Юный техник, 2009 № 08
Шрифт:
Так это или не так, решил выяснить американский теоретик Ричард Фейнман, которого всегда занимала идея вернуться в прошлое. И вот, анализируя работы английского теоретика Поля Дирака, согласно которым получалось, что у электрона обязательно должен быть брат-близнец, имеющий положительный заряд, Фейнман обнаружил нечто странное. Если изменить направление времени в уравнении Дирака на обратное и одновременно изменить знак заряда электрона, то вид уравнения остается прежним.
Другими словами, у Фейнмана получилось, что электрон, движущийся назад во времени, — это то же самое, что позитрон, который движется во времени вперед! Опять-таки, с точки зрения здравого смысла, такое математическое упражнение не имеет физического обоснования. И будь на месте Фейнмана кто-либо другой, он, вполне возможно, выбросил бы это решение в мусорную корзину. Но Ричард, будучи человеком, который всегда любил разного рода чудачества и загадки, решил пойти на поводу собственного любопытства.
Продолжая копаться в этом загадочном решении, Фейнман заметил нечто еще более странное. Обычно если электрон и позитрон сталкиваются, они оба аннигилируют с одновременным выделением гамма-кванта энергии.
Но если рассматривать позитрон как электрон, движущийся назад во времени, то реакцию аннигиляции можно представить себе и так. Летел себе электрон. Затем он неожиданно резко развернулся во времени и направился обратно, высвободив в момент разворота некоторое количество энергии. Другими словами, процесс аннигиляции электрона и позитрона — это просто момент разворота частицы во времени! Таким образом, Фейнману удалось заодно раскрыть тайну антивещества: это обычное вещество, движущееся назад во времени.
Теперь представим, что у нас есть некоторое количество антивещества, и мы сталкиваем его с обычным веществом, порождая сильнейший взрыв. В этот момент аннигилируют между собой триллионы электронов и триллионы позитронов. Но можно, по Фейнману, интерпретировать этот процесс и так, что один-единственный электрон выписывает зигзаги и мечется вперед-назад во времени триллионы раз подряд.
Обсуждая этот парадокс со своим научным руководителем Джоном Уилером, Фейнман даже высказал мнение, что во Вселенной, возможно, вообще имеется всего один электрон. И большего количества не надо…
В самом деле, представим себе, что некогда из хаоса Большого взрыва родился один-единственный электрон.
Когда-нибудь, через несколько триллионов лет, этот электрон доживет до катастрофы и гибели Вселенной; тогда он развернется и направится назад, к моменту Большого взрыва, где еще раз поменяет направление движения во времени.
Так что, обладая большой фантазией, можно предположить, что этот электрон с огромной скоростью постоянно путешествует во времени туда-сюда. А тогда вся наша Вселенная XXI века — всего лишь временной срез путешествий этого электрона, который, словно карандаш на бумаге, рисует нам портрет Вселенной. Конечно, многим эта гипотеза может показаться очень странной, даже безумной, но она, между прочим, объясняет, почему все электроны, как показывает опыт, совершенно одинаковы.
Но если антивещество представляет собой обычную материю, движущуюся назад во времени, то нельзя ли с его помощью послать сообщение в прошлое? Ответ прост: нельзя. Если мы мысленно или на бумаге меняем направление оси времени для позитрона и отправляем его в прошлое, то это ничего не значит, мы всего лишь выполняем некую математическую операцию. Практически же антивещество очень трудно получить и еще труднее закодировать в античастице некую информацию.
…В общем, получается, что Фейнман занимался чисто умозрительными построениями?.. А вот и нет! Продолжая развивать свою безумную идею, он, в конце концов, построил полную квантовую теорию электрона — квантовую электродинамику. И в 1965 году эта работа принесла Фейнману и его коллегам Джулиану Швингеру и Синьитиро Томонаге Нобелевскую премию. А самой теорией физики пользуются и поныне, проводя исследования на ускорителях и предсказывая заранее, что должно получиться в итоге. И знаете, их предсказания зачастую оказываются точны.
Максим ЯБЛОКОВ
ФЕМТО ВМЕСТО НАНО?..
Ричард Фейнман — не единственный любитель сумасшедших идей. Профессор Александр Болонкин, наш бывший соотечественник, ныне проживающий в США, тоже отличается разработкой на редкость парадоксальных идей. Мы уже писали, к примеру, о Е-существах — электронных двойниках реальных людей, с помощью которых любой желающий сможет обрести этакое виртуальное бессмертие (подробности см. в «ЮТ» № 2 за 1999 г.). Очередная его идея касается фемтотехнологии, которая будет работать даже не с отдельными молекулами и атомами, как нынешняя нанотехнология, а с их частицами.
Как известно, любой атом состоит из ядра и облака электронов. В свою очередь, ядро содержит в себе протоны и нейтроны. Размеры их равны долям фемтометра, который в миллион раз меньше нанометра. Как раз из составных частей атомных ядер Александр Болонкин и предлагает создавать материалы будущего.
«Давно известно, что внутри атомного ядра господствуют силы, в миллионы раз большие, чем силы взаимодействия между атомами и молекулами, — поясняет он. — Исходя из этого, можно предположить, что и материалы, составленные из таких частиц, также будут обладать свойствами, которые и не снились сегодняшней науке»…
Фемтоматерия, или, как ее называет сам профессор, АБ-материя (по первым буквам собственного имени и фамилии), будет обладать фантастической прочностью и твердостью — в миллионы раз выше, чем у нанотрубок, не говоря уже об обычных материалах. Кроме того, фемтоматериалы смогут выдерживать температуры в миллионы градусов и не пропускать тепло. По мнению профессора, они будут также абсолютно непроницаемы для любых газов, жидкостей, твердых тел и даже радиации. И при этом окажутся совершенно невидимыми как для человеческого глаза, так и для специальных приборов. Наконец, они не подвержены коррозии, а время их службы сопоставимо с продолжительностью существования Вселенной.
Прочтя такой перечень, даже фантасту остается лишь развести руками в удивлении. Подишь ты! Неужто такое возможно на самом деле?..
Профессор Болонкин отвечает на этот вопрос утвердительно. Более того, по его расчетам, космолет с фемтоагрегатом сможет путешествовать до самых далеких планет, достигая при этом скорости, равной 0,1 скорости света. Авиалайнер, оснащенный супермаховиком весом всего лишь 100 граммов, все время службы отлетает без единой дозаправки. А автомобиль, имеющий вместо двигателя всего лишь двухграммовый маховик, заставит водителя напрочь забыть о бензоколонке.