспомните закон сохранения энергии и теорему Пифагора для треугольника с гипотенузой E и катетами mc² и pc, то увидите, что единственная возможность у безмассовых частиц — иметь скорость, равную cosmic speed limit, что и называют у нас скоростью света. Есть некоторые модели, где фотоны имеют массу (в частности, по причине возможной интерференции фотонов и Хиггса), вот если это подтвердят, то формально вы сможете сказать, что скорость света таки не максимально возможная, но фундаментальный cosmic speed limit от этого никуда не денется.
А вот про среду я не понял, что вы имеете в виду. Скорость света (электромагнитной волны) в среде как раз не одинакова и зависит от показателя преломления (который сам зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости вещества), что можно воспринимать как Лоренцево сокращение длины частиц среды (между частицами среды) и увеличение плотности заряда, который создаёт противодействующее электромагнитное поле (вспомните школьный парадокс подводной лодки в СТО, тут как бы примерно то же самое). Есть всякие случаи, связанные, например, с тем, что волны вызывают поляризацию вещества и переориентацию электромагнитного поля в некоторой части, и в итоге волна может распространяться быстрее, чем ей «положено», но не быстрее скорости в вакууме. Ну и есть всякая эквилибристика с понятияем фазовой скорости, которая может быть выше скорости света, но это примерно того же уровня, что комплексные числа в сильном взаимодействии.
А на самом деле просто получилось, что для уравнений Максвелла в движущейся и покоящейся системах отсчёта, да и вообще в любой системе отсчёта наблюдателя (в разных reference frame) просто математически нету других решений, кроме преобразований Лоренца, которые бы обеспечили симметричность и согласованность преобразований (были бы инвариантом). Правда это то, что сейчас называется cosmic speed limit и это просто параметр в уравнение Лоренца. А вот почему он равен именно скорости света — ну потому, что мы как раз использовали его для описания движения световой волны.
Тут лучше подумать на тему почему у этой величины нет квантовых флуктуаций.
Строго говоря, это не всегда верно, например, метелирование каких-то участков может приводит к повышенной или пониженной активности онкогенов или их супрессоров, спираль может быть свёрнута модифицированными гистонами, после чего не «прочитается» при митозе и т. п.; последовательность как таковая иногда может оставаться неизменной.
«In 4-space (n=4), there may be no axes of rotation, or there may be a 2 dimensional axis, a plane through the origin, called the „axis plane“. As always, when all eigenvalues are unity, the rotation is a null rotation.» (отсюда). Или на русском «Надо только иметь в виду, что для размерностей пространства, не равных трём, невозможно указать единственную прямую, ортогональную двум данным прямым, а поэтому нельзя говорить о вращении вокруг какой-то оси, можно же говорить о вращении в какой-то плоскости».
А вот здесь есть научпоп видео, на 2:04 говорится, что в пространстве с четыремя пространственными осями будет две допустимых плоскости вращения.
Поэтому, имхо, предположение о том, что ТМ может как раз таки быть объектом пространства высшей размерности, и, соответственно, не закручиваться как обычная материя в одной плоскости, вполне допустимое.