Баллистическая


Аннигиляция и эквивалентность массы и энергии



жүктеу 8.2 Mb.
бет17/99
Дата04.03.2018
өлшемі8.2 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   99

Аннигиляция и эквивалентность массы и энергии

Тело вещей до тех пор нерушимо, пока не столкнётся

С силой, которая их сочетанье способна разрушить.

Так что, мы видим, отнюдь не в ничто превращаются вещи,

Но разлагаются все на тела основные обратно...

....Словом, не гибнет ничто, как будто совсем погибая,

Так как природа всегда возрождает одно из другого

И ничему не даёт без смерти другого родиться.



Тит Лукреций Кар, "О природе вещей" [77]
Теория относительности посягнула не только на закон сохранения массы, но и на доставшийся дорогой ценой закон сохранения энергии. Поэтому и масса и энергия могут исчезать и появляться. При этом в СТО масса эквивалентна энергии, и потому хоть масса и энергия по отдельности не сохраняются, работает закон сохранения некой масс-энергии, выражаемый известной формулой E=mc2. Таким образом, рассмотренные выше эксперименты, в которых отмечался рост масс частиц с увеличением их скорости, означали, согласно СТО, что энергия, затраченная на ускорение частицы, шла не только на увеличение её скорости, но и на увеличение её массы: масса и энергия частицы росли одновременно. Такая эквивалентность массы и энергии тоже как будто находит подтверждение в опытах. Это не только опыты по "увеличению" масс частиц с ростом их скорости, но главным образом ядерные эксперименты. В них было обнаружено, скажем при распаде радиоактивных изотопов, что суммарная масса исходных реагентов m1 ядерной реакции не равна полной массе m2 продуктов реакции. Уменьшение массы Δm=m1-m2 реагентов (это изменение Δm называют дефектом массы) сопровождается выделением энергии, величина которой E соответствует соотношению Emc2 теории относительности. И наоборот, увеличение массы продуктов в сравнении с массой реагентов требует затраты соответствующей энергии.

Это взаимопревращение массы и энергии приводят в качестве одного из самых важных подтверждений теории относительности. Нас учат ещё со школы, что если бы СТО была ошибочна, то не могли бы работать ни ускорители частиц, ни атомные электростанции, невозможна была бы ядерная бомба. Однако сторонники теории относительности кривят душой. Ведь в ядерных реакциях выделяется на самом деле лишь скрытая внутренняя энергия связи частиц - нуклонов в ядре. Почему эта энергия соответствует изменению массы - это другой вопрос, который разберём отдельно (§ 3.13.). Однако то, что выделившаяся энергия - это лишь внутренняя энергия связи частиц, не подлежит сомнению и в общем-то даже не оспаривается. Поэтому утверждать, будто открытие ядерных реакций распада и выделение энергии в ядерных реакторах и ядерных бомбах было невозможно без теории относительности, это всё равно как полагать, будто выделение энергии в обычных химических реакциях и печах, при взрыве обычных бомб, тоже чем-то обязано теории относительности. В ядерных и химических реакциях происходит по сути одно и то же: выделение или поглощение скрытой энергии связи при соединении и делении частиц или молекул.

Чтобы обосновать это утверждение, рассмотрим реакцию аннигиляции электрона и позитрона, в которой масса этих двух частиц якобы бесследно исчезает, полностью переходя в энергию. Судя по всему, аннигиляция – это не просто столкновение позитрона с электроном, как обычно представляют, а более сложный процесс. Позитрон может находиться довольно далеко от электрона, но за счёт притяжения два заряда станут сближаться, набирая скорости, которые не дадут им столкнуться, а вынудят закрутиться один возле другого. Из-за огромной скорости обращения витки орбиты быстро сужаются: энергия частиц уходит в их излучение (рис. 36). Это и есть аннигиляционное излучение, происходящее с частотой обращения зарядов. Излучение длится до тех пор, пока электрон не сблизится с позитроном до расстояния классического радиуса r электрона, что происходит очень скоро. Далее частицы не сближаются и не излучают. Поэтому выделенная ими энергия аннигиляции 2mc2, как показал В. Мантуров [79], это не энергия уничтожения их массы m, а электрическая энергия (энергия поля) сближения до r.

Выходит, при контакте (аннигиляции) электрон с позитроном не исчезают, как иногда считают, а лишь образуют трудноуловимую нейтральную частицу, которая не регистрируется приборами. Ведь не считаем же мы, что электрон исчезает при столкновении с положительным ионом. Они лишь составляют нейтральный атом в акте рекомбинации, который тоже иногда условно называют гибелью электрона. Энергия Е=2mc2, образуемая при аннигиляции, – это не энергия уничтожения масс m электрона и позитрона, а суммарная энергия их электрического поля 2U=2e2/4πε0r=2mc2, выделившаяся в виде гамма-излучения при схождении частиц по спирали (Рис. 42) с бесконечности до классического радиуса электрона r=e2/4πε0mc2. Ближе частицы сойтись не могут. Если б масса исчезала, то по Эйнштейну выделялось бы ещё столько же энергии, чего реально не наблюдают. Это доказывает ложность тезиса об уничтожении массы и обращении её в энергию.



Рис. 42. Процесс аннигиляции электрона и позитрона с их быстрым слётом по спирали, вплоть до слияния в нейтральную частицу с выделением энергии поля в виде гамма-излучения.

Таким образом, при аннигиляции процесс излучения, как и везде, растянут во времени - непрерывен и имеет классический характер и аннигиляция порождает сферическую волну, а не пару гамма-квантов, летящих в противоположных направлениях.

Таким образом, неверное понимание ядерных процессов приводит к ложному подтверждению теории относительности и опровержению БТР (§ 3.17.). Имеет место циклическое доказательство - неверно понятый на основе СТО механизм ядерных реакций, само собой, приводит к подтверждению именно этой теории. Однако, если до конца оставаться на позициях классической механики и БТР, то и в них эти опыты получат естественное объяснение. При этом удаётся обойтись без абсурдных эффектов изменения массы и превращения её в энергию. Закон сохранения массы, открытый Ломоносовым и позднее переоткрытый Лавуазье [84], остаётся таким же прочным и нерушимым фундаментом физики.

Итак, видим, что выделившаяся энергия - это всего лишь освобождённая энергия связи электрона и позитрона - энергия электрического поля, а в конечном счёте кинетическая энергия реонов и ареонов, которыми обмениваются электрон с позитроном. И совершенно неверно говорить, будто выделяющаяся в этой реакции энергия образовалась из массы частиц, поскольку частицы и их масса никуда не исчезали. Они лишь образовали трудноуловимую нейтральную частицу. Поэтому исчезновение массы в ядерных реакциях распада, вероятно, означает лишь, что при распаде возникли многочисленные нейтральные частицы-осколки, которые до сих пор не удавалось зарегистрировать. Подробное обоснование этого предположения дадим позднее (§ 3.13.).



    1. Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   99


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет