Официальная физика: дешёвые сенсации наших дней
- «Квантовая телепортация»
- «Остановлен световой луч»
- «Впервые измерена скорость гравитации»
- «Чёрная дыра в центре нашей Галактики»
- «Аномальное ускорение «Пионеров»
- «Трагикомедия с зондом SMART-1»
- «DAWN и Веста: очередная шутка NASA»
- «Нейтрино, летящие быстрее света»
- «Квантово-запутанный задержанный выбор»
Статья написана в противовес сообщениям средств массовой информации, в которых некоторые обыкновенные, а иногда даже выдуманные экспериментальные результаты т.н. «физиков» были представлены, как невиданные и даже сенсационные...
Волне шумихи по поводу «квантовой телепортации» предшествовала небольшая заметка в журнале «Успехи физических наук» (т.168, 1 (1998) 84) со ссылкой на публикацию в «Nature» (курсив и комментарии наши):
«В университете г. Инсбрук (Австрия) выполнены эксперименты по мгновенной передаче свойств одних частиц (поляризации фотонов) другим частицам, находящимся на большом расстоянии от первых. Методику экспериментов предложил в 1993 г. Charles Bennett. Она напоминает мысленный эксперимент по проверке неполноты квантовой механики, обсуждавшийся А.Эйнштейном, Б.Подольским и Н.Розеном в 1935 г. Два фотона пролетают через кристалл с кубической нелинейностью и приобретают противоположные поляризации. Таким образом, измерив поляризацию одного из фотонов, можно сразу же сделать вывод о поляризации второго(*).
Согласно квантовой механике, до момента измерения, фотоны находились в состоянии суперпозиции различных поляризаций, их квантовые состояния были неопределёнными. После измерения поляризации первого фотона, второй фотон также мгновенно получает определённое квантовое состояние. Причём, над вторым фотоном никаких измерений не производится(**), и он может находиться на сколь угодно большом расстоянии от первого. Принцип причинности в этом случае не нарушается, поскольку заранее неизвестно, какое именно из двух состояний поляризации реализуется. Опыты были названы «квантовой телепортацией» свойств частиц…»
(*) Вывод-то сделать можно, но подтверждается ли он экспериментально? Нет, не подтверждается – это однозначно следует из дальнейшего изложения.
(**) Видите: над вторым фотоном никаких измерений не производится. На наш взгляд, проводить эти измерения попросту бессмысленно, и вот почему. Для убеждения в том, что произошла мгновенная передача состояния, не обойтись одним измерением над вторым фотоном. Даже если измерить поляризацию первого фотона, а затем – второго, то нет гарантии, что их состояния до измерений действительно были смешанными, и что мгновенная передача энергии действительно произошла. Поэтому требуются два измерения над вторым фотоном – до передачи состояния и после неё. Но уже первое из этих измерений уничтожает сам фотон, поэтому второе измерение производить не над чем. Кстати, если измерение над вторым фотоном делать до мгновенной передачи состояния, то тогда не первый, а второй фотон будет источником этой передачи, не так ли? Сколько же нужно измерений, и в какой последовательности их проводить, чтобы достоверно зафиксировать мгновенную передачу состояния? Является ли эта экспериментальная задача вообще «корректно поставленной»?
А нам говорят: измерения проводились только над первым фотоном, а над вторым – нет! Какое же воображение надо иметь, чтобы называть это «экспериментами по мгновенной передаче свойств частиц»? Вот, оказывается, что такое «квантовая телепортация»!
По-видимому, автор цитированной заметки в УФН сам ужаснулся предельной ясности, с которой он обрисовал то, чем занимаются взрослые дяди. В следующем номере он всё исправил, написав заметку вдогонку – где налицо явное намерение запутать вопрос, насколько это возможно. Эту вторую заметку мы не берёмся комментировать.
«Остановлен световой луч»
Эта формулировка заворожила даже физиков – особенно тех, кто не ознакомился со схемой эксперимента (Гарвардский университет, L.V.Lui и др). Остановили-то не световой луч, а световой импульс, причём отнюдь не в полёте!
Работали с облачком атомов; в это облачко направлялся лазерный импульс накачки, который переводил атомы в возбуждённое долгоживущее (по атомным меркам) состояние. До того, как атомы начинали самопроизвольно возвращаться в невозбуждённое состояние, удавалось – с помощью затравочного лазерного импульса – вызывать индуцированное высвечивание. Таким образом, предлагается следующая логика: лазерный свет накачки останавливается на атомах, а затем, по желанию экспериментаторов, он вновь пускается в путь.
Комментируя эту логику, заметим, что подобная «остановка света» происходит в природе ежесекундно и повсеместно – на каждом атоме, участвующем в переизлучении светового кванта. Сам принцип «накачка в долгоживущее состояние, а затем индуцированное высвечивание», давно известен и используется в атомной спектроскопии; кроме того, на нём основана работа практически всей лазерной техники. В этом смысле «остановившие свет» не открыли ничего принципиально нового.
Что же касается их заявления о перспективе создания «квантового компьютера» с ячейками памяти на «остановленном свете», то это заявление тоже не выдерживает критики. Ведь они умолчали о том, что «остановленный» свет не всегда пускается в путь по желанию экспериментаторов, иногда он делает это самопроизвольно. Хорошо известно, что в определённом проценте случаев высвечивание происходит спонтанно, причём эти «квантовые шумы», согласно квантовой теории, неустранимы. Ясно, что неработоспособен компьютер, у которого ячейки динамической памяти самопроизвольно изменяют свои состояния в промежутках между опросами.
Кстати, рекомендуем разгромную статью: Е.Б. Александров, В.С. Запасский «Легенда об остановленном свете». «Успехи физических наук», т.174, N 10 (2004) 1105. «...картина наблюдаемых в этом эксперименте сигналов не содержит ничего нового и полностью укладывается в традиционные представления физики оптической накачки 50-летней давности…»
«Впервые измерена скорость гравитации»
Речь идёт о недавнем эксперименте (С.М. Копейкин, университет Миссури, E. Formalont, Национальная радиоастрономическая обсерватория США) по приёму радиоизлучения от квазара в условиях, когда линию квазар-Земля пересекала планета Юпитер. На основе искажений радиоизображения квазара – якобы из-за действия поля гравитации Юпитера на проходящее радиоизлучение – учёные рассчитали «скорость гравитации»: с точностью до 20% она совпала со скоростью света.
Этот результат находится в резком противоречии с более ранними наблюдениями, позволявшими сделать выводы о скорости действия тяготения. Ещё Лаплас, анализируя движение планет и спутников Солнечной системы, сделал свой фундаментальный вывод. Если, по мере перемещения космического тела, новые значения действующей на него силы тяготения устанавливались бы с запаздыванием во времени, то законы движения космических тел отличались бы от кеплеровских: орбиты бы эволюционировали. Но такие эволюции не обнаруживаются, и Лаплас, исходя из имевшихся данных, сделал нижнюю оценку для скорости действия тяготения: эта нижняя оценка оказалась больше скорости света на восемь (!) порядков. Во времена Лапласа этот вывод мало кого удивил, поскольку находился в согласии с воззрениями Ньютона – полагавшего, что тяготение действует вообще без запаздывания во времени.
В дальнейшем появлялись данные, из которых следовало всё большее увеличение нижней границы скорости действия тяготения. Например, при обработке сигналов от пульсаров определялся текущий вектор орбитальной скорости Земли, производная же этого вектора по времени представляла собой текущий вектор центростремительного ускорения Земли. Оказалось, что Земля ускоряется не к центру мгновенного видимого положения Солнца, а к центру мгновенного истинного его положения. Свет испытывает аберрацию, а тяготение – нет! С учётом этих и других экспериментальных данных, сегодня нижняя оценка скорости действия тяготения превышает скорость света уже на десять порядков (см. обзор: T.Van Flandern. The speed of gravity – What the experiments say. Phys.Lett. A 250 (1998) 1).
Эти результаты малоизвестны, поскольку они не подтверждают официальную теорию тяготения – общую теорию относительности – хотя, строго говоря, и не противоречат ей. Дело в том, что в этой теории фигурирует скорость лишь пертурбаций поля, т.е. «гравитационных волн», и постулировано, что эта скорость равна скорости света. Что же касается скорости действия стационарного поля, то о ней официальная теория тяготения умалчивает. А раз умалчивает – значит, нет предмета спора ни с Лапласом, ни с Ньютоном.
Зато есть предмет спора с Копейкиным и Формалонтом, которые считают, что их результат подтверждает общую теорию относительности. Ясно, что в их эксперименте Юпитер не выступал в роли генератора гравитационных волн: его поле было стационарно. Но вывод о том, что скорость действия стационарного поля равна скорости света, резко противоречит более ранним данным, как отмечалось выше. Значит, скорее всего, был допущен просчёт либо при планировании эксперимента, либо при интерпретации его результатов. До сих пор – при расчётах как «отклонения луча света в поле тяготения Солнца», так и эффектов «гравитационного линзирования» – никакой «скорости гравитации» не требовалось.
Добавим: подробный разбор эксперимента Копейкина и Фомалонта дан в статье «Вертикальное свободное падение: новые нижние ограничения на скорость действия тяготения». Анализ их методики чётко показывает, что их результат – это сознательная имитация желаемого эффекта.
Добавим цитату: «Измерялось отклонение волнового фронта радиоизлучения квазара при прохождении его рядом с Юпитером. Принимая во внимание, что измеряемая величина была меньше миллисекунды дуги, угловой размер квазара – порядка секунды дуги, а также форму квазара, напоминающую вытянутую кляксу с двумя центрами излучения, то в научном сообществе поднялся скандал. Даже ортодоксальные релятивисты поняли, что их просто «разводят». Копейкин долго извинялся, говоря, что он только теоретик, а результат измерений был ему предоставлен неким шведским радиоастрономом, который и проводил измерения. Скандал замяли…» Это – из разгромной статьи об «отклонении света вблизи Солнца».
«Чёрная дыра в центре нашей Галактики»
Сообщалось, что исследователи из Института внеземной физики им. М.Планка (Германия) получили доказательства того, что объект Sgr A* в центре нашей Галактики является сверхмассивной чёрной дырой с массой 3,7*106 масс Солнца (см. УФН, т.173, 12 (2003) 1387 и более раннюю заметку – УФН, т.172, 12 (2002) 1448). Этот вывод был сделан ими на основе высокоточных наблюдений за движением звёзд около центра Галактики, которое, как полагают, является кеплеровым вращением.
Немного отвлечёмся и проведём небольшой «мысленный эксперимент». Допустим, некто желает дать ход заведомой спекуляции о наличии чёрной дыры в центре нашей Галактики. Какую массу следовало бы приписать этой гипотетической чёрной дыре, чтобы спекуляция какое-то время не противоречила наблюдаемым движениям звёзд? Из-за конечного углового разрешения телескопов, линейные скорости вращения звёзд вокруг центра Галактики известны, начиная с некоторого радиуса удаления R0, который на сегодня составляет примерно один световой год. На этом радиусе удаления линейные скорости вращения звёзд составляют около 100 км/с и далее линейно растут примерно до 250 км/с на радиусе примерно в 500 парсек (согласно Оорту).
Ясно, что для спекуляции имеется очень узкая «ниша»: чёрной дыре следовало бы приписать массу в предположении о кеплеровом вращении звёзд именно на радиусе R0 – не на меньшем и не на большем. Не на меньшем – потому, что нет надёжных данных о движении звёзд на меньших удалениях. А не на большем – потому, что, если в качестве кеплерового взять вращение на большем удалении, то, на меньшем удалении, линейной скорости вращения полагалось бы быть больше, а в действительности это не так. «Ниша» для спекуляции, действительно, очень узкая, и вряд ли следует объяснять, что оценка массы чёрной дыры по описанному рецепту ровным счётом ничего не доказывала бы.
Именно такую, ничего не доказывающую, оценку массы чёрной дыры проделали специалисты из Института внеземной физики. И сразу же посыпались восторженные комментарии о «фантастическом подтверждении теории тяготения».
А ведь, если объект Sgr A* имел бы массу в 3.7*106 масс Солнца, то «теория тяготения» давно имела бы наглядное подтверждение – благодаря тому, что свет, как утверждает эта теория, искривляет свою траекторию вблизи массивного тела. Свет от звёзд, расположенных, по отношению к нам, за центром Галактики, не доходил бы до нас напрямую, т.к. он поглощался бы чёрной дырой. Но он доходил бы до нас «в обход» чёрной дыры – из-за гравитационного искривления траектории – формируя ореол повышенной светимости вокруг объекта Sgr A*.
Размер этого ореола можно оценить, используя известное выражение для угла отклонения луча света при прохождении вблизи массивного тела; выражение для углового радиуса максимума у ореола приводится к виду Amax=(2Rg/L)1/2, где Rg – гравитационный радиус объекта, L – расстояние от нас до центра Галактики. При объявленной массе чёрной дыры, её гравитационный радиус составляет около 11 млн.км, оценка для L есть 8000 парсек; тогда Amax составляет почти две угловые секунды. Ореол повышенной светимости с таким угловым радиусом уверенно наблюдался бы, поскольку разрешение современных телескопов почти на два порядка лучше. Но никаких аномалий светимости вокруг объекта Sgr A* не наблюдается.
Наконец, странно выглядит сама концепция падения галактического вещества к центру и пожирания его чёрной дырой. Звёзды, якобы, рождаются где-то на периферии, а затем, двигаясь к центру, непостижимым образом выстраиваются в две стройные колонны – в два спиральных рукава. Даже школьнику должно быть интуитивно ясно, что устья этих рукавов – это не входные ворота для звёзд, а, наоборот, выходные: звёзды движутся не к центру Галактики, а от него. Значит, в центре Галактики находится, возможно, фабрика звёзд, но никак не их утилизатор.
Действительно: «В газовом диске размером менее 0,1 пк вокруг сверхмассивной чёрной дыры Sgr A* в центре нашей Галактики наблюдается несколько десятков молодых звёзд с массами более 40 масс Солнца...» – Новости в сети Интернет: УФН, т.175, 12 (2005) 1304.
«Аномальное ускорение «Пионеров»
Этот феномен приобрёл широкую известность после публикации: J.D.Anderson, et al. Phys.Rev.Lett., v.81, N 14, 1998, p.2858-2861. Авторы сообщили, что анализ данных радиослежения за космическими аппаратами, достигшими периферии Солнечной системы и продолжающими удаляться от Солнца, выявил необъяснённую компоненту ускорения в их движении, имеющую весьма малую величину, около 8.5*10-8 см/с2, и направленную к Солнцу. Названная статья, фактически, представляет собой обзор целого ряда явлений, которые НЕ могли быть причиной обнаруженного «аномального ускорения»; вопрос о его происхождении остался открытым. Теоретики – профессионалы и любители – буквально «вцепились» в этот феномен, предлагая для его объяснения свои гипотезы – одну экзотичнее другой. Сильна была их уверенность в том, что объяснения ищутся для реального физического эффекта.
Но от этой уверенности ничего не остаётся, если внимательно посмотреть на приведённый авторами график. Он иллюстрирует остаточные разности допплеровской скорости (измеряемой минус предсказываемой) для Пионера-10 на семилетнем интервале. Заметно, что на систематический линейный рост этих остаточных разностей – на основе которого и сделали вывод об «аномальном ускорении» – наложена слабая раскачивающаяся волна с периодом в один год.
Едва ли можно серьёзно говорить о том, что космический аппарат, движущийся где-то на периферии Солнечной системы, имеет годичную, да ещё раскачивающуюся, модуляцию своей скорости. Между тем, известно, что при обработке потоков данных, имеющих цикличности, вполне возможно появление такого рода «раскачек». Едва ли можно сомневаться в том, что названная годичная волна на графике не соответствует реальному физическому эффекту, а является «эффектом обработки». Но если фильтрация при обработке данных допускает «пролезание» периодической паразитной компоненты, то «пролезание» линейной паразитной компоненты она должна допускать тем более. Было бы странно, если линейная паразитная компонента при этом отсутствовала бы!
Добавим, что мы усматриваем косвенное, но, на наш взгляд, весьма важное свидетельство о том, что заявленное «аномальное ускорение аппаратов к Солнцу» является не реальным физическим эффектом, а «эффектом обработки». Речь о том, что для аппаратов разных конструкций (Пионер-10 и -11, Галилео, Улисс) «аномальное ускорение» оказалось практически одинаковым в огромном диапазоне расстояний от Солнца – от 1,3 до 67 астрономических единиц! Самым простым объяснением такого чуда является допущение об одинаковом паразитном эффекте, имевшем место при обработке различных сегментов данных.
Действительно, если на аппараты действовала бы некоторая глобальная сила – обусловленная, например, той или иной модификацией закона обратных квадратов у солнечного тяготения – то эта сила действовала бы и на другие космические тела. Д-р L.Iorio рассчитал для спутников Нептуна возмущения орбит, которые вызывала бы названная малая тяга к Солнцу. Реальные возмущения – на 1-2 порядка меньше (L.Iorio. Does the Neptunian system of satellites challenge a gravitational origin for the Pioneer anomaly? Mon.Not.R.Astron.Soc. arXiv:0912.2947v3 [gr-qc] 5 Apr 2010).
Да что там спутники планет! А сами-то планеты? Если бы и планеты были подвержены тому же воздействию, что и «Пионеры», то орбиты планет заметно эволюционировали бы. Непрерывная малая тяга в направлении к Солнцу вызывала бы попятное вращение линий «афелий-перигелий» у орбит планет (Алексеев, Бебенин, Ярошевский «Маневрирование космических аппаратов»). В приближении малого эксцентриситета, этот угол поворота за сто лет составил бы W100=100*2*pi*Ar/(GM/R2), где Ar=8.5*10-8 см/с2 – возмущающее радиальное ускорение, M – масса Солнца, R – средний радиус орбиты планеты. Для Марса W100 составил бы около 38 угловых секунд, для Юпитера – около 446 угловых секунд, и так далее (чем больше радиус орбиты, тем больше величина W100). Но, если такое попятное движение перигелиев планет имело бы место, то о нём было бы хорошо известно ещё в XIX веке.
Итак, сразу следует отбросить множество предложенных «объяснений» «эффекта Пионеров» – основанных на поправках в закон всемирного тяготения или на воззрениях о том, что «до некоторого удаления от Солнца эфир жидкий, а далее он кристаллический». Поразительно: многие «объяснители» «эффекта Пионеров» полагали, что эффект имеет место, начиная с орбиты Урана (20 а.е.) или с орбиты Плутона (40 а.е.) – хотя в статье Андерсона и др. было чётко сказано о диапазоне 1,3-67 а.е. Но никто не поправлял горе-объяснителей – наоборот, эта весёлая дискуссия всячески поощрялась.
Почему? Мы сильно подозреваем, что задача статьи Андерсона с соавторами была такова: внушить научному сообществу ложную уверенность в том, что, с точностью до порядка 10-8 см/с2, солнечное тяготение действует в согласии с законом всемирного тяготения вплоть до 60 а.е. и более – и, таким образом, исключить даже мысль о том, что два «Пионера» и два «Вояджера» пересекли границу действия солнечного тяготения, которая проходит по внешнему краю пояса Койпера (48 а.е.). Обнуление центростремительного ускорения к Солнцу при переходе через эту границу следует из официальных данных слежения за этими аппаратами. См. статью «Внешний край пояса Койпера – граница области Солнечного тяготения».
«Трагикомедия с зондом SMART-1»
Космический аппарат SMART-1 Европейского космического агентства (ЕКА, ESA), после его вывода на околоземную стартовую орбиту, более года «раскачивал» её с помощью двигателя малой тяги, подтягивая апогей к орбите Луны. Был запланирован захват зонда тяготением Луны при первом же входе в т.н. сферу действия Луны, радиус которой около 60 000 км. Затем, после снижения на окололунную орбиту, планировалось сделать множество фотографий лунной поверхности. В частности, обещали заснять следы пребывания американских астронавтов на Луне – поэтому миссия была широко прорекламирована.
Специалисты хорошо знали цену этим обещаниям – известно, что Луна чуть не постоянно «скрипит» из-за слабых «лунотрясений», что там имеет место электростатическое «оползание» грунта, и что движение линии терминатора (границы день-ночь) по поверхности Луны сопровождается пыльной бурей. В течение месяца полоса пыльной бури дважды прокатывается по поверхности Луны, и наивно полагать, что от «следов астронавтов» что-то могло сохраниться. Спецы знали об этом, но помалкивали.
Кроме того, российские и американские специалисты знали о странностях лунного тяготения – в частности, что оно действует на космические аппараты лишь в небольшой окололунной области, примерно до 10 000 км от её поверхности. Но об этом тоже помалкивали. Поэтому европейские спецы никак не подозревали, что SMART-1 далеко не долетит до области действия тяготения Луны, и что этот проект обречён на провал.
О том, как это всё происходило в реальном времени, красноречиво свидетельствует весёлая дискуссия на специализированном форуме «Новости космонавтики», конспект которой мы предлагаем для ознакомления. Если кому-то покажется, что этот конспект сделан предвзято и тенденциозно, пусть сделает получше. Конспект дискуссии ЗДЕСЬ.
«DAWN и Веста: очередная шутка NASA»
СМИ уже заливаются соловьями про успешный захват зонда DAWN тяготением Весты, крупного астероида из пояса между Марсом и Юпитером. До этого успешного захвата, зонд вывели на квази-синхронную орбиту с Вестой, и подгоняли по скручивающейся спирали к Весте всё ближе и ближе – подходящими включениями движка, разумеется. И вот, как бы, свершился захват!
Если верить этой официальной информации, захват произошёл на удалении примерно 17 000 км. По канонам практической космонавтики, это должно было произойти на границе т.н. сферы действия астероида, т.е. на границе области, в которой тяготение астероида доминирует над солнечным. Формула для радиуса сферы действия: Rсд=D*(m/M)2/5 (Левантовский «Механика космического полёта в элементарном изложении»). В нашем случае D – расстояние между Солнцем и Вестой, m – масса Весты, M – масса Солнца. Немедленно вычисляем массу Весты, которая оказывается равна 3,18*1019 кг. При среднем значении радиуса Весты, около 260 км, для её средней плотности получаем 432 кг на кубометр. Не маловато ли? У каменистых пород плотность на порядок поболе! А, может, астероидам не писан закон сферы действия? Нашлись умники, которые выразили нам сомнение в корректности использования именно сферы действия – в теории, мол, есть и другие сферы, например, сфера Хилла или сфера влияния. Но они обе значительно больше сферы действия, и тогда масса и средняя плотность Весты окажутся ещё меньше, соответствуя пенопласту.
Это не всё. Если масса Весты (через сферу действия) у нас в кармане, то сразу получим период обращения по орбите, согласно третьему закону Кеплера: T=2*pi*(A3/2)/(G*m)1/2, где A – большая полуось орбиты. При A=17 000 км, T составит 9,55*106 секунд или 110 суток – почти 4 месяца. Сбросим один месяц – учитывая, что движение сразу после захвата будет происходить не по круговой траектории, а по полуэллипсу снижения. Пусть – три месяца. Заранее было неизвестно, где произойдёт захват, поэтому для убеждения в том, что захват произошёл, надо было отследить хотя бы половину витка – без подработки двигателем. На это потребовалось бы полтора месяца, так? Но умельцы из NASA так долго ждать не стали. Это – не их методы. Они сообщили об удачном захвате уже на вторые сутки.
Как же они смогли удостовериться в захвате? Да никак. Они просто соврали. Не в первый раз же.
И это не всё. Сообщалось, что после захвата зонд будет ещё долго снижаться к Весте по скручивающейся спирали... Стоп! Скручивающаяся спираль не является кеплеровой траекторией – это не эллипс, не парабола и не гипербола! Значит, подработки двигателем будут продолжаться и после захвата, как и до него! Значит, «захват» можно было устроить неделей раньше или неделей позже – от этого в движении зонда не изменилось бы ровным счётом ничего. Вот это, я понимаю, подстраховочка! Заранее внушали публике-дуре, что, после захвата, подработка двигателями будет продолжаться! Поди догадайся, что только благодаря этой подработке и будет продолжаться снижение!
Но всё ещё хуже. При полученной массе Весты, на удалении 17 000 км, первая космическая скорость составила бы 11,2 м/с. Судя по официальной информации, DAWN сразу после захвата приближался к Весте со скоростью большей, чем первая космическая. Это они называют «gently capture» – мягкий захват?!
Нет, не научились ещё в NASA врать правдоподобно. А врать им приходится. Две предыдущие попытки вывести зонд «на орбиту вокруг астероида» (NEAR и Хаябуса) с полной очевидностью показали: аппараты не испытывают гравитационного притяжения к астероидам. Ибо тяготения у астероидов – нету. См. статью «Имеют ли собственное тяготение малые тела Солнечной системы».
«Нейтрино, летящие быстрее света»
Оглушительное впечатление на доверчивых репортёров произвело заявление учёных о том, что они экспериментально обнаружили движение нейтрино со сверхсветовой скоростью (см. Препринт). Расстояние в 730 км между источником нейтрино в ЦЕРНе и их детектором в Gran Sasso (Италия) – сквозь земную кору – нейтрино, якобы, преодолевали примерно на 61 нс быстрее, чем в случае движения со скоростью света.
В вышеназванном препринте приведено достаточно информации для однозначного вывода: заявленный результат является физически бессмысленным. На наш взгляд, по-другому и быть не могло: физически бессмысленны все эксперименты с нейтрино, поскольку такой частицы нет в природе. Нейтрино выдумали для спасения закона сохранения релятивистского импульса, который с очевидностью нарушался при бета-распаде – что повергало в прах специальную теорию относительности.
«...всех тоскливее было тем, кто занимался измерениями импульса отдачи у атома, из ядра которого выстреливался релятивистский электрон при бета-распаде. Здесь устраивалась как бы «очная ставка» двум методикам: импульс отдачи атома измерялся по «немагнитной» методике, а импульс выстреливаемого электрона – по «магнитной», во всей своей красе. И вот, закон сохранения импульса нарушался: импульс электрона получался чудовищно больше, чем импульс отдачи атома.
Теперь, внимание: не потеряйте нить рассуждений. Импульс электрона измерялся по непогрешимой «магнитной» методике – значит, правильно измерялся именно он. Следовательно, импульс отдачи у атома оказывался чудовищно меньше, чем требовалось по закону сохранения импульса. Куда же тогда пропадала эта недостающая часть? Пялились исследователи на фотопластинки, вертели ими так и сяк… Можно было поступить совсем просто: отбросить иллюзорные релятивистские завышения импульсов у электронов, и тогда их результирующие импульсы становились бы равными импульсам отдачи! Но – что вы! Это было бы святотатство! Уж лучше было сидеть и страдать молча…
Ферми смотрел-смотрел на эти страдания, и его доброе сердце дрогнуло.
– «Ладно, – подмигнул он, – вы только не плачьте! Вот что мы сделаем: введём новую частицу. И припишем ей всё, что требуется. Вам нужен импульс? У ней он есть!»
– «Как?! – просияли от радости экспериментаторы. – Так просто? Впрочем, погодите-погодите. Мы же такую возможность исследовали. Никаких следов третьей частицы при бета-распаде не обнаруживается!»
– «Ну, и что такого? Если следов не обнаруживается, значит, эта частица их не оставляет! Я же говорю – припишем всё, что требуется!»
– «Да, но… странно как-то. Трудно поверить! Частица… импульс имеет… и – никаких следов… Как же её поймать?»
– «А зачем обязательно – поймать? Сам по себе процесс ловли – разве он удовольствия не доставляет? Так ловите, до скончания века, и наслаждайтесь! На зависть окружающим!»
– «А, ведь, действительно! Позвольте полюбопытствовать, а как предлагается назвать эту неуловимую прелесть?»
– «Да придумаем хохмочку какую-нибудь… Вот: назовём эту прелесть нейтрончиком!»
Слово «нейтрончик» на родном итальянском языке Ферми звучит как «нейтрино». Ну, так и повелось… А карьеру эта «неуловимая прелесть» сделала на редкость головокружительную. Шутка ли: её быстренько перевели в разряд фундаментальных частиц – которых всего-то, считается, четыре. Из грязи – да в князи! В физике появился новый раздел – «Физика нейтрино». Понастроили грандиозных «детекторов».
Думаете, эти детекторы реагируют на нейтрино? Ну, что вы! Они реагируют на продукты реакций, которые, как полагают теоретики, может инициировать только нейтрино – одно на триллион, да и то в урожайный год. С этими «детекторами» получается как с заборами, которые строят известным методом: пишут неприличное слово из трёх букв и прибивают к нему доски. Вот на чём держится закон сохранения релятивистского импульса!..» (О.Х.Деревенский «Фиговые листики теории относительности»)
Смех смехом, но действительно есть так называемые «детекторы нейтрино», которые на что-то там срабатывают. Учёные уверяют нас в том, что эти детекторы срабатывают на нейтрино, но не приводят даже элементарных подкрепляющих свидетельств – в том числе и в рассматриваемом эксперименте. Здесь нейтрино, якобы, рождались в результате распадов мезонов, порождаемых при прохождении быстрых протонов сквозь графитовую мишень. Пачка таких протонов, длительностью около 10 мкс, вырезалась, при включённом отклоняющем магните, из циклотронного пучка, сгустки которого повторялись на частоте 500 кГц, так что на вырезаемой пачке укладывалось пять таких сгустков (см. Рис.4 в Препринте).
Не представляло особых сложностей вырезать все эти пачки, начиная с одной и той же фазы первого сгустка. И тогда – поскольку вероятность рождения нейтрино считалась пропорциональной количеству влетающих в мишень протонов – «пачка» продетектированных нейтрино (после накопления данных, конечно) имела бы ту же длительность и аналогичные пять амплитудных горбов. Но нет, подобных корреляций между событиями на «источнике» и «детекторе» нейтрино категорически не наблюдалось. Неясно, была ли вообще разница между рабочей скоростью счёта детектора, на интервалах ожидаемого прилёта нейтрино, и фоновой скоростью счёта, в течение остального времени.
Таким образом, авторы не привели никаких свидетельств о том, что срабатывания детектора в Gran Sasso были скоррелированы с событиями в ЦЕРНе. Уже здесь можно сделать вывод: всё, что авторы делали дальше, лишено физического смысла.
А делали они вот что: применяли изощрённую статистическую обработку данных. Ключевой временной сдвиг – давший возможность измерить, насколько нейтрино обгоняют свет – они определяли как такой сдвиг, при котором «максимально правдоподобно» соответствовали друг другу результаты цифровых преобразований «волновой формы» пачки протонов в ЦЕРНе и временной развёртки срабатываний детектора в Gran Sasso.
При таком подходе, функция максимального правдоподобия представляла собой произведение соответствующих вероятностей. После таких перемножений для отселектированных данных за 2009, 2010 и 2011 годы, «максимальное правдоподобие» имело такую величину: её десятичный логарифм составлял прмерно -75000, т.е. сама величина составляла ноль целых и, после десятичного разделителя, ещё 74999 нолей до первой значащей цифры (см. Рис.8 в Препринте).
Важный нюанс: это сумасшедшее «правдоподобие» всё уменьшалось и уменьшалось по мере увеличения массива данных, бравшихся в обработку. А ведь, если в данных была бы регулярность, то, по мере накопления данных, эта регулярность, наоборот, проявлялась бы всё отчётливее! Но регулярность в данных не проявляется в нейтринных экспериментах.
И авторы, чтобы усилить иллюзию достоверности своего результата, пустились на такой трюк: применили «слепой метод» измерений, при котором намеренно использовали набор аппаратных временных задержек по состоянию на 2006 г. В этом наборе некоторые из значимых задержек попросту отсутствовали, и были впоследствии добавлены, а некоторые были впоследствии уточнены (см. Табл.1 в Препринте).
Так вот: конечный результат, т.е. опережение в 61 нс, был получен как разность между «максимально правдоподобным временным сдвигом» 1049 нс, и суммой сделанных после 2006 года коррекций в задержки, 988 нс. Величины некоторых из этих коррекций превышают погрешность конечного результата на 1-2 порядка, как и сумма этих коррекций – поэтому «слепой метод» измерений должен был, по замыслу авторов, исключить возможность подгонки под желаемый результат. Но что вышло в итоге?
При обработке измерений 2009-2011 годов использовались, ради «слепого метода», заведомо неверные задержки 2006 года. Значит, заведомо неверно определялся и «максимально правдоподобный временной сдвиг». Действительно, во временные стробы, сдвинутые друг относительно друга на 988 нс (т.е. почти на один сгусток в пачке протонов), должны попадать совсем разные наборы срабатываний детектора, и соответствующие «максимумы правдоподобия» отнюдь не должны быть разнесены на те же самые 988 нс. «Должны, – возразят нам, – если распределение срабатываний детектора было скоррелировано с «волновой формой» пачки протонов».
Извините: этих корреляций не было! Если бы эти корреляции были, их бы нам непременно предъявили. И не потребовалась бы изощрённая статистическая обработка данных, ведь нахождение сдвига между двумя однотипными гребёнками не представляет особых сложностей.
Но нет – просто и убедительно у нейтринщиков категорически не получается. Язык правды они не используют. И «сенсационный» результат, который они выдали, не доказывает не только того, что нейтрино летели быстрее света – он не доказывает и того, что нейтрино летели вообще.
«Квантово-запутанный задержанный выбор»
В ноябрьском номере Science (vol. 338, 2012) опубликованы две статьи подряд на одну и туже тему: A.Peruzzo, et al. «A quantum delayed-choice exreriment», p.634, и F.Kaiser, at al. «Entanglement-enabled delayed-choice experiment», p.637. Подобный приём сдвоенных публикаций уже не раз использовался в последнее время – чтобы создать у добропорядочного читателя впечатление, будто открытие было сделано в двух лабораториях совершенно независимо, ибо «идея витала в воздухе».
О каком открытии речь идёт на этот раз? Исследователи внезапно вспомнили, что уже сотню лет в физике отсутствует объяснение корпускулярно-волнового дуализма света, т.е. объяснения, почему свет ведёт себя то как волны, то как частицы – в зависимости от условий опыта. И вот, авторы утверждают, что, с помощью высокотехнологичных оптических устройств они решили проблему дуализма раз и навсегда.
Они направляли одиночные фотоны в интерферометр Маха-Цендера, имевший два детектора фотонов. Первый расщепитель луча разделял «путь фотона» на два – так что фотон мог попасть либо в первый, либо во второй детектор. Но на пересечении этих путей стоял второй расщепитель луча, который мог давать дополнительное разделение путей – такое, чтобы фотон, опять же, попал в первый или второй детектор. Мы говорим «мог давать», потому что особенностью второго расщепителя была его управляемая переключаемость между двумя состояниями: «расщепление есть» и «расщепления нет». В первом состоянии, как считалось, интерференция в приборе имела место, и попадание фотона в тот или иной детектор должно было определяться волновыми свойствами фотона. Во втором же случае, когда интерференция в приборе отсутствовала, попадание фотона в тот или иной детектор должно было определяться его корпускулярными свойствами.
А теперь – самое интересное. Быстрые переключения состояния второго расщепителя («есть» или «нет») производились на тех интервалах времени, когда фотон уже прошёл первый расщепитель, но ещё не дошёл до второго. При этом, по логике авторов, второй расщепитель вёл себя «сугубо квантово», пребывая в смешанном состоянии, которое являлось суперпозицией двух чистых («есть» или «нет») – а, значит, и фотон оказывался в квантово-запутанном состоянии, в котором у него сразу есть и волновые, и корпускулярные свойства!
Поразительно: авторы полагают, что поместили фотоны в принципиально новые условия – в которых «они не знают заранее, с каким типом устройства столкнутся, и какие свойства демонстрировать». Как будто тезиса о том, что фотоны «знают заранее, как себя вести», кто-то серьёзно придерживался.
Что же здесь принципиально нового? Как всегда, фотон не размазывается так, что одна его часть попадает в один детектор, а другая – в другой. Фотон регистрируется только целиком – либо одним детектором, либо другим. Когда второго расщепителя «нет», то, скажем, в 50% случаев фотон попадает в первый детектор, и в 50% случаев – во второй (разумеется, статистику набирать надо). Когда второй расщепитель «есть», то, скажем, фотон в 30% случаев попадает в первый детектор, и в 70% случаев – во второй. Тогда, при управляющем воздействии на расщепитель, дающем «смешанное состояние есть-нет», фотон, скажем, в 40% случаев попадает в первый детектор, и в 60% случаев – во второй. И так – для каждого управляющего воздействия, которые различаются по процентовке «есть-нет». Отсюда авторы и получили, по их словам, соотношения между процентами волновых и корпускулярных свойств в поведении фотонов!
И вот этот высокий слог называется объяснением корпускулярно-волнового дуализма?
Похоже, сами авторы совсем квантово-запутались! Состояния второго расщепителя переключались, а, значит, он либо «был», либо его «не было» – без малейшего намёка на смешанное состояние «сразу и был, и не был»! Значит, и каждый фотон проходил через прибор при одной из двух ситуаций – второй расщепитель «есть» или его «нет». Изменение управляющего воздействия лишь сдвигало процентовку между этими двумя ситуациями и, соответственно, проценты попадания квантов в тот или иной детектор. И – ничего больше, никаких «соотношений между волновыми и корпускулярными свойствами»!
Добавим, что эти смехотворные претензии авторов вызваны ортодоксальной догмой о том, что фотон – это нечто самодостаточное, летящее со скоростью света. Пока эта догма будет считаться за истину, корпускулярно-волновой дуализм не будет объяснён.
Объяснение предложено, но на основе другой модели. Квант света волновыми свойствами не обладает, это просто порция энергии, которая перебрасывается целиком с одного атома на другой после принятия решения автоматикой, просчитавшей этот переброс – а вот при этих расчётах сканируются различные пути, отчего имеют место «волновые свойства». По ходу этих расчётов, состояние того или иного варианта пути может измениться, но всё равно решение, для каждого кванта, будет принято одно – с учётом либо старого, либо нового состояния.
Всё логично – в полном согласии с экспериментальными реалиями. Тут – и волновые свойства, и корпускулярные, которые имеются при любой схеме опыта, не мешая друг другу.