Обнаружен топологический эффект
Физики из Португалии и Польши обнаружили топологический эффект, благодаря которому работа, совершаемая над отдельной частицей, меняется дискретно — хотя обычно она меняется непрерывно даже в квантовом случае. В качестве примера ученые рассмотрели атом, движение которого связано с внутренними степенями свободы с помощью электромагнитного поля. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложенна сайте arXiv.org.
В классической механике работа, которую нужно затратить на перемещение тела, меняется непрерывно. В самом деле, работа — это произведение силы, которая действует на тело, и его перемещения (точнее, интеграл от силы вдоль траектории). Если вы передвинете тело на бесконечно малое расстояние, то вы затратите бесконечно мало работы.
Обобщить это определение на квантовый случай довольно сложно, поскольку квантовая частица с некоторой вероятностью «размазана» по всему пространству. Тем не менее, если предположить, что мы точно знаем координаты частицы в два момента времени, то работу можно определить как расстояние между начальной и конечной точкой, умноженное на среднюю силу, действовавшую на частицу в ходе перемещения. Интересно, что стандартный квантовый предел, который ограничивает минимальное значение работы подобно значению ее координаты или энергии, в такой постановке задачи обычно не возникает. В частности, энергия свободного электрона во внешнем электрическом поле меняется непрерывно. Проще говоря, законы квантовой механики все еще разрешают совершить сколь угодно мало работы при перемещении частицы.
С другой стороны, около тридцати лет назад Дэвид Таулесс обнаружил, что в периодически изменяющемся электромагнитном поле количество заряда, которое течет через проводник, квантуется, причем минимальное количество перенесенного заряда определяется первым числом Черна. Здесь под переносом заряда понимается перемещение центра масс всех электронов, поэтому квантование связано не с элементарным зарядом, а с топологическими свойствами системы. Поэтому логично предположить, что в такой системе также квантуется и работа, которую совершает электромагнитное поле над электронами. Тем не менее, в таком ключе «накачку Таулесса» (Thouless pumping) до сих пор никто не рассматривал.
Физики Бруно Мера (Bruno Mera), Кшиштоф Саха (Krzysztof Sacha) и Яссер Омар (Yasser Omar) открыли эффект, аналогичный «накачке Таулесса», и добились дискретного изменения работы, совершаемой над частицей в определенных условиях. Прежде всего, ученые исследовали этот эффект теоретически. В качестве модели частицы физики выбрали атом, основной уровень которого во внешнем магнитном поле расщепляется на три уровня.
Если направить на такой атом две электромагнитные волны с круговой поляризацией, распространяющихся в противоположную сторону, поступательное движение атома будет связано с внутренними степенями свободы (то есть направлением спина). При этом гамильтониан системы (то есть энергия атома) будет периодически меняться во времени и пространстве.
Учитывая периодическое изменение потенциала и электромагнитных полей, ученые рассчитали первое число Черна, которое в этом случае свелось к интегралу от напряженности поля по пространственному и временному периоду его изменения. Отсюда физики выводят два важных следствия. Во-первых, первое число Черна может принимать только целые значения — а следовательно, не меняется при небольшом отклонении параметров электромагнитных волн. Можно сказать, что изменение работы за период топологически защищено. Во-вторых, оно пропорционально средней работе, которое электрическое поле совершает над атомом за один период. Другими словами, за каждый период осцилляций эффективная сила «перетаскивает» атом на один шаг пространственной решетки, при этом совершая над ним соответствующее количество работы.
Также ученые предлагают схему эксперимента, с помощью которого можно проверить их предсказание. Для этого нужно выбрать временной интервал длиной T, выделить в нем N моментов и подготовить для каждого момента атом в одетом состоянии с заданной энергией. Затем нужно поместить атомы во внешнее электромагнитное поле и проследить за их перемещением. Используя построенные траектории движения, можно найти ускорение атома, вытащить из него профиль силы и рассчитать среднюю энергию за период.
Авторы статьи подчеркивают, что описанное ими явление находится на стыке классической и квантовой физики. С одной стороны, из-за сильной локализации состояния частицы (то есть быстрого затухания волновой функции) частица подчиняется классической динамике. С другой стороны, сила, которая действует на атом, возникает за счет связи внутренних и внешних степеней свободы, а потому квантуется. Кроме того, ученые отмечают, что физическая природа нового эффекта и эффекта «накачки Таулесса» отличается, хотя их математическое описание совпадает.
В настоящее время физики активно исследуют материалы с необычными топологическими свойствами, пытаясь применить их свойства на практике. В частности, одно из самых многообещающих применений таких свойств — это топологическая защита кубитов квантовых компьютеров, которая не дает им ошибаться в ходе вычислений. Кроме того, ученые уже научились защищать фазы топологического изолятора и звуковые волны. Подробно прочитать про открытие топологических фазовых переходов и их практическое применение можно в материале «Топологически защищен».
Комментарии
Каравашкин С.Б., Каравашкина О.Н. К вопросу о возбуждённом состоянии орбитального электрона. Труды СЕЛФ, 6 (2006), 1, 1–15
http://selftrans.narod.ru/v6_1/e/e01/e01rus.html
В ней показано возбуждение орбитального электрона, но никаких дискретных сил там нет, а авторам очень хочется и перехватить классические результаты с сохранением своих квантовых галлюников, и заявить, что они прилипли к классической физике. Вот и получается соединение ужа и ежа в бухту колючей проволоки. Точно также, как ЛИГОвцы перехватили мои результаты со спиральными волнами, встромляя туда своё четырёхмерное пространство с его изгибами, даже не озаботившись о том, что в их метриках данное моделирование вообще невозможно, как и в их релятивистском извращении физики. Вот и рождаются очередные непорядочные фантазии ради того, чтобы не признать собственную изначальную глупость и правоту оппозиционного автора. Так у них ничего не будет кроме той самой колючей проволоки, которой они оплели науку
И с какой же дискретностью катится колесо по дороге? :-)
Уравнение имеет вид
Sn = L+sn
где S - шаг Ахиллеса, s - шаг черепахи, L - фора для черепахи, n - количество шагов до встречи. На n + 1 шаге Ахиллес по любому перегонит черепаху.
А дальше сами думайте ради чего выдумывались эти апории. :-)
Но были и диспуты, где выигрышем считалось посадить оппонента в лужу переспорив его любым способом кроме драки.
"Процесс будет продолжаться до бесконечности, Ахиллес так никогда и не догонит черепаху."
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%85%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%81_%D0%B8_%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BF%D0%B0%D1%85%D0%B0
Так что вопрос "когда" стоит в апории прямо - никогда, а оказывается всё решается - да-да- на уровне математики тех веков. Спор же с выигрышем любым образом удел завистливых и бездарных недоумков. И сейчас подобных хватает, которые целые спирали строят и требуют за это себе оплаты, как за гениальные прозрения. Одних релятивистов, как тараканов. И все с озверелым угрюмым оскалом... :-)
Для математика же это всего лишь числовая последовательность с пределом суммы, которая по определению не достигается.
Википедия же здесь ни при чём. Я приводил оттуда только текст апории, который такой же, как и в других источниках. Не стоит искать чёрную кошку там, где её просто нет. :-)
А для маскировки берется значительный гандикап на старте (100 метров) и всего пара отрезков для пояснения, хотя уже через 5 отрезков расстояние сокращается до миллиметра, а время пробега до 0,1 миллисекунды...
Теория Эйнштейна может и не совсем устраивает всех, но она пока лучшая из тех теорий, которые хоть претендуют называться теориями (около 30).
Насколько я понимаю, у вас нет никакой теории, но вы можете попытаться выбрать для себя одну из готовых https://ru.wikipedia.org/wiki/Альтернативные_теории_гравитации
1. Можете ли вы рассчитать синхрофазотрон для разгона электрона до энергии 100 МэВ?
2. Можете ли вы рассчитать гравитационное покраснение света звезды массой 100 солнечных?
3. Получается ли из ваших расчетов реликтовое излучение?
Тут простой встречный вопрос: вот представлены конкретные решения и их экспериментальные подтверждения в областях реальных интересов научного сообщества. Это и динамика систем, и эффект Доплера, и электромагнетизм и т.д. Могут ли они своими старыми "методами" повторить? Нет? Значит всё, что происходит, именно травля знания. Тем более, что я не занимаюсь абстрактными исследованиями. Нахожу проходы там, где сотни лет их не могли найти, заменяя это фантазиями.
Конечно же никто не заставляет создателя теории решать какие-то задачи - смотрят на то, позволяет ли теория решать такие задачи - то есть следуют ли из нее известные факты.
То есть:
1. Будет ли скорость света в вашей теории предельной для электрона и будет ли в ней Черенковое излучение?
2. Будет ли ваша теория описывать гравитационное смещение спектра?
3. Будет ли она пригодна для решения космологических задач?
Поскольку существуют электродвигатели, трансформаторы, радиолокаторы, полевые транзисторы и т.п., и все они обсчитаны, то можно сделать вывод, что у научного сообщества во-первых есть способы решения таких задач, и во-вторых, такие задачи не находятся в сфере реальных интересов науки и техники.
Будет ли предельной скорость света?для любых зарядов - да, поскольку при равенстве скоростей по фронту окончательно "прижмётся" к источнику поля. Его, заряд просто невозможно более ускорить. Черенковское излучение и без меня достаточно объяснено в классическом формализме. Я этим не занимался. Гравитационное смещение спектра - одна из релятивистских глупостей, опирающаяся на фальшь. Даже в Студипедии понимают, что "Причиной «красного» смещения может быть и оптический эффект Доплера при распространении светового сигнала из-за изменения расстояния между источником света и наблюдателем".
https://stydopedya.ru/2_87810_gravitatsionnoe-smeshchenie-spektralnih-liniy.html
Эффект Хаббла я тоже объяснил на основе существующего эффекта спонтанного радиоизлучения и никакого разбегания Галактик, как и БВ, У релятивистов сводится к "вызывает интерес ваш технический прогресс: как у вас там сеют брюкву с кожурою али без?" :-)
Конечно, получили бабки, накрутив, что выше четвёртой степени аналитические решения для уравнений отсутствуют, и сели тупыми богдуханчиками... Зачем им циклические цепочки, особенности линий с изломом, несогласованные лестничные фильтры и проч.? Им не нужно.
Также и с векторной алгеброй для динамических полей, и с направленной продольной ЭМ волной в диапазоне 30 кГц, и с расчётами ЭМ индукции в моделях, не считаемых существующими методами и т.д.д.д. Им трансформаторов достаточно... Гудит? И ладно... :-D
1. Электрон в ускорителе не только принимает предельную скорость света, но и продолжает увеличивать свою энергию при опережающей фазе поля. Без Эйнштейна максимальная энергия электрона составляла бы порядка 0,5 МэВ. Про Черенковое излучение я не понял. Как вы собираетесь объяснить его "классическим формализмом"?
2., 3. Я вижу у вас не только теории нет, но и понимания разделов общей физики.
Электрон и по Эйнштейну не может достигать скорости света, как и энергия с ростом скорости увеличивается всё меньше и меньше. Гэвы, которые написывают дебилы, они определяют по усилиям, которые прикладывают. Конечно же забыли ускорение санок. Так это о том же. Но Для Вас это пусто. Талмуд об этом не пишет...
Черенковский эффект изначально описывался, как превышение скорости электрона в веществе скорости распространения в этом веществе поля. Никакого релятивизма.
Так что бессмысленно даже пытаться прокричать вставленные у Вас беруши. Кроме трёпа и отмахивания ручкой ничего не предвидится. В крайнем случае монстра опять из меня делать будете. Так что оставайтесь ан своей обочине и аплодируйте релятивистским буреломам и апориям Зенона в надежде, что эта глупость продвинет познание. Тупость она продвигает и Вам этого достаточно. :-D
А вот Ваше ТО давно уже задвинуто развитием классического формализма, как и строго показаны неустранимые провалы в нём. То, что Вы продолжаете петь мантры , уже ничего не значит. ТО уже на обочине развития и окажется там, где ей положено - в корзине как ни цепляйтесь. Она обречена. Кто раньше это поймёт, раньше из болота вылезет... :-)
Надо полагать вы признаете релятивистский характер Черенкового излучения, который никак не описывается классической физикой.
Так что вынимайте беруши пока не поздно. Или уже поздно?
Также и с эффектом Черенкова. Я уже сказал как трактует классическая физика этот эффект и прекрасно этим описывается.
Но что Вам говорить? Один трёп с Вашей стороны идёт. И это бесконечно, как и с заткнутыми ушами. Любую глупость готовы за истину подать только чтобы отстоять платье голого короля. Впервой что-ли в истории? Вся обочина ваша... :-)
Но всё это фантазии. Базой была и остаётся пока Ньютоновская концепция, её развитием я и занимаюсь строго в рамках методологии физики, не выдумывая всякие извращения, но на основе конечности скорости распространения полей учитываю изменение законов Ньютона при переходе к динамике в стандартном формализме трёхмерного пространства + время.
Болометр никогда не был точным прибором и принципиально не может быть. Вообще-то изначально он был предназначен для измерения энергии падающего света, но поскольку в любом случае связан с нагревом и воспринимает не только энергию частиц, но и всё, что в него попадает и усредняет по больнице, то говорить о том, что болометром измеряли энергию частицы просто безграмотно. Но Вы не слышите ничего кроме услаждающего Ваш слух. Так при чём здесь я? Только и видны Ваши пятки, шныряющие по кустам. Ведь ни на один базовый вопрос до сих пор так и не ответили. Только и слышно: Учение Эйнштейна истинно потому, что оно верно. А за этим пустота, провал. У меня же как раз и даются физические обоснования. Это было и с движущимся резонатором, и со спиральными полями, и с индукцией, и с оптикой движущихся источников, и с законом Хаббла, и с эффектом Доплера, и с электромагнетизмом Максвелла Теперь с перигелием Меркурия. Что там ещё у релятивистов осталось? Вот та самая пустота и есть с наслоением бурелома.
Так, Вам всё равно, что преобразования Лоренца переводят физическое время в нефизическое при постановке задачи о физическом времени в обеих ИСО. Всё. Независимо ни от чего более СТО уже нет. Она антинаучна по определению нарушения базового условия корректности преобразований.
Как только с помощью преобразований Лоренца релятивисты получили изменение скорости света от гравитации, пользуясь своей "эквивалентностью" - Всё. ОТО тоже нет, поскольку релятивистский закон сложения скоростей требует сохранения постулата. Как только в метрике Шварцшильда появляется мнимое время и длина - всё. Нет метрики, как и массы ЧД. Как только релятивисты начали перегонять пространственные векторы в силовые символом Кронекера - на этом у них физика закончилась. И т.д.
Можно сколько угодно считать мазню Малевича картинами и платить за это бешеные деньги, но с Брюлловым, Тропининым это никогда не сравнится. Там искусство, а у абстракционистов мазня.
Также и с временем. Не путайте относительное время и абсолютное - сиречь движение. Цифры, фиксирующие количество единичных периодов, могут изменяться у каждого прибора по-своему. Но это не означает единую трансформацию времени по убогим релятивистам. Тем более, с подменой ускорением СО изменения скорости распространения света, да ещё и с использованием преобразований Лоренца. Тупость есть тупость.
О трансформации длины
http://sbkaravashkin.blogspot.com/2018/01/7.html
И не только это. Нет там С-постулата и не предвидится, хотя весь расчёт приведен строго по эйнштейновской "методике", а пробои релятивизма роями. Но Вам всё равно, что в лоб, что по лбу. Лишь бы что-то промямлить с видом непреложной истины... :-)
Но Вам же глухо, не так ли? Какую тряпку сунули в руки, такой и размахиваете... :-)
Однако, часы на спутнике GPS идут в соответствии с ОТО.
Я уже не говорю, что и саму зависимость скорости света/частоты от потенциала невозможно вывести на базе преобразований Лоренца. Вот Вам и всё Ваше "соответствие"...
Поэтому ваши рассуждения вообще ни о чем.
А скорость света (в вакууме) как была, так и остается инвариантом.
По поводу скорости хода отдельный разговор. Так говорите, скорость света инвариант? Тогда подтвердите ещё раз, что в собственной ИСО скорость света та же, что и в неподвижной ИСО, т.е. что прибавление любой скорости к скорости света у релятивистов даёт по их сложению скоростей ту же скорость света. :-)
И хватит свою глупость и догматизм сваливать на других... :-)
Во всех ИСО скорость света инвариантна.
Да, это абсурд, как и всё в релятивизме. А Вы защищайте, защищайте его. Все дураки вокруг. Одни дебилы релятивисты петухами ходят... :-)
В центре нашей системы - черная дыра, а термодинамику черных дыр Хокинг и др. выписывали как классическую.