Загадка лазера

                                   Информация к размышлению


Еще на заре лазерных разработок, в лаборатории Басова был обнаружен необычный эффект, демонстрирующий перемещение информации со скоростью, заметно (но незначительно) превышающей скорость света [1].

Участник разработки, и автор воспоминаний [1], Крюков П.Г. пишет следующее. «К нашему изумлению, форма импульса при усилении заметно не изменялась, но усиленный импульс явно сдвигался к входному. Ошибка в экспериментах исключалась. Получалось, что при про¬хождении импульса в усиливающей среде лазерный свет распространяется со скоростью, большей скорости света. Требовалось объяснить столь невероятное, на первый взгляд, явление» [1].
На фоне множества других открытий, связанных с лазером, и не вызывающих протеста, этому эффекту, возмутительному по своей сути, все-таки не уделили достойного внимания. Эффект, теоретически, с небольшими натяжками, был объяснен в статье Ораевского А.Н. [2] – и благополучно забыт.

Однако, через некоторое время эффект опять потревожил исследователей. На этот раз, в опытах Вонга 1982 года [3], и в схожих экспериментах других исследователей, проведенных  уже в XXI веке.

В этих экспериментах эффект стал объектом пристального внимания. Объяснения Ораевского были уже неуместны, т.к. импульс лазерного усилителя опережал импульс возбуждающего лазера на время, превышающее длительность самого импульса. Более подробно  это описано Гришаевым А.А., см. [4].

На этот раз было получено достаточно количественных соотношений, чтобы на их основе можно было сделать правильные и однозначные выводы.

Опишем суть эффекта.
Для определения скорости распространения светового импульса в рабочем теле усилителя Басовым был применен следующий прием. Импульс задающего, стартового лазера делился на два канала. Первый канал, по световоду определенной оптической длины, был соединен со входом двухлучевого измеряющего осциллографа. Второй канал, состоящий из трех последовательных участков (световод 1, рабочее тело лазера, световод 2), соединен со вторым входом осциллографа.

Оптическая длина обоих каналов подбиралась равной между собой. Калибровка установки производилась в пассивном режиме усилителя, т.е. без его возбуждения.

Было установлено, что при достижении некоторого уровня мощности задающего лазера усиленный импульс вдруг начинал опережать задающий импульс. При этом время опережения точно равнялось суммарному времени, требуемому на прохождение импульсом световода 1 и световода от задающего лазера до раздваивающего устройства, т.е. оптическому пути от задающего лазера до усилителя.
 
После произведенных манипуляций этой оптической длиной, стало очевидным, что стартовый импульс с задающего лазера на лазер усилителя перебрасывается мгновенно.

Однако, несмотря на полученные наглядные результаты, вывод о мгновенном распространении стартового импульса от задающего лазера до усилителя не был сделан. Так велика вера исследователей в невозможность мгновенной скорости распространения информации.

Дело в том, что исследователи, проводившие эксперименты, по всей видимости, не имели правильного представления о мгновенной скорости, и пользовались традиционным официальным представлением, считающим мгновенную скорость равной бесконечной скорости. А бесконечная скорость действительно невозможна.
Как же удалось официальной науке выйти из этого положения, и все-таки обосновать работу лазеров?

Попробуем разобраться.

Основа официальной модели лазера проста и красива.

По этой модели фотоны излучаются электронами атома при переходе с одного энергетического уровня, на котором они находятся, на другой, меньший уровень.
Согласно официальным представлениям, электрон, обращающийся по круговой орбите, должен излучать электромагнитные волны, фотоны. Это, трагически ошибочное представление, попавшее во все школьные учебники, в данном случае никому не мешает, т.к. компенсировано (нейтрализовано) принципом Паули.
 
Принцип Паули постулирует существование дискретного набора энергетических уровней орбитального электрона, находясь на которых, электрон не излучает. А на уровни, с которых он якобы излучает, он и быть не может, т.к. моментально переходит на разрешенный Паули уровень. Этих, разрешенных  энергетических уровней у электрона строго определенное количество, и величина их также строго определена, и квантована в масштабе постоянной Планка.

В исходном (невозбужденном) состоянии, соответствующем нулевой температуре, все электроны атома находятся в некотором устойчивом исходном состоянии, каждый в своем. При возбуждении конкретного электрона, он скачком переходит на один из разрешенных для него уровней, который уже не является устойчивым, и называется возбужденным (квазиустойчивым).

Возбуждение конкретного электрона осуществляется при тепловом столкновении атомов или при поглощении атомом подходящего (резонансного) фотона. В момент возбуждения электрон атома ничего не излучает.

В возбужденном состоянии электрон тоже ничего не излучает, как не излучает любой круговой постоянный ток, но нас принуждают думать, что это особый квантовый эффект.

С возбужденного уровня электрон в какой-то неизвестный момент, спонтанно (самопроизвольно) может возвращаться в исходное состояние, излучая при этом фотон с соответствующей, строго определенной энергией.

Суммарное спонтанное излучение тела происходит хаотическим образом, т.е. в случайное время, в случайном направлении и со случайной энергией. Это излучение формирует характерный для каждого вещества спектр, вид которого является визитной карточкой данного вещества, т.к. зависит от устройства атома, т.е. типа вещества.

Лазер – это хитроумное устройство, генерирующее излучение фотонов в узком энергетическом диапазоне, и практически в одном заданном направлении.
Как это происходит.

Во-первых, изначально, искусственно создается возбуждение атомов подобранного вещества лазера не в естественном энергетическом спектре, а на одном избранном уровне. Это сложная задача, но решаемая. Затем, искусственно провоцируется лавиннообразное излучение в заданном направлении, формирующее монохроматический, синфазный лазерный импульс - луч.

Лавина формируется за счет вынуждаемого излучения возбужденных электронов первичными стартовыми фотонами, путем многократного отражения этого излучения в оптической системе лазера.

Полная рабочая теория лазера сложна, и полна всевозможными нюансами и тонкостями, выявленными разработчиками лазеров в процессе практических опытов. Эти нюансы отвлекают внимание теоретиков от красивой основы, изложенной выше, своей наблюдаемой экзотичностью. Теория тоже становится экзотичной, порождая мистику, и внедряется в стереотип мышления, становясь постепенно непререкаемой истиной.

Давайте оглянемся на эту основу – и подвергнем её тестовому сомнению.
Начнем с расхожего сейчас в квантовой теории понятия спонтанности.
Википедия. Спонтанный - (лат.  — самопроизвольный) — самопроизвольность; характеристика процессов, вызванных не внешними влияниями, а внутренними причинами…
 
В этом, совершенно верном определении присутствует очень важный момент: спонтанный процесс вызывается исключительно внутренним процессом.

В нашем случае (тормозного излучения электрона) мы должны определить, что же это за внутренние процессы в электроне, которые вызывают его срыв с возбужденной траектории. Сумрачная ситуация. Ситуация, которая находит свое разрешение в принятии необходимости постулируемого (догматического) спонтанного перехода электрона.

Здесь актуальны следующие слова Ланжевена:
"Для борьбы с догматизмом в науке бывает очень полезно ознакомиться с тем, насколько основатели научных теорий лучше своих продолжателей и комментаторов отдавали себе отчет во всех слабостях и недостатках своих теорий. Со временем их оговорки постепенно забываются; то, что для них было гипотезой, превращается в догму, становящуюся все более непререкаемой по мере удаления от первоисточника, пока, наконец, не потребуются значительное усилие для того, чтобы порвать с установившимися взглядами, представляющими собой более или менее отдаленные выводы из теорий, временный и гипотетический характер которых давно забыт".

Квантовые теоретики уже давно сталкиваются с квантово-философскими парадоксами, но упорно не хотят признавать несовершенство своих основ квантовых представлений, противоречащих выверенным философским принципам.

Поскольку в теории лазера внутренние процессы в электронах не предполагаются, то срыв электрона в исходное состояние становится необоснованным, т.е. он невозможен без внешнего участия, которое в теории лазера тоже не рассматривается. Приходится признавать, что первый стартовый, сорвавшийся электрон производит излучение совершенно без причин. Вроде бы, мелочь. Но …
“Нет ни чего позорнее для ищущего истину, чем мнение, будто что-либо может произойти без причины”. Это слова Цицерона. И это фундаментальная философская концепция. Но Цицерон ничего не знал о квантовых казусах, скажут современные академики, умеющие управлять процессами, суть которых им непонятна.

Однако давайте согласимся с Цицероном, что возбужденный электрон излучит фотон и перейдет на устойчивый нижний энергетический уровень только по причине некоторого, не замечаемого нами взаимодействия.

Интерпретаторы теории лазера так и поступают, ссылаясь на взаимодействие электрона с пролетающим мимо фотоном, ведь так дальнейший процесс и описывается. Процесс, из спонтанного превращается в вынуждено-детерминированный. При этом энергия излученного фотона оказывается равной энергии фотона, пролетающего мимо, что естественно, т.к. мы возбудили атом специальным образом. Но вот то, что при этом совпадут направление излучения, и, самое главное - фаза излученного фотона совпадет с фазой пролетающего – это совершенно непонятно, и в теории это умалчивается.

Селекция (отбор) однонаправленных фотонов оптической системой лазера – неубедительна, т.к. в других (не лазерных) системах так эффективно не работает.

Фотон - нейтральный объект, не имеющий силового электрического поля. Как он может воздействовать на возбужденный электрон атома? Только своим гравитационным полем, которое официальной наукой признается. Но об этом в теории лазера нет ни слова. Кроме того, каким образом гравитация фотона сообщит электрону, в какой начальной фазе должен стартовать вторичный фотон, опять же непонятно.

Давайте припомним, каковы интересующие нас в данном случае свойства фотона.
Фотон это истинный квантовый объект, который можно и обнаруживать, и измерять. Правда, при измерении фотон неизбежно исчезает. Выражение «поглощение фотонов» - это фразеологический нонсенс. На самом деле поглощается только энергия фотона, и обязательно вся целиком. Фотон в момент «поглощения» прекращает свое существование. Ни в самом атоме в целом, ни у отдельных электронов фотонов нет.

Таким образом, пролетающий фотон никакой информации электрону атома о фазе частоты фотона и его направлении передать не может. Но ведь лазер работает!
Возникает курьезная ситуация, и в науке это не в новинку. Исследователь, встав на позицию, содержащую ошибку, криво объясняет работу исследуемого объекта. Ему на эти натяжки указывают, а он, в качестве доказательства, ссылается на функционирование объекта. Возникает порочный, замкнутый круг.
Обратим внимание на то, что до сих пор в РАН не решен вопрос о размере фотона. Между тем существует постановление РАН, обязывающее исследователей считать процесс излучения фотона мгновенным. Обратим также внимание на то, что размер всех атомов, независимо от их массы и количества электронов в оболочке, практически одинаковый.

Фотоны тоже, непроизвольно (интуитивно), мыслятся одинаковыми.
Перечисленные аргументы складываются в пользу естественного предположения, что фотоны излучаются не электронами, а атомами, как пространственной структурой, и, видимо, не превосходят по своим размерам размер атома.
В момент излучения фотона происходит мгновенное (происходящее за один квант времени, или малое количество квантов) изменение электрического момента атома. Это по определению. На это время, за счет разных масс, при одинаковых зарядах, у  атома возникает электрический дипольный импульс.  Сам атом, принимая во внимание нулевой продольный импульса фотона, остается неподвижным. Однако возникший на короткое время электрический импульс имеет возможность произвести требуемое лазеру воздействие на соседние, возбужденные атомы. В случае такого взаимодействия, в возникшей системе из двух соседних атомов, излучивший атом приобретает продольный импульс второго порядка малости, являющийся причиной якобы спонтанного излучения.

Отсутствие продольного импульса у фотонов подтверждено многочисленными экспериментами, в том числе и повторением (с отрицательным результатом) опытов Лебедева [5]. Беда в том, что в научных экспериментах, обычно, обнаруживают что-то новое, а тут с упорным постоянством не находят то, что ищут. А несбыточная надежда при этом хорошо оплачивается.

В официальной науке описание фотона без продольного импульса искать бесполезно. В связи с этим приведем краткое описание такого фотона.
Фотон - не частица, и не имеет ни релятивистской массы инерции, ни массы гравитации; с частицей  его роднит только свойство жесткой локализации и свойство сохранения направления движения.

Фотон не является осциллятором, и не может рассматриваться как цуг. Частотные эффекты фотона имитирует его крутизна фронта.
 
Фотон – специализированное возмущение пространства, распространяющееся как локализованная волна особого, уникального вида. Элементы пространства в продольном перемещении фотона участия не принимают, т.е. неподвижны, что и роднит его с волной.

Фотон – инструмент посреднического взаимодействия пространства с веществом.
 
Фотон – признак всеобъемлющей гармонии Вселенной. Фотон это единственный объект дальнего космоса, доступный нам для непосредственного исследования.

Гравитационное поле и постоянное электрическое поле распространяются с мгновенной скоростью, которая определяется отношением расстояния распространения к планковскому значению кванта времени [6]. Экспериментально измерить, эту огромную скорость, пока нет возможности. Поэтому исследователи указывают только порядок превышения скоростью гравитации скорости света. По расчетам Лапласа это превышение не менее 10^7 раз.
 
Эта неопределенность, точнее её причина, вкупе с отсутствием рабочей гипотезы, объясняющей природный механизм такой необычной скорости, дает РАН основание не замечать неудобные для ОТО факты.
 
Отсутствие необходимых рабочих гипотез гарантируется официальным запретом на критику ОТО. Но не только это мешает появлению требуемых гипотез.

Общество зомбировано пропагандой официальной парадигмы, подчинившей себе все учебные программы. Эта парадигма неправомерно допускает бесконечную плотность массы в безразмерной материальной точке, но не допускает существования мнимой (метафизической) мгновенной скорости. Благодаря этому даже в Интернете нет гипотез (кроме авторской статьи [6]), предлагающих механизм реализации мгновенной скорости. Концепция Гришаева [4], признающая и оперирующая мгновенной скоростью, просто постулирует её как природную данность.
 
В эффекте Басова все фотоны движутся без превышения скорости света. Эффект возникает только для регистрируемого импульса, за счет суперпозиции двух типов скоростей: скорость распространения фотонов (световая) и сверхвысоких (мгновенных) скоростей распространения возбуждающих электрических потенциалов.

Мгновенная скорость – это не физическая скорость. Это скорость метафизическая, но реально наблюдаемая и измеряемая. Подробнее об этом см. [6].

Приведенные сведения наводят на грустные размышления. Получается, что технический прогресс иногда развивается не благодаря науке, а вопреки ей. Ведь, каков философский смысл и логические следствия, например, вывода о том, что фотон не имеет продольного импульса, но при этом является переносчиком кванта энергии. Смысл в том, что передавая приемнику квант энергии, фотон не может не предавать при этом квант импульса. Таким образом, можно говорить о переносе фотонами и продольных импульсов. Так и есть, но дело в том, что переносимые импульсы это не единичные импульсы, а обязательно, как минимум, пара импульсов, сумма которых строго равна нулю.
 
Получается, что фотон может быть поглощен только соответствующей системой, способной реализовать сразу два противоположных импульса, и не может быть поглощен иной системой, и тем более, элементарным объектом, каковым является электрон.

Последний вывод является значимым вкладом именно в философскую копилку фундаментальных знаний. Осознав философский смысл явления, необходимо приступить к поиску новых, адекватных интерпретаций многих известных процессов, которые рассматриваются сейчас как тормозное излучение.
 
Тормозное излучение это всегда финал системного процесса, в котором участвует рассматриваемый электрон. Для правильного и максимально эффективного использования явлений, сопровождаемых тормозным излучением, необходимо полное знание поведения не только электрона, но и всей системы.

Последнее утверждение, в условиях ведущейся экономической войны, является стратегическим ноу-хау. Может быть, именно поэтому вдруг прекратились все западные публикации на эту тему. Российские же разработчики, либо подавлены мнимым величием  ОТО, либо ангажированы западными благодетелями (гранды, симпозиумы, платные лекции, издание трудов), и не хотят даже слышать о возможности повторения названных опытов.
 
Автор обращается ко всем патриотически настроенным читателям с просьбой поделиться данной информацией с людьми, причастными к лазерным разработкам. Может быть, найдутся истинные исследователи.


Нижний Новгород, сентябрь 2017 г.

С другими публикациями автора можно познакомиться на странице Интернета http://www.proza.ru/avtor/vleonovich сайта ПРОЗА.РУ.
 
Источники информации
1. П.Г. Крюков /Как это было. К истории рубинового лазера/  Вестник РАН, 2007, том 77, № 10, с. 915-920
2.  Ораевский А.Н. /Сверхсветовые волны в усиливающих средах/ Успехи физических наук, 168, т 12 (1998) 1311.
3. S.Chu, S.Wong. Phys.Rev.Lett., 48, 11 (1982) 738.
4. Гришаев А.А.  /Опыт Басова: мгновенный переброс лазерного импульса на расстояние/ Интернет: http://newfiz.narod.ru.
5.  Костюшко В.Е. /Экспериментальная ошибка П.Н. Лебедева – причина ложного вывода об обнаружении им давления света/ Русское Физическое Общество. Энциклопедия Русской Мысли, т. XVI, стр. 34. Интернет http://v-kostushko.narod.ru
6. Леонович В.Н. /Концепция физической модели квантовой гравитации/ Интернет, http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10168.html.
7. Н.Г.Басов, Р.В.Амбарцумян, В.С.Зуев, и др. ЖЭТФ, 50, 1 (1966) 23.





Рецензии
"Фотон – инструмент посреднического взаимодействия" - очень правильное определение. Фотон, скорее всего, не имеет не только массы и электрического заряда, но и размера, так что РАНу нет смысла решать этот вопрос. Если фотон квант - то это не частица, а передаваемая от частицы к частице порция энергии.

Борис Владимирович Пустозеров   13.10.2017 18:53     Заявить о нарушении
На это произведение написаны 3 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.