Вечное Пламя

Иган Грег

– Все это верно, – заверила ее Карла, позволив ноткам нетерпения просочиться в свой голос. К чему бы ни вела Патриция, в основах она разобралась, можно было двигаться дальше.

– Исходя из тех же предположений, – сказала Патриция, – я рассчитала конечную энергию тяжелой частицы, для нескольких различных значений начальной энергии. Раскрыв карман, она извлекла лист бумаги и развернула его.

Теперь Карла была в нерешительности. Хотя она наверняка строила подобный график – для какого-то давно забытого упражнения, когда сама изучала механику – его изображение все же минуло стадию «очевидно с первого взгляда».

– В данном случае угол показывает, как сильно тяжелая частица отклоняется от оси после соударения? – спросила она.

– Да, – ответила Патриция. – Величина угла зависит от деталей соударения – будет ли оно центральным или нет, – но я просто хочу разобраться в исходе всего процесса, в допустимых комбинациях углов и энергий, согласующихся с законами сохранения. Самое удивительное в этих кривых – то, как максимальный угол отклонения всегда остается одним и тем же! Если легкая частица изначально находится в состоянии покоя, угол, на который может отклониться тяжелая частица, ограничен некоторым максимумом, величина которого зависит только от соотношения масс – энергия соударения на него не влияет.

– Хмм. – Карло не припоминала, чтобы когда-либо слышала о подобном результате, и не видела никакой простой геометрической причины, которая могла бы объяснить этот факт, поэтому произвела собственные алгебраические выкладки у себя на груди. Утверждение Патриции оказалось абсолютно верным: максимальный угол отклонения не зависел от энергии частиц.

Теперь любопытство Карлы поумерило ее нетерпение. Неужели Патриция пыталась спасти свою теорию помутнения, добавляя второй светород, в три раза тяжелее первого?

– Кривые точно такой же формы я могу провести через точки, которые мы получили в эксперименте с рассеянием света, – сказала Патриция. Она выудила второй график.

– Отношение масс для всех четырех кривых одинаково и примерно равно трем десятым, – объяснила Патриция. – Это можно определить сразу же, зная максимальный угол рассеяния! После этого остается определить единственный параметр – масштаб по вертикальной оси.

Карла протянула руку и взяла у нее листок с графиком. При правильном выборе всего лишь двух чисел модель Патриции жестко фиксировала каждую из точек. Подобные закономерности не возникали по воле случая. Эти кривые указывали на то, что свет, рассеиваемый светородами, вел себя в точности, как частица, втрое превышавшая по массе те частицы, с которыми сталкивалась.

Вот только… на этом графике была изображена не энергия частицы, а частота волны. В действительности величина, отложенная по вертикальной оси, представляла собой результат последующего отклонения света, проходящего через призму, которое с помощью калибровочных данных призмы относительно световой гребенки переводилось в длины волн и частоты. Так когда же в дело вступала энергия? Энергия, содержащаяся в световой волне, зависела от ее яркости – величины, которую они даже не пытались измерять.

– Расскажи мне, – попросила ее Карла, – что, по-твоему, здесь происходит?

– Это ведь наверняка указывает на существование некой частицы, движущейся со скоростью света? – нерешительно произнесла Патриция. – Не запертой между волновыми фронтами, как было бы в случае со светородом, а именно движущейся вместе с самим светом.

– И светороды, которые мы высвободили с поверхности зеркалита, рассеивали эти частицы?

– Да.

– И что дальше? – возмущенно спросила Карла. – Свет, который подталкивал эту таинственную частицу, решает двигаться вслед за ней? Используя законы механики, можно выяснить, как отдельная частица будет двигаться после соударения …, и световая волна обеспечивает это движение, подстраивая свою собственную скорость, свою собственную частоту, чтобы не нарушить исходное соотношение? Мы предполагаем, что свет подталкивает эту частицу – или же сама частица как по волшебству тянет свет за собой?

Патриция поморщилась. Карла не заметила, насколько саркастичным стал ее голос.

– Извини, – сказала она. – Я не хотела относиться к этому свысока. Просто я сбита с толку. Я не знаю, как придать происходящему смысл.

Патриция подняла глаза и встретилась с ней взглядом; они обе знали, что именно так сильно затрудняет их разговор.

– Я пыталась воспользоваться этим результатом, чтобы придумать объяснение эксперимента с помутнением, – сказала она. – Предположим, что по какой-то причине световые волны всегда сопровождаются этими частицами – давайте назовем их светочастицами, просто чтобы у них было какое-то название.

Карла сумела сдержать насмешливое жужжание. Термин «светочастица» применялся учениками философа по имени Меконио, жившего в девятом веке; именно он впервые – и без каких-либо доказательств – предположил, что свет состоит из «светоносных корпускул». Джорджо поставил на этой концепции крест, благодаря своему двухщелевому эксперименту, а Ялда и Нерео впоследствии возвели на ее могиле целую гору волновой теории. Патриция, конечно, не была виновата в неудачах Меконио, однако термин нес в себе слишком тяжелое наследие.

– Давай назовем их «фотонами», – предложила Карла. – То же значение, только корень другой.

– Если источники света называются светородами, разве не должен тот же самый корень использоваться и в имени частицы, сопровождающей свет?

– Люди могут их спутать, – сказала Карла. – Поверь мне, так будет понятнее.

Патриция безразлично кивнула.

– Правило состоит в том, что фотон движется со скоростью светового импульса, – продолжила она. – Но для того, чтобы правило выполнялось, созданию света с определенной частотой должно соответствовать создание фотонов с определенной энергией. То есть если некий процесс генерирует свет определенной частоты, количество используемой при этом энергии должно подчиняться любопытному ограничению: можно создать один фотон, или два, или три,… но выбор всегда ограничен целыми числами. Нельзя создать половину фотона.

– Постой! – вмешалась Карла. – А как быть с энергией самой световой волны? Как она соотносится с энергией этих частиц?

Патриция пророкотала извиняющимся тоном.

– Я не уверена. Можем ли мы временно предположить, что эта энергия очень мала? Что большая часть энергии света в действительности принадлежит фотонам?

– Это твоя теория, – сказала Карла. – Продолжай.

Патриция обеспокоенно подвинулась вдоль веревки.

– Предположим, что все энергетические ямы, в которых находятся светороды зеркалита, имеют определенную глубину. Помимо прочего, светороды будут обладать небольшим количеством тепловой энергии, которая позволит им оторваться от дна ямы, но если она варьируется не слишком сильно, то светороду все равно потребуется накопить определенное количество энергии, чтобы выбраться из ямы в вакуум – оставив после себя помутневшую поверхность.