КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ В ОБЛАСТИ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ Семиков С.А., Нижегородский госуниверситет Вальтер Ритц 22.02.1878 – 07.07.1909. - презентация

1 КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ В ОБЛАСТИ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ Семиков С.А., Нижегородский госуниверситет Вальтер Ритц – Баллистический принцип: источник света (или других э/м воздействий) добавочно сообщает свою скорость v э/м-сигналам, зилучаемым относительно источника со скоростью света c, аналогично снарядам из подвижного орудия. Баллистическая Теория Ритца (БТР) построена Ритцем в 1908 году

2 Механизм генерации и свойства синхротронного зилучения в баллистической теории Ритца (БТР) СТО (Специальная теория относительности) v=с(1–1/ 2 ) 1/2 с c'=с ~1/ ; T=R/c 3 P зил ~B~ mv =eBR m c v = eBR/m = c =arcsin(c/v) 1/ d~R ~R/ t A = (d + L)/(c + v) t B = d/v + L/(c + v) T=t B –t A =d/c 2 ~R/c 3 v= с(1–1/ 2 ) 1/2 с c'= с + v = c( +1) 1/ ; T=R/c 3 P зил ~a 2 =v 4 /R 2 ~ 4 БТР (Баллистическая теория Ритца) Аномалии: 1. Зависимость спектра от пути L 2. Ошибки углового распределения Методы проверки: 1. Анализ зависимости спектра от L 2. Анализ диаграммы направленности 3. Замеры мощности зилучения P( )

3 Спектральные характеристики синхротронного зилучения в баллистической теории СТОБТР T~R/c 3 ; f max ~1/ T~c 3 /R f max >1/ T при L>Rc 2 /v 2 учёт эффекта Ритца a r = v 2 sin /R

4 Броуновское движение электронов в рамках баллистической теории СТОБТР Аномалии: 1. «Броуновское» движение электронов в камере накопителя электронов ВЭПП-3 [23] 2. «Дрожание» электронов на орбите атома Методы проверки: 1. Снятие характеристик «броуновского» движения 2. Определение характеристик реонов по данным измерений и сравнение с другими методами = mc 2 Bt = ta 2 / s = /t F = q 1 q 2 Nr 2 mc/4R 2 = Aq 1 q 2 /R 2 N = e 2 / r 2 mc 0 r = e 2 /4 0 Mc 2

5 Опыты по сравнению скорости электронов и синхротронного зилучения, длина погашения СТОБТР V=с(1–1/ 2 ) 1/2 с c'=с T=S/V-S/c' S/2c 2 <4·10 –15 с V= с=22000 с>>с c'= с + V =c( +1)=22001 с T=S/V-S/c' S/c 2 <7·10 –15 с l re = /2 (n–1) p=11 ГэВ/c; S=1 км; T < 5·10 –12 с эксперимент на ускорителе SLAC [8] Методы проверки: 1. Прямое измерение скорости частиц 2. Прямое измерение скорости зилучения двумя разнесёнными детекторами 3. Точное измерение T

6 Опыт Филиппова и опыт Александрова V= c; = 880; S 1 =7,2 м; S 2 =2,8 м; S =5,4 м; T=29 нс; S =75,6° t 1 = S/с – -S/(V+с)=18 нс t = S 1 /(V+c)– – S 2 /V + + S T/2 =6 нс первый опыт второй опыт S II = 2,1 м t c =T-2S II /c=5 нс t o =5 нс f=52 МГц T=19 нс p = 70 МэВ/c, = 140, V= c f=34 МГц S II =1 м, =0,15 м t c =S II /c=3 нс t o = 3 нс а.а. б.б. [6, 7][5]

7 Механизм генерации и свойства ондуляторного зилучения СТОБТР ~1/, V= с(1–1/ 2 ) 1/2 с T=d/2c 2 f =V/L c/L f '= 2 c/L ~1/, V с T=d/c 2 f =V/L= c/L f ' =(1+V/c)V/L 2 c/L контроль Методы проверки: 1. Прямое измерение скорости частиц и света 2. Замеры длительности импульса T

8 Механизм генерации черенковского зилучения в баллистической теории СТОБТР v=с(1–1/ 2 ) 1/2 с =arccos(c/nv)= = arccos[1/n(1–1/ 2 ) 1/2 ]; порог: v=с/n с–с ; p mc/(1– v 2 /c 2 ) 1/2 mc/(2 ) 1/2 V= с =arccos[c/nV(1–1/n 2 )]= = arccos[1/n (1–1/n 2 )] порог: V=c/[n–V/(c+V)] p=mV мс/ 1/2 n=1+ ; << 1 c'=c/(n–V/c), см. [10] при V~ c: c'=c/[n–V/(c+V)] Вавилов С.И. Черенков П.А. Хевисайд О. предсказал эффект в 1888 г. эффект открыт в 1934 г.

9 Аномальные свойства черенковского зилучения и их объяснение в баллистической теории c'( )=c/[n–Vcos /(c+Vcos )] СТОБТР v=с(1–1/ 2 ) 1/2 0,7 с v cr =c/n=0,71 с V= с(1–1/ 2 ) 1/2 0,98 с V cr =c([1+4/(n–1)] 1/2 –1)/2 1,16c сверхсветовая аномалия опыты группы А.А. Тяпкина вывод см. [10] Аномалии: 1. Допороговая генерация [11–13] 2. Аномальная яркость 3. Сверхсветовая скорость [14–15] Методы проверки: 1. Прямые замеры скорости V 2. Точное измерение угла

10 Квадратичный эффект Доплера СТОБТР v=с(1–1/ 2 ) 1/2 f '=f(1–v 2 /c 2 ) 1/2 /(1–vcos /c) V= с(1–1/ 2 ) 1/2 с f '= f(1+Vcos /c) f[1+ cos (1– 2 sin 2 ) 1/2 – 2 sin 2 ] опыт Победоносцева [18] Аномалии: 1. Отклонения в опыте Победоносцева [18] Методы проверки: 1. Прямое измерение скорости частиц; 2. Точное измерение сдвига частоты

11 Измерение времени жизни и скорости распада у релятивистских частиц СТОБТР v=с(1–1/ 2 ) 1/2 с Т=L/v=L/c(1-1/ 2 ) 1/2 =Т L=vТ= с(1-1/ 2 ) 1/2 Т ст V= с(1–1/ 2 ) 1/2 с Т=L/V=L/ c(1–1/ 2 ) 1/2 L=VТ= с(1–1/ 2 ) 1/2 T ст T=L/V Методы проверки: 1. Прямое измерение скорости частиц V=L/T пролётным методом 2. Прямое измерение времени распада частиц T =T 2 –T 1

12 Измерение скорости релятивистских частиц СТОБТР v=с(1–1/ 2 ) 1/2 с E=mc 2 /(1–v 2 /с 2 ) 1/2 -mc 2 = = mc 2 ( –1) V= с(1–1/ 2 ) 1/2 с E=mV 2 /2= мс 2 2 /2 Аномалии: 1. Сверхсветовая скорость электронов в опыте Бертоцци [21] V=L/T=3·10 8 м/с V 1 с 2. Сверхсветовая скорость частиц космических лучей [20] Методы проверки: 1. Прямое измерение скорости частиц 2. Прямое измерение энергии частиц

13 a b cos a b Анализ характеристик космических лучей и широких атмосферных ливней СТОБТР V с sin c t b V с sin c t b Аномалии: 1. Зенитная аномалия ( ) 2. Изотропия направлений прихода космических лучей 3. Сверхсветовые частицы в опытах ВЭГА и др. [20] 4. Несоответствие зенитных углов, измеренных разными методами, например: sin задержкаии V t b E>10 18 эВ пятна задержкаии пятно сработавших детекторов [22] Методы проверки: 1. Сравнение зенитных углов по замерам пятна и задержкаии 2. Прямое измерение скорости фронта космического ливня (детектор на вышке или горе)

14 Литература: 1. Семиков С.А. Сверхсвет – легко! // Инженер, 11-12, Семиков С.А. // Инженер, 3, Семиков С.А. Сверхсветовая техника – прорыв в будущее // Инженер, 6-9, Бузмаков И.В. // Современные научные исследования и инновации, 10, Мазманишвили А.С. // Электромагнитные явления, Т. 2, 1, с. 124, Александров Е.Б. // Химия и жизнь, 3, Александров Е.Б. и др. // УФН, Т. 181, 12, Brown B.C., et al. // Physical Review Letters, V. 30, 16, Михайлин В.В., Тернов И.М. Синхротронное зилучение. М.: Знание, Семиков С.А. // Вестник ННГУ, 4(1), Водопьянов А.С., Зрелов В.П., Тяпкин А.А. // Письма в ЭЧАЯ, 2 [99] Водопьянов А.С., Зрелов В.П., Тяпкин А.А. // ОИЯИ Д за CERN Courier vol.38, N. 9, Dec Тяпкин А.А. // Краткие сообщения ОИЯИ, 1993, No 3(60)-93, С Vodopianov A.S., Zrelov V.P., Tyapkin A.A. Analysis of the anomalous Cherenkov Radiation… // Particles and Nuclei, Letters 2[99] Семиков С.А. // Вестник ННГУ, 1(2), Newburgh R.G. // American Journal of Physics, V. 40, 8, p (1972). 18. Победоносцев Л.А. и др. // ЖТФ, Т. 59, вып. 84, с. 124, Алешкевич В.А. // УФН, Т. 182, 12, Барашенков В.С. Антимир скоростей. Тахионы // Химия и жизнь Bertozzi W. // American Journal of Physics, V. 32, 7, p. 551, Просин В.В. Первые результаты, полученные на новой установке для изучения ШАЛ. 23. Винокуров Н.А. На быстрых электронах // Наука из первых рук, 2010, Т. 33, вып. 3, с