დროში ოპტიკური მეთოდებით მოგზაურობის შესაძლებლობა ჰონგ კონგელმა მეცნიერებმა უარყვეს. თუმცა, ჯერ კიდევ რჩება დროის მანქანის შექმნის ჰიპოთეტური შესაძლებლობა სუპერგრავიტაციული რეგიონების გამოყენებით, როგორიცაა შავი ხვრელები ან "ჭიის ხვრელები".
დროში მოგზაურობის ერთ-ერთი ჰიპოთეტური გზაა სინათლის სიჩქარით ან მეტი სიჩქარით მოგზაურობა. მიუხედავად აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის ერთ-ერთი ფუნდამენტური დებულებისა, რომელიც არის სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარის მიღწევის შეუძლებლობა, ბოლო ათი წლის განმავლობაში სამეცნიერო საზოგადოებაში დაიწყო დისკუსია, რომლის არსი ის არის, რომ ცალკეული ფოტონები შეიძლება იყოს "სუპერლუმინალური".
ასეთი ფოტონების არსებობის დამტკიცება ნიშნავს დროში მოგზაურობის თეორიულ შესაძლებლობას, ვინაიდან ეს ფოტონები არღვევენ მიზეზობრიობის პრინციპს.
კლასიკურ ფიზიკაში ეს პრინციპი ნიშნავს შემდეგს: t 1 მომენტში მომხდარ ნებისმიერ მოვლენას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მოვლენაზე, რომელიც მოხდა t 2 დროს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ t 1 ნაკლებია t 2-ზე. ფარდობითობის თეორიაში ეს პრინციპი ფორმულირებულია ანალოგიურად, მას ემატება მხოლოდ რელატივისტურ ეფექტებთან დაკავშირებული პირობები, რის გამოც დრო დამოკიდებულია არჩეულ საცნობარო ჩარჩოზე.
"სუპერლუმინალური" ფოტონების არსებობის შესახებ დისკუსიის განახლების მიზეზი 2010 წლის იანვარში გამოჩნდა. შემდეგ ჟურნალ Optic Express-ში გამოქვეყნდა ამერიკელი მეცნიერების სტატია, რომელიც აღწერა Gazeta.Ru-ს სამეცნიერო დეპარტამენტმა. ექსპერიმენტში მკვლევარებმა ფოტონები გადაიტანეს სხვადასხვა ხასიათის მასალების დასტაში.
მაღალი და დაბალი რეფრაქციული ინდექსების ფენების მონაცვლეობით, მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ ცალკეული ფოტონები 2,5 მიკრონიანი სისქის ფირფიტაში მოგზაურობდნენ, როგორც ჩანდა, სუპერლუმინალური სიჩქარით.
ნაშრომის ავტორები ცდილობდნენ აეხსნათ ეს ფენომენი სინათლის კორპუსკულარულ-ტალღური ბუნების პოზიციიდან (ბოლოს და ბოლოს, სინათლე არის ერთდროულად ტალღაც და ნაწილაკ-ფოტონების ნაკადი) ფარდობითობის თეორიის დარღვევის გარეშე, არგუმენტირებულად. რომ დაკვირვებული სიჩქარე ერთგვარი ილუზიაა. ექსპერიმენტში სინათლე იწყებს და ამთავრებს თავის მოგზაურობას ფოტონის სახით. როდესაც ერთ-ერთი ასეთი ფოტონი კვეთს საზღვარს მასალის ფენებს შორის, თითოეულ ზედაპირზე ის ქმნის ტალღას - ოპტიკურ წინამორბედს (სიცხადისთვის, შეგიძლიათ შეადაროთ ოპტიკური წინამორბედი ჰაერის ტალღას, რომელიც ჩნდება მოძრავი მატარებლის წინ). ეს ტალღები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ქმნიან ინტერფერენციულ შაბლონს: ანუ, ტალღების ინტენსივობა გადანაწილებულია, რაც ქმნის მკაფიო მაქსიმუმსა და მინიმუმს, ისევე როგორც ოკეანეში მოქცევის ფენა წარმოიქმნება მოახლოებული ტალღებით - წყლის ამაღლება. H- და L- ფენების გარკვეული განლაგებისას ტალღების ჩარევა იწვევს ფოტონების ნაწილის „ადრეული ჩამოსვლის“ ეფექტს. მაგრამ სხვა ფოტონები, პირიქით, ჩვეულებრივზე შესამჩნევად გვიან ჩამოდიან სურათზე ჩარევის მინიმუმების გამოჩენის გამო. სიჩქარის სწორად დასადგენად, თქვენ უნდა დაარეგისტრიროთ ფენებში გამავალი ყველა ფოტონი, შემდეგ კი საშუალოდ მიიღებთ სინათლის ჩვეულ სიჩქარეს.
ამ ახსნის დასადასტურებლად საჭირო იყო დაკვირვება ერთ ფოტონსა და მის ოპტიკურ წინამორბედზე.
შესაბამისი ექსპერიმენტი მოაწყო მეცნიერთა ჯგუფმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ჰონგ კონგის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის (HKUST) პროფესორი დუ ჩენგვანგი.
ექსპერიმენტში მკვლევარებმა შექმნეს წყვილი ფოტონი, რის შემდეგაც ერთი მათგანი გაგზავნეს დაბალ ტემპერატურაზე გაცივებულ რუბიდიუმის ატომებისგან შემდგარ გარემოში. ელექტრომაგნიტურად გამოწვეული გამჭვირვალობის ეფექტის შექმნით (სადაც გარემო, რომელიც შთანთქავს რადიაციას, ხდება გამჭვირვალე, როდესაც მას შესაბამისი ველი მიემართება), დუ და კოლეგებმა წარმატებით გაზომეს როგორც თავად ფოტონის, ასევე მისი ოპტიკური წინამორბედის სიჩქარე. ”ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ მიზეზობრიობის პრინციპი მოქმედებს ცალკეულ ფოტონებზე”, - ნათქვამია აბსტრაქტში. სტატია გამოქვეყნებულია Physical Review Letters-ში.
ამრიგად, ამ ნაშრომმა ბოლო მოუღო მეცნიერულ დისკუსიას იმის შესახებ, შეიძლება თუ არა არსებობდეს ცალკეული „სუპერლუმინალური“ ფოტონები.
გარდა ამისა, ჰონგ კონგის მეცნიერთა ექსპერიმენტი მნიშვნელოვანია კვანტური ოპტიკის განვითარებისთვის, კვანტური გადასვლების მექანიზმისა და ზოგადად, ფიზიკის ზოგიერთი პრინციპის უკეთ გასაგებად.
ისე, ადამიანები, რომლებიც ოცნებობენ დროში მოგზაურობაზე, არ უნდა დაიდარდოთ.
ცალკეული ფოტონების მიერ მიზეზობრიობის პრინციპის დარღვევა არ იყო დროის მანქანის შექმნის ერთადერთი ჰიპოთეტური შესაძლებლობა.
ინტერვიუში ტორონტოს ვარსკვლავიდუ ჩენვანგმა თქვა:
„დროში მოგზაურობა ფოტონების ან ოპტიკური მეთოდების საფუძველზე შეუძლებელია, მაგრამ ჩვენ ვერ გამოვრიცხავთ სხვა შესაძლებლობებს, როგორიცაა შავი ხვრელები ან "ჭიის ხვრელები".
დროში მოგზაურობის ერთ-ერთი ჰიპოთეტური გზაა სინათლის სიჩქარით ან მეტი სიჩქარით მოგზაურობა. მიუხედავად აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის ერთ-ერთი ფუნდამენტური დებულებისა, რომელიც არის სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარის მიღწევის შეუძლებლობა, ბოლო ათი წლის განმავლობაში, სამეცნიერო საზოგადოებაში განიხილება დისკუსია, რომლის არსი ის არის, რომ ცალკეულ ფოტონებს შეუძლიათ. იყოს "სუპერლუმინალური".
ასეთი ფოტონების არსებობის დამტკიცება ნიშნავს დროში მოგზაურობის თეორიულ შესაძლებლობას, ვინაიდან ეს ფოტონები არღვევენ მიზეზობრიობის პრინციპს.
კლასიკურ ფიზიკაში ეს პრინციპი ნიშნავს შემდეგს: t 1 მომენტში მომხდარ ნებისმიერ მოვლენას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მოვლენაზე, რომელიც მოხდა t 2 დროს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ t 1 ნაკლებია t 2-ზე. ფარდობითობის თეორიაში ეს პრინციპი ფორმულირებულია ანალოგიურად, მას ემატება მხოლოდ რელატივისტურ ეფექტებთან დაკავშირებული პირობები, რის გამოც დრო დამოკიდებულია არჩეულ საცნობარო ჩარჩოზე.
"სუპერლუმინალური" ფოტონების არსებობის შესახებ დისკუსიის განახლების მიზეზი 2010 წლის იანვარში გამოჩნდა. შემდეგ ჟურნალ Optic Express-ში გამოქვეყნდა ამერიკელი მეცნიერების სტატია, რომელიც აღწერა Gazeta.Ru-ს სამეცნიერო დეპარტამენტმა. ექსპერიმენტში მკვლევარებმა ფოტონები გადასცეს სხვადასხვა ხასიათის მასალების დასტას.
მაღალი და დაბალი რეფრაქციული ინდექსების ფენების მონაცვლეობით, მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ ცალკეული ფოტონები 2,5 მიკრონიანი სისქის ფირფიტაში მოგზაურობდნენ, როგორც ჩანდა, სუპერლუმინალური სიჩქარით.
ნაშრომის ავტორები ცდილობდნენ აეხსნათ ეს ფენომენი სინათლის კორპუსკულარულ-ტალღური ბუნების პოზიციიდან (ბოლოს და ბოლოს, სინათლე არის ერთდროულად ტალღაც და ნაწილაკ-ფოტონების ნაკადი) ფარდობითობის თეორიის დარღვევის გარეშე, არგუმენტირებულად. რომ დაკვირვებული სიჩქარე ერთგვარი ილუზიაა. ექსპერიმენტში სინათლე იწყებს და ამთავრებს თავის მოგზაურობას ფოტონის სახით. როდესაც ერთ-ერთი ასეთი ფოტონი კვეთს საზღვარს მასალის ფენებს შორის, ის ქმნის ტალღას თითოეულ ზედაპირზე - ოპტიკურ წინამორბედ-წინამორბედს (სიცხადისთვის, შეგიძლიათ შეადაროთ ოპტიკური წინამორბედი ჰაერის ტალღას, რომელიც ჩნდება მოძრავი მატარებლის წინ). ეს ტალღები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ქმნიან ინტერფერენციულ შაბლონს: ანუ, ტალღების ინტენსივობა გადანაწილებულია, რაც ქმნის მკაფიო მაქსიმუმსა და მინიმუმს, ისევე როგორც ოკეანეში მოქცევის ფენა წარმოიქმნება მოახლოებული ტალღებით - წყლის ამაღლება. H- და L- ფენების გარკვეული განლაგებისას ტალღების ჩარევა იწვევს ფოტონების ნაწილის „ადრეული ჩამოსვლის“ ეფექტს. მაგრამ სხვა ფოტონები, პირიქით, ჩვეულებრივზე შესამჩნევად გვიან ჩამოდიან სურათზე ჩარევის მინიმუმების გამოჩენის გამო. სიჩქარის სწორად დასადგენად, თქვენ უნდა დაარეგისტრიროთ ფენებში გამავალი ყველა ფოტონი, შემდეგ კი საშუალოდ მიიღებთ სინათლის ჩვეულ სიჩქარეს.
ამ ახსნის დასადასტურებლად საჭირო იყო დაკვირვება ერთ ფოტონსა და მის ოპტიკურ წინამორბედზე.
შესაბამისი ექსპერიმენტი მოაწყო მეცნიერთა ჯგუფმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ჰონგ კონგის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის (HKUST) პროფესორი დუ ჩენგვანგი.
ექსპერიმენტში მკვლევარებმა შექმნეს წყვილი ფოტონი, რის შემდეგაც ერთი მათგანი გაგზავნეს დაბალ ტემპერატურაზე გაცივებულ რუბიდიუმის ატომებისგან შემდგარ გარემოში. ელექტრომაგნიტურად გამოწვეული გამჭვირვალობის ეფექტის შექმნით (სადაც გარემო, რომელიც შთანთქავს რადიაციას, ხდება გამჭვირვალე, როდესაც მას შესაბამისი ველი მიემართება), დუ და კოლეგებმა წარმატებით გაზომეს როგორც თავად ფოტონის, ასევე მისი ოპტიკური წინამორბედის სიჩქარე. ”ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ მიზეზობრიობის პრინციპი დაკმაყოფილებულია ცალკეული ფოტონებისთვის“, - ნათქვამია აბსტრაქტში. სტატია გამოქვეყნებულია Physical Review Letters-ში.
ამრიგად, ამ ნაშრომმა ბოლო მოუღო მეცნიერულ დისკუსიას იმის შესახებ, შეიძლება თუ არა არსებობდეს ცალკეული „სუპერლუმინალური“ ფოტონები.
გარდა ამისა, ჰონგ კონგის მეცნიერთა ექსპერიმენტი მნიშვნელოვანია კვანტური ოპტიკის განვითარებისთვის, კვანტური გადასვლების მექანიზმისა და ზოგადად, ფიზიკის ზოგიერთი პრინციპის უკეთ გასაგებად.
ისე, ადამიანები, რომლებიც ოცნებობენ დროში მოგზაურობაზე, არ უნდა დაიდარდოთ.
ცალკეული ფოტონების მიერ მიზეზობრიობის პრინციპის დარღვევა არ იყო დროის მანქანის შექმნის ერთადერთი ჰიპოთეტური შესაძლებლობა.
ინტერვიუში ტორონტოს ვარსკვლავიდუ ჩენვანგმა თქვა:„დროში მოგზაურობა ფოტონების ან ოპტიკური მეთოდების საფუძველზე შეუძლებელია, მაგრამ ჩვენ ვერ გამოვრიცხავთ სხვა შესაძლებლობებს, როგორიცაა შავი ხვრელები ან "ჭიის ხვრელები".
როდესაც Tesla-სა და SpaceX-ის დამფუძნებელმა, ელონ მასკმა 2016 წლის Code Code-ის დროს აურზაური გამოიწვია და განაცხადა, რომ კაცობრიობის არსებობა ხელოვნურ, ვირტუალურ სამყაროში დიდი ალბათობით იყო, საზოგადოებამ ძალიან მძაფრი რეაგირება მოახდინა. "მატრიქსის" თაყვანისმცემლები აღფრთოვანდნენ და ვიღაც ნამდვილ საშინელებამდე მივიდა. სამწუხაროდ, ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ არ არსებობს სუპერკომპიუტერი, რომელიც მხარს უჭერს მილიონობით ადამიანის არსებობას რეალობის სიმულაციაში და არ შეიძლება იყოს. ეს არ ეხება ფილოსოფიას ან ცხოვრებისეულ ხედვას - მხოლოდ შიშველ ფაქტებს.
მატრიცა ტყუილია?
ოქსფორდის უნივერსიტეტის თეორიული ფიზიკოსების ბოლო კვლევა, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალში სამეცნიერო მიღწევებიმხოლოდ გასულ კვირას, საბოლოოდ ადასტურებს, რომ ცხოვრება და რეალობა არ არის კომპიუტერული სიმულაციების პროდუქტები. მკვლევარები ზოჰარ რინგელისა და დიმიტრი კოვრიჟის ხელმძღვანელობით ამ დასკვნამდე მივიდნენ მას შემდეგ, რაც შენიშნეს ახალი კავშირი გრავიტაციულ ანომალიებსა და კვანტური გამოთვლის სირთულეს შორის.
იმიტირებული სამყაროს თეორიის მომხრეები, როგორიცაა თავად მასკი და პოპულარული ასტროფიზიკოსი ნილ დეგრას ტაისონი, ხშირად მიუთითებენ თანამედროვე კომპიუტერული სისტემების მუდმივად მზარდ შესაძლებლობებზე, როგორც მტკიცებულება იმისა, რომ რეალობის მიბაძვა შესაძლებელია. კონცეფციაში სიმულირებული სამყარო, რომელიც პოპულარული გახდა ბრიტანელი ფილოსოფოსის ნიკ ბოსტრომის წყალობით ჯერ კიდევ 2003 წელს, სავარაუდოა, რომ ჰიპოთეტურ მომავალში მაღალგანვითარებულ ცივილიზაციებში შეიმუშავებს რეალისტური ვირტუალური სიმულაციები, რომლებიც ქმნიან წარსული ეპოქების ილუზიას. ჩვენთვის ეს „წარსული“ სავსებით რეალურია და მიზანშეწონილი იქნება თავად სიმულაციები შევადაროთ კომპიუტერულ თამაშებს, რომლებიც ასევე აღადგენს უძველესი ცივილიზაციების ინტერაქტიულ სურათებს.
თუმცა, ახალი კვლევის მიხედვით, ასეთი რთული სიმულაციის შექმნა მეცნიერები თეორიულადაც კი შეუძლებლად მიიჩნევენ. მიზეზი მარტივია: სამყაროს ჩვენთვის ცნობილ ნაწილში უბრალოდ არ არსებობს ელემენტები, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან მექანიზმები ასეთი მაღალი გამოთვლითი სიმძლავრის მქონე რაღაცის ასეთი კოლოსალური მოდელირებისთვის.
რეალობა ან სიმულაცია: ფიზიკა მხატვრული ლიტერატურის წინააღმდეგ
ოქსფორდის გუნდმა დაუსვა კითხვა: შესაძლებელია თუ არა კომპიუტერული სიმულაციის აშენება საკმარისად ძლიერი და რთული, რომ აჩვენოს მრავალი ფიზიკური სხეულის კვანტური ეფექტი? მათთვის, ვინც ცუდად ერკვევა კვანტურ ფიზიკაში, ჩვენ განვმარტავთ, რომ ჩვენს სამყაროში კვანტების ერთმანეთთან ურთიერთქმედების რიცხვი იმდენად დიდია, რომ უბრალოდ ეწინააღმდეგება აღწერას. კერძოდ, მეცნიერებმა გამოსცადეს ანომალია, რომელიც ცნობილია როგორც კვანტური ჰოლის ეფექტი, მონტე კარლოს მეთოდის გამოყენებით, გამოთვლითი ტექნიკით, რომელიც იყენებს შემთხვევით შერჩევას რთული კვანტური სისტემების შესასწავლად.
მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ მატერიაში მომხდარი კვანტური ფენომენების ზუსტად მოდელირებისთვის, სისტემა უკიდურესად რთული უნდა იყოს. ეს სირთულე ექსპონენციალურად გაიზარდა, როგორც კი გაიზარდა სრული სურათის მოდელირებისთვის საჭირო ნაწილაკების რაოდენობა. შედეგად, გაირკვა, რომ ეს შეუძლებელიაწმინდა ფიზიკურად - და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ ფიზიკოსებმა თავიანთ გამოთვლებში შეიტანეს კაცობრიობისთვის ცნობილი სამყაროს მხოლოდ ნაწილი და არა მთლიანი სამყარო. მეცნიერებმა ხაზგასმით აღნიშნეს, რომ სრული ინფორმაციის შესანახად თუნდაც რამდენიმე ასეული ელექტრონის შესახებ, საჭიროა კომპიუტერის მეხსიერების მეტი, ვიდრე ხელმისაწვდომია მსოფლიოში. „თუმცა, არ არის გამორიცხული, რომ ზოგიერთი ფიზიკური თვისება (იგულისხმება ჰიპოთეტური სიმულაციის მახასიათებელი) კონკრეტულად ქმნის დაბრკოლებას მრავალი ნაწილაკიანი კვანტური სისტემების ეფექტური კლასიკური სიმულაციისთვის“, - წერენ ისინი.
მკვლევარების მიერ ნაჩვენები ფიზიკური შეზღუდვა საკმარისია იმისათვის, რომ გააუქმოს ყველა ჰიპოთეზა სუპერინტელექტის შესახებ, აიძულებს ადამიანებს იცხოვრონ უზარმაზარ კომპიუტერულ სიმულაციაში. მასკისა და ტაისონის მტკიცებებისგან განსხვავებით, კაცობრიობის მიღწევები, როგორც ჩანს, ჯერ კიდევ თავად ხალხის დამსახურებაა და მათი შრომატევადი შრომა და არა წინასწარ დაწერილი პროგრამა, რომელიც წარმართავს კაცობრიობის განვითარებას ზემოდან დასახული კურსის გასწვრივ.
თუმცა, არ შეიძლება იმის მტკიცება, რომ ადამიანმა ასე კარგად იცნობს სამყაროს, რომ ასეთი განცხადებები გააკეთოს 100% დარწმუნებით. ალბათობათა დაშვება, თუნდაც ფანტასტიური, არის ერთ-ერთი თვისება, რომლის წყალობითაც ადამიანები სულ უფრო მეტ წინსვლას ახდენენ მეცნიერებაში, რაც "შეუძლებელის" საზღვარს კიდევ უფრო და უფრო შორს უბიძგებს.
ფიზიკოსებმა ისრაელიდან და რუსეთიდან აჩვენეს, რომ კაცობრიობა მატრიცაში არ ცხოვრობს.
youtube.com
სპეციალისტები ცდილობდნენ კვანტური სისტემის მოდელირებას (ორგანზომილებიანი გაზი ფრაქციული კვანტური ჰოლის ეფექტით) კლასიკური მეთოდებით (საბოლოოდ დაფუძნებული კლასიკური მექანიკის, ფეინმანის ინტეგრალის სამოქმედო მოქმედებაზე).
როდესაც სიმულაციაში ნაწილაკების რაოდენობა გაიზარდა, მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ სიმულაციის გასაშვებად საჭირო გამოთვლითი რესურსები არ იზრდებოდა ხაზობრივად, არამედ ექსპონენციალურად. ამ შემთხვევაში, ინფორმაციის შესანახად რამდენიმე ასეული ელექტრონის შესახებ დასჭირდება მეხსიერება, რომელიც აგებულია მეტი ატომისგან, ვიდრე შეიცავს დაკვირვებადი სამყაროს.
„ეს ასევე გვიჩვენებს, რომ დარბაზის გამტარობა ნამდვილად არის კვანტური ეფექტი, რომელსაც არ აქვს ადგილობრივი კლასიკური ანალოგი“, - თქვა თანაავტორმა ზოარ რინგელმა იერუსალიმის ებრაული უნივერსიტეტიდან (ისრაელი).
საკულტო ტრილოგიის "მატრიქსის" პირველი ნაწილი 1999 წელს გამოვიდა. ფილმმა მოიპოვა ოთხი ოსკარი, ასევე 28 სხვადასხვა ჯილდო და 36 ნომინაცია. ფილმი ასახავს მომავალს, რომელშიც რეალობა, რომელიც არსებობს ადამიანების უმეტესობისთვის, სინამდვილეში არის ტვინი კოლბაში არსებული სიმულაცია, რომელიც შექმნილია ინტელექტუალური მანქანების მიერ, რათა დაემორჩილოს და დაამშვიდოს ადამიანთა მოსახლეობა, ხოლო მათი სხეულის სითბო და ელექტრო აქტივობა გამოიყენება. მანქანები, როგორც ენერგიის წყარო.
დროში ოპტიკური მეთოდებით მოგზაურობის შესაძლებლობა ჰონგ კონგელმა მეცნიერებმა უარყვეს. თუმცა, ჯერ კიდევ რჩება დროის მანქანის შექმნის ჰიპოთეტური შესაძლებლობა სუპერგრავიტაციული რეგიონების გამოყენებით, როგორიცაა შავი ხვრელების ან "ჭიის ხვრელები".
დროში მოგზაურობის ერთ-ერთი ჰიპოთეტური გზაა სინათლის სიჩქარით ან მეტი სიჩქარით მოგზაურობა. მიუხედავად აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის ერთ-ერთი ფუნდამენტური დებულებისა, რომელიც არის სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარის მიღწევის შეუძლებლობა, ბოლო ათი წლის განმავლობაში სამეცნიერო საზოგადოებაში დაიწყო დისკუსია, რომლის არსი ის არის, რომ ცალკეული ფოტონები შეიძლება იყოს "სუპერლუმინალური".
ასეთი ფოტონების არსებობის დამტკიცება ნიშნავს დროში მოგზაურობის თეორიულ შესაძლებლობას, ვინაიდან ეს ფოტონები არღვევენ მიზეზობრიობის პრინციპს.
კლასიკურ ფიზიკაში ეს პრინციპი ნიშნავს შემდეგს: t 1 მომენტში მომხდარ ნებისმიერ მოვლენას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მოვლენაზე, რომელიც მოხდა t 2 დროს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ t 1 ნაკლებია t 2-ზე. ფარდობითობის თეორიაში ეს პრინციპი ფორმულირებულია ანალოგიურად, მას ემატება მხოლოდ რელატივისტურ ეფექტებთან დაკავშირებული პირობები, რის გამოც დრო დამოკიდებულია არჩეულ საცნობარო ჩარჩოზე.
"სუპერლუმინალური" ფოტონების არსებობის შესახებ დისკუსიის განახლების მიზეზი 2010 წლის იანვარში გამოჩნდა. შემდეგ ჟურნალ Optic Express-ში გამოქვეყნდა ამერიკელი მეცნიერების სტატია, რომელიც აღწერა Gazeta.Ru-ს სამეცნიერო დეპარტამენტმა. ექსპერიმენტში მკვლევარებმა ფოტონები გადასცეს სხვადასხვა ხასიათის მასალების დასტას.
მაღალი და დაბალი რეფრაქციული ინდექსების ფენების მონაცვლეობით, მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ ცალკეული ფოტონები 2,5 მიკრონიანი სისქის ფირფიტაში მოგზაურობდნენ, როგორც ჩანდა, სუპერლუმინალური სიჩქარით.
ნაშრომის ავტორები ცდილობდნენ აეხსნათ ეს ფენომენი სინათლის კორპუსკულარულ-ტალღური ბუნების პოზიციიდან (ბოლოს და ბოლოს, სინათლე არის ერთდროულად ტალღაც და ნაწილაკ-ფოტონების ნაკადი) ფარდობითობის თეორიის დარღვევის გარეშე, არგუმენტირებულად. რომ დაკვირვებული სიჩქარე ერთგვარი ილუზიაა. ექსპერიმენტში სინათლე იწყებს და ამთავრებს თავის მოგზაურობას ფოტონის სახით. როდესაც ერთ-ერთი ასეთი ფოტონი კვეთს საზღვარს მასალის ფენებს შორის, ის ქმნის ტალღას თითოეულ ზედაპირზე - ოპტიკურ წინამორბედ-წინამორბედს (სიცხადისთვის, შეგიძლიათ შეადაროთ ოპტიკური წინამორბედი ჰაერის ტალღას, რომელიც ჩნდება მოძრავი მატარებლის წინ).
ეს ტალღები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ქმნიან ინტერფერენციულ შაბლონს: ანუ, ტალღების ინტენსივობა გადანაწილებულია, რაც ქმნის მკაფიო მაქსიმუმსა და მინიმუმს, ისევე როგორც ოკეანეში მოქცევის ფენა წარმოიქმნება მოახლოებული ტალღებით - წყლის ამაღლება. H- და L- ფენების გარკვეული განლაგებით, ტალღების ჩარევა იწვევს ფოტონების ნაწილის „ადრე ჩამოსვლის“ ეფექტს. მაგრამ სხვა ფოტონები, პირიქით, ჩვეულებრივზე შესამჩნევად გვიან ჩამოდიან სურათზე ჩარევის მინიმუმების გამოჩენის გამო. სიჩქარის სწორად დასადგენად, თქვენ უნდა დაარეგისტრიროთ ფენებში გამავალი ყველა ფოტონი, შემდეგ კი საშუალოდ მიიღებთ სინათლის ჩვეულ სიჩქარეს.
ამ ახსნის დასადასტურებლად საჭირო იყო დაკვირვება ერთ ფოტონსა და მის ოპტიკურ წინამორბედზე.
შესაბამისი ექსპერიმენტი მოაწყო მეცნიერთა ჯგუფმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ჰონგ კონგის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის (HKUST) პროფესორი დუ ჩენგვანგი.
ექსპერიმენტში მკვლევარებმა შექმნეს წყვილი ფოტონი, რის შემდეგაც ერთი მათგანი გაგზავნეს დაბალ ტემპერატურაზე გაცივებულ რუბიდიუმის ატომებისგან შემდგარ გარემოში. ელექტრომაგნიტურად გამოწვეული გამჭვირვალობის ეფექტის შექმნით (სადაც გარემო, რომელიც შთანთქავს რადიაციას ხდება გამჭვირვალე, როდესაც მას შესაბამისი ველი მიემართება), დუ და კოლეგებმა წარმატებით გაზომეს როგორც თავად ფოტონის, ასევე მისი ოპტიკური წინამორბედის სიჩქარე. ”ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ პრინციპი მიზეზობრიობა დაკმაყოფილებულია ცალკეული ფოტონებისთვის“, - ნათქვამია Physical Review Letters-ში გამოქვეყნებული სტატიის აბსტრაქტში.
ამრიგად, ამ ნაშრომმა ბოლო მოუღო მეცნიერულ დისკუსიას იმის შესახებ, შეიძლება თუ არა არსებობდეს ცალკეული „სუპერლუმინალური“ ფოტონები.
გარდა ამისა, ჰონგ კონგის მეცნიერთა ექსპერიმენტი მნიშვნელოვანია კვანტური ოპტიკის განვითარებისთვის, კვანტური გადასვლების მექანიზმისა და ზოგადად, ფიზიკის ზოგიერთი პრინციპის უკეთ გასაგებად.
ისე, ადამიანები, რომლებიც ოცნებობენ დროში მოგზაურობაზე, არ უნდა დაიდარდოთ.
ცალკეული ფოტონების მიერ მიზეზობრიობის პრინციპის დარღვევა არ იყო დროის მანქანის შექმნის ერთადერთი ჰიპოთეტური შესაძლებლობა.
