Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Выбрать дату в календареВыбрать дату в календаре

Страницы: Пред. 1 2 3
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
В ускорителях разгоняются микрообъекты - элементарные частицы или, самое большее, ядра. Их линейные размеры существенно меньше расстояний между атомами в веществе. Во многих расчетах допустимо рассмотрение таких объектов как точечных. Поэтому лоренцево сокращение длины в данной ситуации - эффект довольно тонкий, учитываемый, например, в расчете внутриядерного каскада. А масса и время жизни проявляются даже в самых грубых экспериментах. От правильного расчета импульса частицы зависит само функционирование ускорителя.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
Лоренцево сокращение длины в данной ситуации не очень значимо (учитывается в моделях некоторых ядерных процессов, где важна пространственная картина). Здесь принципиально важен другой эффект СТО: вид зависимости импульса и кинетической энергии от скорости.  На нерелятивистских энергиях, где применимы ньютоновские формулы, можно использовать очень простой ускоритель - циклотрон. По сути, это 2 полуцилиндра с постоянным магнитным полем. На полуцилиндры (дуанты) подается переменное напряжение с заданной частотой. Радиус кривизны траектории в магнитном поле пропорционален импульсу. Поэтому в циклотроне время оборота частицы от энергии не зависит: с ростом энергии растет и скорость, и длина пути. Напряжение подается именно при пересечении сгустком частиц границы дуантов.
Но при приближении скорости к световой радиус кривизны при заданном поле продолжает расти, а скорость меняется уже слабо. То есть в циклотроне наиболее энергичные частицы будут опаздывать к моменту подачи напряжения. Циклотрон просто не может работать на релятивистских энергиях. Ускорители на релятивистские энергии обычно строятся с расчетом на постоянную кривизну траектории (чтобы уменьшить вакуумированный объем). По мере разгона частиц в синхротронах меняется магнитное поле и фаза напряжения -  в строгом соответствии с СТО. Любое отклонение от СТО означало бы нарушение работы ускорителя.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
В таком случае предлагаю рассмотреть упомянутый SPS в качестве примера (просто я участвовал в работах на нем).  Ускоритель может давать пучки до ~400 ГэВ (при использовании в качестве инжектора LHC до 450 ГэВ).  [URL=https://ab-dep-op-sps.web.cern.ch/ab-dep-op-sps/]SPS[/URL]
Здесь статья по калибровке данного ускорителя [URL=http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/p05/PAPERS/TPAP016.PDF]Calibration[/URL]
В статье приводится расчет рабочих частот на основе именно СТО. Всё успешно работает, при этом скорость меньше скорости света примерно на ~2.5*10^-6.
А при ядерных взрывах предел энергии определяется энергетикой реакции. При дейтерий-тритиевой реакции синтеза образуется нейтрон с энергией 14.1 МэВ.  Т.е. энергии в 30000 раз меньше, чем на ускорителе SPS (не самом мощном).  К тому же в реальном ядерном взрыве происходит перераспределение энергии между образовавшимися частицами и окружающим веществом.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
[QUOTE]Андрей Кирсанов пишет:

Об ускорителях заряженных частиц. Разговор был бы более конструктивным, если бы мы сконцентрировались на обсуждении технической документации. Сейчас могу лишь ещё раз обратить внимание на то, что корректировка при запусках новых ускорителей является обычным делом, несмотря на руководство аппаратом теории относительности и предварительное тестирование отдельных элементов.

    О Солнце. Вспышки на Солнце нельзя считать природным аналогом взрыва ядерной бомбы, поскольку разница температур составляет, как минимум, три порядка. В природе похожее можно наблюдать у «новых» и некоторых «сверхновых» звёзд.

    Расстояние в НЕСКОЛЬКО СВЕТОВЫХ МИНУТ мной предложено было неслучайно – для наглядной демонстрации эффекта сверхсветовых скоростей. Наблюдателя, как мы уже выяснили, при необходимости можно вывести за пределы ближнего космоса. Постановка эксперимента не предполагает наработку новых технологий – в этом отношении всё готово. Дело за малым – найти в какую дверь постучаться…[/QUOTE]

Технические детали ускорителей в данном контексте не очень существенны. Рассмотрим синхротрон (вроде SPS). Есть кольцевой канал, оснащенный магнитами для удержания частиц внутри и ускоряющими промежутками для добавления энергии частицам. На ускоряющие зазоры подаются периодически импульсы высокого напряжения, причем они синхронизированы с прохождением частиц через зазоры. При нарушении такой синхронизации ускоритель просто не будет работать. На выходе частицы летят не непрерывным потоком, а серией сгустков (т.н. банчей). Интервал между банчами определяется временем пролета от одного ускоряющего зазора до другого. Так что скорость частиц контролируется элементарно, и она не превышает скорость света. При этом кинетическая энергия может быть очень высокой (на SPS - сотни ГэВ), на пять и более порядков выше, чем у продуктов ядерного взрыва.   Так что проверка СТО получается куда надежнее, чем можно устроить с помощью выводимых в космос источников.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
[QUOTE]Olginoz пишет:
[
Про антиматерию явно преувеличено.

Планета Земля излучает в космос гамма-лучи - это необычно.

Нашими спутниками на обсерватории "Интеграл", подобные явления регистрировались? Их можно перепутать с гамма-всплесками.[/QUOTE]

При изучении гамма-излучения сложность состоит не столько в регистрации квантов, сколько в разделении событий различной природы. Ненаправленные датчики только измеряют энергию квантов, а направленные гамма-телескопы как правило ориентированы в сторону от Земли. Упомянутый в статье результат был получен на орбитальной обсерватории Fermi при довольно специфическом стечении обстоятельств, когда в поле зрения установки попал участок земной атмосферы во время сильной грозы. Про подобные данные на "Интеграле" я пока не слышал. Возможно, стоит задуматься о регистрации гамма-квантов от молний в ходе разворачивающейся сейчас программы изучения атмосферных транзиентов.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
Olginoz, действительно есть работы по связи космических лучей и молний. Правда, перевод на астрогоризонте не очень точный: там говорится про "антиматерию", тогда как речь идет всего лишь об электронно-позитронных парах. Энергия разряда достаточна для образования гамма-квантов. Замечу, что космические лучи (точнее, широкие атмосферные ливни) ионизируют воздух, создавая канал для разряда молнии.
[ Закрыто] Космические лучи как объект и инструмент исследований
Насколько я понял, на сайте есть технические проблемы с размещением формул. Поэтому я послал в редакцию подредактированный (без формул) вариант ответа на вопрос Андрея Кирсанова вместе с ответом на вопросы Татьяны и Гостя. Но там привел ссылки на монографии Меллера и Логунова. За подробностями - туда. Если совсем уж коротко говорить о "парадоксе близнецов" (в литературе чаще - "парадокс часов"), то всё сводится к участкам торможения и обратного разгона. Переход в неинерциальную систему отсчета с точки зрения ОТО эквивалентен попаданию в гравитационную яму. При этом гравитационный потенциал относительно точки старта пропорционален расстоянию до этой точки. Поэтому даже при очень длительном (по сравнению с фазой ускорения) инерционном полете корректное интегрирование приводит к однозначному выводу: собственное время покоящегося наблюдателя больше.
Страницы: Пред. 1 2 3
Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее