Гэрлийн чийдэн нь физикийн хуулиудын эсрэг шатдаг

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Гэрлийн чийдэнгийн үйл ажиллагааны зарчим нь бидэнд маш тодорхой бөгөөд ойлгомжтой мэт санагддаг тул тэдний ажлын механикийн талаар бараг хэн ч боддоггүй. Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдэл бүрэн шийдэгдээгүй байгаа асар том нууцыг нууж байна.

Нэгдүгээрт, энэ нийтлэл хэрхэн бий болсон тухай өмнөх үг.

Таван жилийн өмнө би нэг оюутны форумд бүртгүүлж, тэнд манай академийн шинжлэх ухаан олон үндсэн заалтыг тайлбарлахад ямар алдаа гаргадаг, эдгээр алдааг альтернатив шинжлэх ухаан хэрхэн засч залруулдаг, академийн шинжлэх ухаан альтернатив шинжлэх ухаанаар хэрхэн тэмцдэг, шошго нааж байгаа тухай нийтлэл хэвлүүлсэн. түүнд "хуурамч шинжлэх ухаан" болон түүнийг бүх мөнх бус нүглээр буруутгаж байна. Миний нийтлэл 10 орчим минутын турш олон нийтийн сүлжээнд өлгөөтэй байсан бөгөөд үүний дараа тэр сав руу шидэгдсэн. Намайг тэр дор нь тодорхойгүй хориг тавьж, тэдэнтэй хамт байхыг хориглов. Хэдэн өдрийн дараа би энэ нийтлэлийг нийтэлж дахин оролдохын тулд бусад оюутны сайтад бүртгүүлэхээр шийдэв. Гэтэл би энэ бүх сайтын хар жагсаалтад орчихсон байсан тул бүртгэлийг хассан. Миний ойлгож байгаагаар оюутны форумын хооронд хүсээгүй хүмүүсийн тухай мэдээлэл солилцдог бөгөөд нэг сайт дээр хар жагсаалтад орсон байна гэдэг нь бусад бүх сайтаас автоматаар ниснэ гэсэн үг юм.

Тэгээд сургуулийн сурагчид, их сургуулийн оюутнуудад зориулсан шинжлэх ухааны алдартай нийтлэлээр дагнасан “Квант” сэтгүүлийг үзэхээр шийдлээ. Гэвч бодит байдал дээр энэ сэтгүүл сургуулийн үзэгчдэд илүү чиглэсэн хэвээр байгаа тул нийтлэлийг маш хялбаршуулах шаардлагатай болсон. Би тэндээс хуурамч шинжлэх ухааны талаар бүгдийг хаяж, зөвхөн нэг физик үзэгдлийн тайлбарыг үлдээж, түүнд шинэ тайлбар өгсөн. Өөрөөр хэлбэл, нийтлэл нь техникийн сэтгүүл зүйгээс цэвэр техникийн шинж чанартай болсон. Гэхдээ би хүсэлтийнхээ хариуг редакциас хүлээсэнгүй. Өмнө нь редакци миний нийтлэлээс татгалзсан ч гэсэн сэтгүүлийн редакциас хариулт үргэлж ирдэг байсан. Эндээс би редакцид бас хар жагсаалтад орсон гэж дүгнэсэн. Тиймээс миний нийтлэл өдрийн гэрлийг хэзээ ч харж байгаагүй.

Таван жил өнгөрчээ. Би Квантын редакцтай дахин холбогдохоор шийдлээ. Гэвч таван жилийн дараа миний хүсэлтэд ямар ч хариу ирээгүй. Энэ нь би тэдний хар жагсаалтад хэвээр байна гэсэн үг. Тиймээс би салхин тээрэмтэй дахиж тэмцэхгүй байхаар шийдсэн бөгөөд энд сайт дээр нийтлэл нийтлэв. Мэдээжийн хэрэг, сургуулийн хүүхдүүдийн дийлэнх нь үүнийг харахгүй байх нь харамсалтай. Гэхдээ энд би юу ч хийж чадахгүй. За ингээд нийтлэл өөрөө байна…

Яагаад гэрэл асдаг вэ?

Манай гариг дээр цахилгаан чийдэн байхгүй тийм суурин газар байхгүй байх. Том, жижиг, флюресцент, галоген, халаасны бамбар, хүчирхэг цэргийн хайсууд - тэдгээр нь бидний амьдралд маш бат бөх суурьшиж, бидний амьсгалж буй агаар шиг танил болсон. Гэрлийн чийдэнгийн үйл ажиллагааны зарчим нь бидэнд маш тодорхой бөгөөд ойлгомжтой мэт санагддаг тул тэдний ажлын механикийн талаар бараг хэн ч боддоггүй. Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдэл бүрэн шийдэгдээгүй байгаа асар том нууцыг нууж байна. Үүнийг өөрсдөө шийдэхийг хичээцгээе.

Бид хоёр хоолойтой усан сантай болцгооё, тэдгээрийн нэгээр нь усан сан руу ус урсаж, нөгөөгөөр нь ус урсдаг. Усан санд секунд тутамд 10 кг ус орж ирдэг гэж бодъё, мөн усан сандаа энэ арван кг-ын 2 нь цахилгаан соронзон цацрагт ид шидтэй хувирч гадагшаа хаягддаг. Асуулт: Усан сангаас өөр хоолойгоор хэр их ус гарах вэ? Нэгдүгээр ангийн хүүхэд хүртэл секундэд 8 кг ус авна гэж хариулах байх.

Жишээгээ бага зэрэг өөрчилье. Хоолойн оронд цахилгаан утас, усан сангийн оронд цахилгаан чийдэн байг. Нөхцөл байдлыг дахин авч үзье. Гэрлийн чийдэнгийн нэг утас секундэд 1 сая электрон агуулдаг. Хэрэв бид энэ саяын нэг хэсэг нь гэрлийн цацраг болж хувирч, чийдэнгээс хүрээлэн буй орон зайд ялгардаг гэж үзвэл цөөн тооны электронууд нөгөө утсаар дэнлүүг орхих болно. Хэмжилтүүд юу харуулах вэ? Тэд хэлхээний цахилгаан гүйдэл өөрчлөгдөхгүй гэдгийг харуулах болно. Гүйдэл бол электронуудын урсгал юм. Хэрэв цахилгаан гүйдэл хоёр утсанд ижил байвал энэ нь чийдэнгээс гарах электронуудын тоо нь чийдэн рүү орж буй электронуудын тоотой тэнцүү байна гэсэн үг юм. Мөн гэрлийн цацраг бол төгс хоосон орон зайнаас үүсэх боломжгүй, зөвхөн өөр төрлөөс гарч ирж болох нэг төрлийн матери юм. Хэрэв энэ тохиолдолд гэрлийн цацраг электронуудаас гарч чадахгүй бол гэрлийн цацраг хэлбэрээр бодис хаанаас гардаг вэ?

Цахилгаан чийдэнгийн гэрэлтэх энэхүү үзэгдэл нь лептоны цэнэг гэж нэрлэгддэг энгийн бөөмийн физикийн нэг чухал хуультай зөрчилддөг. Энэ хуулийн дагуу электрон зөвхөн эсрэг бөөм болох позитронтойгоо устгах урвалд ороход л гамма квант ялгарснаар алга болно. Гэвч гэрлийн чийдэнд эсрэг бодисыг зөөвөрлөгч болох позитронууд байж болохгүй. Тэгээд бид шууд утгаараа гамшгийн нөхцөл байдалд хүрнэ: нэг утсаар дамжин чийдэн рүү орж буй бүх электронууд өөр утсаар дамждаг чийдэнгээс ямар ч устгах урвал явагдахгүй, харин чийдэнгийн дотор гэрлийн цацраг хэлбэрээр шинэ бодис гарч ирдэг.

Мөн утас, чийдэнтэй холбоотой өөр нэг сонирхолтой эффект энд байна. Олон жилийн өмнө алдарт физикч Никола Тесла нэг утсаар энерги дамжуулах нууцлаг туршилтыг хийж байсан нь бидний үед Оросын физикч Авраменко давтагдсан байдаг. Туршилтын мөн чанар нь дараах байдалтай байв. Бид хамгийн энгийн трансформаторыг аваад цахилгаан үүсгүүр эсвэл сүлжээнд анхдагч ороомогтой холбодог. Хоёрдогч ороомгийн утасны нэг төгсгөл нь зүгээр л агаарт унждаг, бид нөгөө үзүүрийг дараагийн өрөөнд татаж, тэнд бид дөрвөн диодын гүүртэй холбодог цахилгаан чийдэнг дунд нь холбодог. Бид трансформаторт хүчдэл өгч, гэрэл аслаа. Гэхдээ эцэст нь зөвхөн нэг утас сунадаг бөгөөд цахилгаан хэлхээг ажиллуулахын тулд хоёр утас хэрэгтэй болно. Үүний зэрэгцээ энэ үзэгдлийг судалж буй эрдэмтдийн үзэж байгаагаар чийдэн рүү явж байгаа утас огт халдаггүй. Зэс эсвэл хөнгөн цагааны оронд маш өндөр эсэргүүцэлтэй ямар ч металлыг ашиглаж болох тул халуун биш бөгөөд хүйтэн хэвээр байх болно. Түүнчлэн, утасны зузааныг хүний үсний зузаан хүртэл багасгах боломжтой бөгөөд угсралт нь утсанд дулаан үүсгэхгүйгээр асуудалгүй ажиллах болно. Нэг утсаар эрчим хүч дамжуулах энэ үзэгдлийг өнөөг хүртэл хэн ч алдагдалгүй тайлбарлаж чадаагүй. Одоо би энэ үзэгдлийн талаар тайлбар өгөхийг хичээх болно.

Физикт ийм ойлголт байдаг - физик вакуум. Үүнийг техникийн вакуумтай андуурч болохгүй. Техникийн вакуум гэдэг нь хоосон зүйлтэй ижил утгатай. Бид бүх агаарын молекулуудыг савнаас зайлуулах үед техникийн вакуум үүсгэдэг. Физик вакуум нь огт өөр бөгөөд энэ нь бүх зүйлийг хамарсан материйн эсвэл хүрээлэн буй орчны аналог юм. Энэ чиглэлээр ажилладаг бүх эрдэмтэд физикийн вакуум байдаг гэдэгт эргэлздэггүй, учир нь түүний бодит байдлыг олонд танигдсан баримт, үзэгдлүүд баталж байна. Тэд үүнд энерги байгаа эсэх талаар маргаж байна. Хэн нэгэн нь маш бага энергийн тухай ярьдаг бол зарим нь асар их хэмжээний энергийн талаар бодох хандлагатай байдаг. Физик вакуумыг нарийн тодорхойлох боломжгүй юм. Гэхдээ та түүний шинж чанараар ойролцоогоор тодорхойлолт өгч болно. Жишээлбэл, физикийн вакуум нь орчлон ертөнцийн орон зайг бүрдүүлдэг, матери, цаг хугацааг бий болгодог, олон үйл явцад оролцдог, асар их энергитэй боловч шаардлагатай бүх зүйл байхгүйн улмаас бидэнд харагдахгүй байдаг онцгой орчин юм. мэдрэхүйн эрхтнүүд, тиймээс бидэнд хоосон юм шиг санагддаг. Үүнийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй: бие махбодийн вакуум нь хоосон зүйл биш, зөвхөн хоосон зүйл юм шиг санагддаг. Хэрэв та энэ байр суурийг эзэлвэл олон оньсого амархан тайлагдах болно. Жишээлбэл, инерцийн оньсого.

Инерци гэж юу болох нь тодорхойгүй байна. Түүгээр ч барахгүй инерцийн үзэгдэл нь механикийн гуравдахь хуультай зөрчилддөг: үйлдэл нь урвалтай тэнцүү юм. Ийм учраас инерцийн хүчийг заримдаа хуурмаг, зохиомол гэж зарлахыг оролддог. Гэтэл бид огцом тоормостой автобусанд инерцийн хүчний нөлөөнд автаж, духан дээрээ товойсон бол энэ овойлт ямар их хуурмаг, зохиомол байх бол? Бодит байдал дээр инерци нь бие махбодийн вакуум бидний хөдөлгөөнд үзүүлэх хариу үйлдлээр үүсдэг.

Бид машинд суугаад хийн дээр дарах үед бид жигд бус (хурдасгасан) хөдөлж эхэлдэг бөгөөд бидний биеийн таталцлын талбайн энэхүү хөдөлгөөнөөр биднийг хүрээлж буй физик вакуум бүтцийг гажуудуулж, түүнд зарим энерги өгдөг. Вакуум нь үүнд хариу үйлдэл үзүүлж, биднийг тайвшруулж, улмаар үүссэн хэв гажилтыг арилгахын тулд биднийг буцааж татах инерцийн хүчийг бий болгодог. Инерцийн хүчийг даван туулахын тулд маш их энерги шаардагддаг бөгөөд энэ нь хурдатгалын хувьд өндөр түлш зарцуулдаг. Цаашдын жигд хөдөлгөөн нь физик вакуумд ямар ч байдлаар нөлөөлөхгүй тул инерцийн хүчийг үүсгэдэггүй тул жигд хөдөлгөөнд түлшний зарцуулалт бага байдаг. Бид удааширч эхлэхэд бид дахин жигд бус (удаан) хөдөлж, жигд бус хөдөлгөөнөөрөө физик вакуумыг дахин гажуудуулдаг бөгөөд энэ нь биднийг урагш татах инерцийн хүчийг бий болгосноор биднийг жигд шулуун хөдөлгөөнд үлдээдэг. вакуум деформаци байхгүй үед. Харин одоо бид вакуум руу энергийг шилжүүлэхээ больсон, харин энэ нь бидэнд өгдөг бөгөөд энэ энерги нь машины тоормосны дэвсгэрт дулаан хэлбэрээр ялгардаг.

Машины ийм хурдасгасан жигд удаашралтай хөдөлгөөн нь бага давтамжтай, асар их далайцтай хэлбэлзлийн нэг мөчлөгөөс өөр зүйл биш юм. Хурдатгалын үе шатанд энергийг вакуум руу нэвтрүүлж, удаашрах үе шатанд вакуум нь энергийг өгдөг. Хамгийн сонирхолтой нь вакуум нь биднээс урьд өмнө авч байснаас илүү их энерги ялгаруулж чаддаг. тэр өөрөө асар их эрчим хүчний нөөцийг эзэмшдэг. Энэ тохиолдолд энерги хадгалагдах хуулийг зөрчих тохиолдол гардаггүй: вакуум бидэнд хэр их энерги өгөх вэ, бид үүнээс яг ижил хэмжээний энерги авах болно. Гэвч физикийн вакуум нь бидэнд хоосон мэт санагддаг тул энерги хаанаас ч бий болдог юм шиг санагдах болно. Энерги нь хоосон байдлаас шууд гарч ирэх үед энерги хадгалагдах хуулийг илт зөрчсөн ийм баримтууд физикт эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан (жишээлбэл, ямар ч резонансын үед ийм асар их энерги ялгардаг тул цуурайтаж буй объект бүр сүйрч болно)..

Тойргийн хөдөлгөөн нь тогтмол хурдтай байсан ч жигд бус хөдөлгөөний нэг төрөл юм, учир нь энэ тохиолдолд хурдны векторын орон зай дахь байрлал өөрчлөгдөнө. Иймээс ийм хөдөлгөөн нь хүрээлэн буй орчны физик вакуумыг гажуудуулдаг бөгөөд үүнд төвөөс зугтах хүч хэлбэрээр эсэргүүцлийн хүчийг бий болгодог: вакуум байхгүй үед тэдгээр нь хөдөлгөөний траекторийг шулуун болгож, шулуун шугамтай болгох байдлаар үргэлж чиглэгддэг. деформаци. Мөн төвөөс зугтах хүчийг даван туулахын тулд (эсвэл эргэлтээс үүссэн вакуумыг хадгалахын тулд) та вакуум руу ордог энерги зарцуулах хэрэгтэй.

Одоо бид чийдэнгийн гэрэлтэх үзэгдэл рүү буцаж болно. Үүнийг ажиллуулахын тулд хэлхээнд цахилгаан үүсгүүр байх ёстой (батарей байгаа ч гэсэн генератороос нэг удаа цэнэглэгдсэн байсан). Цахилгаан үүсгүүрийн роторын эргэлт нь хөрш зэргэлдээх физик вакуумын бүтцийг гажуудуулж, роторт төвөөс зугтах хүч үүсч, эдгээр хүчийг даван туулах энерги нь анхдагч турбин эсвэл бусад эргэлтийн эх үүсвэрээс физик вакуум руу шилждэг. Цахилгаан хэлхээн дэх электронуудын хөдөлгөөний хувьд энэ хөдөлгөөн нь эргэдэг ротор дахь вакуумаас үүссэн төвөөс зугтах хүчний үйл ажиллагааны дор явагддаг. Электронууд гэрлийн чийдэнгийн утас руу орохдоо болор торны ионуудыг хүчтэй бөмбөгдөж, хүчтэй чичирч эхэлдэг. Ийм чичиргээний явцад физик вакуумын бүтэц дахин гажиг үүсэх ба вакуум нь гэрлийн квантуудыг ялгаруулах замаар үүнтэй урвалд ордог. Вакуум нь өөрөө нэг төрлийн матери учраас хаанаас ч юм гарч ирэх тухай өмнө нь тэмдэглэсэн зөрчил арилсан: нэг төрлийн матери (гэрлийн цацраг) нь өөр төрлийн (физик вакуум) үүсдэг. Ийм үйл явц дахь электронууд өөрсдөө алга болдоггүй бөгөөд өөр зүйл болж хувирдаггүй. Иймд нэг утсаар гэрлийн чийдэнд хичнээн электрон орох вэ, нөгөө утсаар яг ижил хэмжээний электрон гарч ирнэ. Мэдээжийн хэрэг квантуудын энергийг утас руу орж буй электронуудаас бус физик вакуумаас авдаг. Хэлхээнд байгаа цахилгаан гүйдлийн энерги нь өөрөө өөрчлөгдөхгүй бөгөөд тогтмол хэвээр байна.

Тиймээс чийдэнг гэрэлтүүлэхийн тулд электронууд биш, харин металлын болор торны ионуудын хурц чичиргээ хэрэгтэй. Электронууд бол ионуудыг чичиргээ үүсгэдэг хэрэгсэл юм. Гэхдээ багажийг сольж болно. Нэг утсаар хийсэн туршилтанд яг ийм зүйл тохиолддог. Никола Теслагийн нэг утсаар энерги дамжуулах тухай алдартай туршилтанд ийм хэрэгсэл нь утасны дотоод хувьсах цахилгаан орон байсан бөгөөд энэ нь түүний хүчийг байнга өөрчилж, улмаар ионуудыг чичиргээ үүсгэдэг байв. Тиймээс, энэ тохиолдолд "энергийг нэг утсаар дамжуулах" гэсэн илэрхийлэл амжилтгүй, бүр алдаатай байдаг. Утасаар ямар ч энерги дамжуулагдаагүй, энерги нь хүрээлэн буй орчны физик вакуумаас чийдэнгийн дотор ялгарсан. Энэ шалтгааны улмаас утас өөрөө халсангүй: хэрэв түүнд эрчим хүч өгөхгүй бол объектыг халаах боломжгүй юм.

Үүний үр дүнд цахилгаан дамжуулах шугам барих өртөг огцом буурах хандлагатай байна. Нэгдүгээрт, та хоёр биш нэг утсаар амьдрах боломжтой бөгөөд энэ нь хөрөнгийн зардлыг шууд бууруулдаг. Хоёрдугаарт, харьцангуй үнэтэй зэсийн оронд хамгийн хямд металл, тэр байтугай зэвэрсэн төмрийг ч ашиглаж болно. Гуравдугаарт, та утсыг өөрөө хүний үсний зузаан хүртэл багасгаж, бат бөх чанарыг нь хэвээр үлдээж эсвэл удаан эдэлгээтэй, хямд хуванцар бүрээсээр бэхлэх замаар нэмэгдүүлэх боломжтой (дашрамд хэлэхэд энэ нь утсыг хамгаалах болно. Агаар мандлын хур тунадаснаас). Дөрөвдүгээрт, утасны нийт жинг бууруулснаар тулгуур хоорондын зайг нэмэгдүүлэх, улмаар бүх шугамын тулгуурын тоог багасгах боломжтой. Үүнийг хийх нь бодитой юу? Мэдээжийн хэрэг бодит. Манай улсын удирдлагын улс төрийн хүсэл зориг байж, эрдэмтэд та бүхнийг урам хугарахгүй.