ВВЕДЕНИЕ
Обзор проблемы: Представление о том, что масса может возникать из взаимодействия безмассовых частиц, противоречит традиционным представлениям в физике.
Загадка Массы и «Немыслимое Уравнение»
В фундаментальной физике масса является одной из самых основных и загадочных величин. Мы привыкли к тому, что частицы имеют массу, и эта масса определяет их взаимодействие с гравитацией и другие свойства. Однако, в недрах современных физических теорий, заключается тайна, которая заставляет нас переосмыслить наше понимание массы.
Традиционные представления о массе
В стандартной модели физики элементарных частиц, масса присуща частицам изначально. Эта масса возникает из-за взаимодействия частиц с полем Хиггса, которое пронизывает всю Вселенную. Но в этом представлении остается неразрешенным вопрос о том, как же само поле Хиггса получило свою массу.
Прорыв в экспериментах MIT:
Недавние экспериментальные исследования, проведенные в Массачусетском технологическом институте, бросили вызов традиционным представлениям о массе. Ученые показали, что фотоны, традиционно считающиеся безмассовыми частицами, могут приобретать массу при взаимодействии друг с другом. Этот результат опровергает устоявшуюся догму и заставляет нас искать новые объяснения для появления массы.
«Немыслимое уравнение» 0 +0 = меньше 9,109 в степени – 31 кг:
Этот результат, полученный в экспериментах MIT, можно представить в виде «немыслимого уравнения»: 0 +0 = меньше 9,109 в степени – 31. Два фотона, не имеющие массы (0 +0), взаимодействуют друг с другом и образуют поляритоны, которые имеют массу, меньшую массы электрона (9,109 в степени – 31 кг).
Загадка массы поляритонов:
Это уравнение ставят перед нами фундаментальную загадку: откуда берется масса поляритонов, если исходные фотоны не обладали массой? Традиционные теории не могут дать нам ответ на этот вопрос.
Новая гипотеза: Двумерные квантовые эфирные мембраны (ДКЭМ):
В данной монографии мы предлагаем новую гипотезу, которая может дать нам ключ к разгадке этой загадки. Мы предполагаем, что физический вакуум не пуст, а состоит из двумерных квантовых эфирных мембран (ДКЭМ).
Цель монографии:
Цель данной монографии – исследовать гипотезу о ДКЭМ и показать, как она может объяснить приобретение массы фотонами в экспериментах MIT и решить загадку массы поляритонов.
В дальнейшем мы подробно рассмотрим теоретические основы ДКЭМ, их роль в формировании структуры пространства-времени, механизм взаимодействия фотонов с ДКЭМ, а также представим доказательства и предсказания, которые можно проверить экспериментально.
Эксперимент MIT: Фотоны, приобретающие массу
В 2023 году группа физиков из Массачусетского технологического института провела новаторский эксперимент, который открыл новые горизонты в нашем понимании природы света и материи. В этом эксперименте ученые продемонстрировали, что фотоны, обычно считающиеся безмассовыми частицами, могут приобретать массу при взаимодействии друг с другом.
Схема эксперимента:
Эксперимент проводился с использованием облака ультрахолодных атомов рубидия. Атомы рубидия охлаждались до температуры, близкой к абсолютному нулю, что позволило создать среду, в которой фотоны могут взаимодействовать друг с другом, преодолевая обычно очень слабое взаимодействие.
В облако рубидия направлялся пучок фотонов, и исследователи наблюдали, что некоторые фотоны, проходя через облако, взаимодействовали друг с другом и образовывали пары и триплеты. Эти объединенные фотоны, называемые поляритонами, обладали массой, сравнимой с массой доли электрона.
Ключевые наблюдения:
* Образование пар и триплетов: Фотоны взаимодействовали друг с другом, образуя пары и триплеты.
* Приобретение массы: Объединенные фотоны приобретали массу, сравнимую с массой доли электрона.
* Замедление скорости: Скорость объединенных фотонов замедлилась в 100 000 раз по сравнению со скоростью свободных фотонов.
Схема проведения научного эксперимента в Массачусетском технологическом институте. Рисунок из материалов публикации: Ofer Firstenberg, Thibault Peyronel, Qi-Yu Liang, Alexey V. Gorshkov, Mikhail D. Lukin, Vladan Vuletić. Attractive photons in a quantum nonlinear medium. Nature; DOI: 10.1038/nature12512.
Важность эксперимента:
Эксперимент MIT является значительным прорывом, поскольку он демонстрирует, что безмассовые бозоны (фотоны) могут приобретать массу при взаимодействии друг с другом. Это наблюдение ставит под сомнение традиционные представления о массе и открывает новые горизонты для изучения фундаментальных свойств материи и света.
Дальнейшие исследования:
Результаты этого эксперимента стимулировали дальнейшие исследования в области взаимодействия фотонов и образования поляритонов. Ученые стремятся изучить механизм взаимодействия фотонов в этой среде, а также исследовать возможность использования поляритонов для создания новых видов материалов и устройств.
Заключение:
Эксперимент MIT показывает, что мир света и материи более сложен, чем мы могли себе представить. Это открытие позволяет нам заглянуть за рамки существующих теорий и открыть новые горизонты в нашем понимании природы Вселенной.
«Немыслимое уравнение»: Загадка массы поляритонов
Результаты эксперимента MIT, где фотоны, взаимодействуя друг с другом, образуют поляритоны, обладающие массой, можно представить в виде «немыслимого уравнения»:
0 +0 = меньше 9,109 в степени – 31
Это уравнение отражает парадоксальную ситуацию, где два фотона, не обладающие массой (0 +0), взаимодействуют друг с другом и порождают поляритоны, имеющие массу, меньшую массы электрона (9,109 в степени – 31 кг).
Проблема:
Откуда берется масса у поляритонов, если исходные фотоны не обладали массой?
Традиционная физика, основанная на стандартной модели, не может дать нам ответа на этот вопрос. Стандартная модель утверждает, что масса частиц возникает из-за их взаимодействия с полем Хиггса. Но если фотоны не взаимодействуют с полем Хиггса, как они могут приобрести массу?
Загадка «немыслимого уравнения»:
«Немыслимое уравнение» 0 +0 = меньше 9,109 в степени – 31 высвечивает глубокую загадку, которая стоит перед современной физикой:
* Каков механизм, который позволяет фотонам, не взаимодействующим с полем Хиггса, приобретать массу?
* Что происходит во время взаимодействия фотонов, которое приводит к появлению массы у поляритонов?
* Какая фундаментальная физическая величина, помимо взаимодействия с полем Хиггса, может быть источником массы?
Необходимо найти объяснение, которое позволит нам понять, как из двух безмассовых фотонов могут возникнуть поляритоны, обладающие массой.
Это – ключевая проблема, которую мы попытаемся решить в данной монографии.