Группа физиков Соанского колледжа Арканарского университета объявила об успешном завершении комплекса экспериментов, направленных на исследование возможности достижения температур физических объектов ниже т.н. абсолютного нуля, соответствующего 0 °K, или −273.15 °C.
По современных представлениям, это минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной.
В рамках применимости термодинамики абсолютный нуль на практике недостижим. Его существование и положение на температурной шкале следует из экстраполяции наблюдаемых физических явлений, при этом такая экстраполяция показывает, что при абсолютном нуле энергия теплового движения молекул и атомов вещества должна быть равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается, и они образуют упорядоченную структуру, занимая чёткое положение в узлах кристаллической решётки.
Однако из этого правила существует исключение - жидкий гелий, который, вопреки всем теоретическим выкладкам, ведёт себя "неправильно".
С точки зрения квантовой физики и при абсолютном нуле температуры существуют т.н. нулевые колебания, которые обусловлены квантовыми свойствами частиц и физического вакуума, их окружающего. При этом, формула Ляпунова-Оппенгеймера
предполагает абсолютно равный вклад в энергетический баланс системы частица-вакуум обоих компонентов.
В случае с жидким гелием нулевые колебания до недавнего времени не представлялось измерить инструментальными методами с достаточной точностью, чему препятствовало его [гелия - ред.] свойство, известное как сверхтекучесть, обусловленная положительным балансом когерентно-интерференционных переходов
для малого количество (не более 10-12) взаимодействующих объектов.
Наличие избытка энергии системы (см. правую часть формулы) в 12.86 MeV (мега электрон-вольт) и вызывает эффекты, известные как сверхтекучесть и сверхпроводимость.
При этом отношение масс-эквивалента избытка энергии в пересчёте на один атом гелия к его массе покоя весьма близко к теоретическому пределу - произведению постоянной тонкой структуры α
на скорость света C, отличаясь от равновесного значения, по результатам измерений, всего лишь на 0.0053%.
Целью проводимых работ было определение, какой именно из факторов - 1) нулевые колебания вакуума или 2) стохастическое движение самих частиц (атомов гелия) - даёт больший вклад в итоговый энергобаланс.
В первом случае положительный результат означал экспериментальное подтверждение известной формулы Эйнштейна
тем самым окончательно закрывая вопрос соответствия физической модели континуума его реальным параметрам, во втором же - позволял перейти к обобщённой формуле Фихтенгольца-Римана-Лобачевского, допускающей существование отрицательной массы как проявления одного из эффектов т.н. обратной стрелы времени [движение материальных частиц со сверхсветовыми скоростями, инверсия причинно-следственных связей и т.д. - ред.].
Обработка результатов более чем 12 тыс.(!!!) экспериментов позволила однозначно определить соотношение корпускулярных и вакуумных компонент как 0.5000105 к 0.4999895, или 0.0042%, что даёт к ранее указанной теоретической величине [0.0053% - ред.] вероятность попадания в доверительный интервал почти 0.8 (если точно, 0.79245) при дисперсии, не превышающей 0.21, что меньше уровня отсечения - 0.3 !
Другими словами, впервые показано, физический объект двигался быстрее скорости света в реальных условиях.
Конечно же, пока (пока!) речь идёт только об отдельных атомах, даже - всего лишь об одном.
Учёным удалось поместить единичный атом жидкого гелия в полностью изолированный от любых внешний воздействий, включая гравитацию, объём.
Для этого пришлось сконструировать специальную вакуумированную камеру, из антимагнитного материала (сложного сплава тантала, неодима, иттербия и гадолиния), внутри которой размещалась рабочая капсула со стенками из более чем миллиона сверхтонких, не более чем 50 атомов, слоёв монокристалла радио- и оптически прозрачного модифицированного углерода.
Разумеется, внутри капсулы также поддерживался вакуум.
Отслеживая, с помощью микролептонного детектора координаты (вернее, их среднеквадратичное отклонение относительно центра масс) помещённого в капсулу атома гелия, при свободном падении самой камеры в шахте (разумеется. тоже вакуумированной) глубиной 120 метров, удалось построить компьютерную модель процесса,
на которой чётко видны как замкнутые, так и незамкнутые (в левой части изображения) флюктуации метрики пространства-времени, наглядно показывающие, как именно протекает процесс взаимного обратимого перехода энергии и пространства.
Что означает это открытие на практике?
В ближайшей перспективе (5-10 лет) - возможность создания сверхмощных компьютеров, настолько же превосходящих по своим возможностям сегодняшних рекордсменов, насколько они сами превосходят механические арифмометры вековой давности.
Чуть позже - 15-25 лет - появление двигателей, способных обеспечить движение со скоростями в тысячи и десятки тысяч километров в секунду космических кораблей, что открывает возможность т.н. прямой космогации, т.е. полёта к любым планетам Солнечной системы без необходимости учитывать их взаимное расположение, за время, измеряемое сутками, максимум - неделями, а чуть позже - и выход в межзвёздное пространство, и даже достижение ближайших звёзд в срок, не превышающий жизни одного(!) поколения.
Наконец, это реальная перспектива создания, пусть не в XXI веке, но в XXII - наверняка, работающей машины времени, устройства, давным-давно описанного фантастами, но считавшегося всего лишь вымыслом.
Не исключено, впрочем, что сроки могут быть существенно сдвинуты влево - вспомните, сколько времени прошло от полётов первых неуклюжих самолётов-этажерок до высадки человека на Луну.
Тоже ведь - казалось чистой фантастикой, и вдруг, чуть более чем за полвека, стало реальной и реализованной целью и задачей для тех, кто понимает...
Оценили 32 человека
39 кармы