ОБНАРУЖЕНИЕ АНОМАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЧЕРЕНКОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ТЯПКИН
ALEXEY ALEXEYEVICH
TYAPKIN
Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ), Дубна
Сообщается об обнаруженных аномальных свойствах черенковского излучения в проведенных экспериментальных исследованиях на уникальном пучке релятивистских ионов свинца в ЦЕРН. Впервые обнаружены частицы, излучающие черенковский свет в миллионы раз более интенсивно по сравнению с обычными однозарядными частицами. Эта аномальная способ-ность интенсивно излучать черенковский свет в видимой части спектра позволила фотометодом измерять скорость движения отдельной такой частицы по радиусу зарегистрированного светового кольца. Таким способом удаюсь впервые получить указания о существовании экзотических частиц, движущихся со сверхсветовой скоростью – так называемых гипотетических тахионов. Обсуждается постановка эксперимента для подтверждения и окончательного доказательства существования обнаруженных аномальных эффектов.
I. ВВЕДЕНИЕ
В 1993 г. неожиданно для себя я пришел к выводу, что в теории черенковского излучения оказалось неучтенным явление образования барьера непосредственно перед порогом этого излучения, подобного звуковому барьеру в акустике или возмущению поверхности воды перед самым носом корабля при его движении со скоростью, равной скорости распространения возмущения в воде. "Световой барьер" в электродинамике во всём должен быть подобен барьерам в акустике и в гидродинамике, но отличатся от них, как было отмечено в моей работе [1], только добавлением к черенковскому излучению под малыми углами вынужденного излучения возбужденных атомов самой газообразной среды, наполняющей счетчик. Эта характерная особенность дает возможность однозначно обнаружить "световой барьер" в спектрометрических исследованиях, наблюдая в излучении линии соответствующих атомам газа в детекторе. В конце 1997 г. такой эксперимент намечено было предложить провести на уникальном пучке релятивистских ионов свинца ускорителя SPS CERN, которые излучают черенковское излучение почти в 7 тысяч раз интенсивно, чем однозарядные частицы. Поэтому на пучке таких ионов можно было надеяться получить надежные данные о черенковском излучении вблизи порога, где оно весьма незначительно. Такое предложение было подписано группой в составе В.П. Зрелова, (V.P. Zrelov), Я. Ружички (Yа. Ruzicka) и А.А. Тяпкина, и затем в феврале следующего года при посещении ЦЕРН'а было передано мною профессору А.Сандовалу (A.Sandoval) для обсуждения предложения на заседании коллаборации эксперимента NA 49. Тогда же организовавший осмотр установки NA49 сотрудник из Дубны А.С. Водопьянов (А.S. Vоdор'уапоv) вошел в основой состав группы, начавшей (в сентябре 1998 г.) экспериментальные исследования свойств черенковского излучения на пучке релятивистских ионов свинца ускорителя ЦЕРН. Эти исследования полностью подтвердили мои предсказания о существовании "светового барьера" на пороге черенковского излучения.
В ходе запланированных исследований по доказательству существования "светового барьера" неожиданно было обнаружено аномальное, прежде всего, по интенсивности, испускаемой отдельными частицами черенковского излучения, что позволяло зарегистрировать диаметр круга и по нему определить скорость движения этих необычных частиц. Другой, не менее удивительной неожиданностью для таких частиц было установление движения их со сверхсветовой скоростью [2].
2. РЕЗУЛЬТАТЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОВЕДЕННЫХ В 1998 ГОДУ
а)
ОБНАРУЖЕНИЕ "СВЕТОВОГО БАРЬЕРА"
Для исследования свойств черенковского
излучения применялся газонаполненный черенковский детектор,
общая схема которого приведена на рис.1. Вблизи оси
цилиндрической трубы детектора пропускался пучок ионов свинца
с энергией 157.7 ГэВ на нуклон.
(Атомный номер ускоренных изотопов ядра свинца равен 208 единиц. Полная
энергия ядер свинца составляла 32,6 ТэВ, а их скорость в
относительных единицах лишь на 2 единицы в 5-ом знаке уступала
скорости света в вакууме, равной единице.)
Диаметр пучка ионов был около 3 мм. Входное окно в алюминиевом фланце детектора имело
диаметр 20 мм и толщину стенки 0,4 мм. Внутренняя поверхность
трубы детектора специально была покрыта черной копотью для
уменьшения отражения от поверхности трубы детектора из
нержавеющей стали. Возникающее на пути 405 mm под действием
ионов черенковское излучение атомов газообразной среды
попадало на установленное под углом 45° к пучку плоское
зеркало, и после отражения фокусировалось объективом
"Гелиос-40" (светосила 1 : 0,85; фокусное расстояния f = 85mm)
на фотопленке аппарата "Зенит-Е".
Рис.1. Черенковский детектор.
Рис. 1. Схема газонаполненного черенковского детектора: 1 - коллимированный пучок ядер свинца; 2 - труба газового радиатора диаметром 60 мм; 3 - зеркало (напыленный на стекло алюминий); 4 - выпускное окно; 5 - место для дифракционной решетки; 6 - объектив <Гелиос-40> и фотоаппарат <Зенит-Е>; 7 - патрубок для соединения с вакуумной системой; 8 - патрубок для наполнения воздухом или гелием; 9 - лампа вакуумметра; 10 - манометр; 11 - ход лучей черенковского излучения
Для автоматического измерения светового выхода в том же газовом детекторе использовалась электронная система и затем аппарат "Зенит-Е", в котором на место пленки был вмонтирован катод миниатюрного фотоумножителя. Данная аппаратура была доставлена участниками нашего эксперимента из Братиславского университета Я. Ружичка и П.Чокула. (Р. Chochula). Эта методика была принята к измерениям светового выхода после того, как мы убедились в отсутствии фона от рассеянных ядер пучка, поскольку сигналы с фотоумножителя полностью прекращались после закрытия шторки фотоаппарата. В отличие от фотографического метода, в котором по выделенному световому кольцу можно было судить об интенсивности света, относящегося именно к черенковскому излучению, автоматический метод измерял полный световой выход, который, кроме черенковского излучения, мог включать и другие источники света, например, сцинтиляционные вспышки и переходное излучение, которое, правда, оказалось незначительным в оптическом диапазоне, что доказывали измерения при малом давлении газа до порога возникновения черенковского излучения.
По этой причине данный метод автоматического измерения светового выхода позволил надежно обнаружить световой барьер в детекторе, наполненном воздухом, по локальному возрастанию светового выхода. На рис. 2 приводится полученная Петром Чокулой кривая светового выхода при различных давлениях воздуха в детекторе, которая представляет распечатку с компьютера поступающих с фотоумножителя сигналов. На рис. 2 виден рез-кий спад светового выхода с уменьшением давления воздуха в детекторе, который затем сменяется в двух точках локальным возрастанием светового выхода. Удивительный всплеск на кривой светового выхода воспроизвелся и в повторных измерениях, проведенных в обратном порядке при повышении давления воздуха. Но, несмотря на это подтверждение порогового всплеска в повторном измерении, двое из основных участников нашего эксперимента (Ружичка и Зрелов) выступили против публикации этого впервые полученного экспериментального подтверждения существования барьерного эффекта на пороге черенковского излучения. Не подействовали на возражающих против публикации и доводы о том, что во всех прежних исследованиях на пучках других ускорителей этот слабый всплеск и не мог быть обнаружен, а теория черенковского излучения, удостоенная нобелевской премии 1958 г. [3], вовсе и не претендовала на учет столь тонкого явления, как светового барьера", возникающего перед самым порогом излучения. Как было отмечено в работе [1], эта неточность теории была связана с тем, что в ней в противоречии с принципом Гюйгенса излучение на пороге учитывалось только как поток энергии через боковую поверхность цилиндра, окружающего трек первичной частицы, а на пороге излучение должно происходить строго вперед.
Конечно, обнаруженное впервые в нашем эксперименте столь незначительное нарушение монотонности хода кривой светового выхода на самом пороге черенковского излучения стало возможным только благодаря использованию достигнутого специалиста-ми ЦЕРН'а идеально сформированного параллельного пучка ионов свинца, а также и в силу присущего этим тяжелым ионам чрезвычайно интенсивного излучения черенковского света. Следует также учитывать, что всплеск был обнаружен при давлении воздуха, которое соответствовало рассчитанному значению из условия равенства скорости распространения света в воздухе с заданной скоростью движения ионов свинца, что соответствовало условию порога излучения. Кроме того, порог излучения становится наблюдаем лишь при значительной дисперсии света в воздухе, содержащимся в детекторе. Так, та же методика автоматического измерения светового выхода в случае наполнения детектора гелием, для которого дисперсия света особенно незначительна, не позволила надежно обнаружить порог излучения.
Против опубликования факта обнаружения "светового барьера" не было выдвинуто никаких конкретных аргументов. На самом же деле здесь, скорее всего, лишь проявилось явное их нежелание подтверждать ранее сделанное Тяпкиным предсказание. Иначе говоря, речь, фактически, шла о сокрытии экспериментально установленного факта по весьма ненаучным соображениям. Что же касается предсказания самого барьерного эффекта, то оно было сделано в работе [1] на основе давно апробированного принципа Гюйгенса, сомневаться в котором было просто недопустимо. Следует добавить, что я особенно и не настаивал на публикации результата, полученного П. Чокулой. В нашем распоряжении была еще и полученная в дополнительном сеансе спектрометрическая фотография для детектора, наполненного гелием, к ней непосредственно и относилось мое предсказание в работе [1]. Этот вариант обнаружения "светового барьера" содержался также и в основе нашего коллективного предложения проводить данное исследование именно на пучке релятивистских ионов свинца в ЦЕРН'е. (Более того, даже само предложение было названо: ПРЕДЧЕРЕНКОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, КАК ЯВЛЕНИЕ "СВЕТОВОГО БАРЬЕРА") Правда, при реализации этого основного пункта намеченной программы возникли непредвиденные трудности, созданные, не сомневаюсь, вполне преднамеренными действиями нашего коллеги из Братиславы, с которых собственно и начиналась почти детективная сторона нашего исследования.
Ян Ружичка из всех участников данного эксперимента был самым опытным в такого рода экспериментах, так как он успешно проводил такие эксперименты буквально с той же самой аппаратурой на пучках различных ускорителей в Дубне, в Серпухове, в Новосибирске и в Дармштадте. Но, видимо, он считал нежелательным фактом само экспериментальное обнаружение барьера в черенковском излучении как своеобразного укора ему и Зрелову, которые за много лет исследований так и не столкнулись даже с намеком на подобное явление. Поэтому важнейший спектрометрический эксперимент с дифракционной решеткой он все время откладывал и даже не сделал попытки приступить к нему в последние часы отведенного нам времени. На следующий день после его отъезда в Братиславу нам полагалось демонтировать нашу установку и убрать подставку под ней из бетонных кубов, загораживающих нижнюю часть большего круга калориметра для вторичных частиц, образующихся на мишени основной установки. В данной ситуации мы рискнули обратиться к руководству экспермента NA49 с просьбой продлить нам сеанс работы еще на день и отложить демонтаж нашей установки на утро понедельника. Нам хорошо было известно, что на установке NA49 успешно проводятся важные исследования взаимодействия ускоренных релятивистских ядер свинца с покоящимися ядрами свинца. Но в настоящем сеансе у них случились неполадки с аппаратурой еще до начала отведенного им времени работы на пучке. И несмотря на то, что вместо трех обещанных нам ранее ночных сеансов, мы уже получили пять сеансов, руководство эксперимента нашло возможным дать нам дополнительно еще шестой дневной сеанс 18 октября. За этот дополнительный день мы успели провести длительную экспозицию с дифракционой решёткой вблизи порога излучения для детектора, наполненного гелием. При этом из-за не выполнения нашего предварительного заказа на чистый гелий нам пришлось использовать технический гелий, имевшийся на установке NA49 для охлаждения сверхпроводящей обмотки магнита. В баллоне такого гелия содержалась и примесь паров масла от компрессора, которая при использовании для глубокого охлаждения сверхпроводящей обмотки легко вымораживалась, но в нашем случае при комнатной температуре примесь паров масла существенно меняла давление гелия, соответствующее порогу черенковского излучения, не позволяя воспользоваться расчетным значением, предварительно вычисленным для чистого гелия. Поэтому нам пришлось экспериментально определить давление, близкое к порогу для нашего технического гелия, по фотоснимкам колец черенковского излучения, сделанным при разных давлениях. На рис.3 приведена серия таких снимков.
Диаметры колец регулярно уменьшаются с понижением давления гелия, но при давлении 473 мбар (mbar) произошло явное расширение в обе стороны зарегистрированного кольца. Это значение давления и было принято для экспозиции с дифракционной решеткой. При обычной фоторегистрации колец, приведенных на рис.3, экспозиция задавалась пучковым монитором по 10 миллионов частиц для каждого снимка. При фотографировании с дифракционной решеткой (использовалась решётка с плотностью 200 лин/мм) для компенсации поглощения света решёткой экспозиция по пучковому монитору была увеличена в 5,2 раза. Во время проявления первой фотопленки с кадром, полученным вблизи порога, проводилась контрольная экспозиция также с дифракционной решёткой, но при давлении гелия 550 мбар. Цель этой экспозиции была в экспериментальном получении спектра черенковского излучения, но без добавления спектральных линий от возбуждённых атомов гелия. Первый снимок вблизи порога черенковского излучения получился с вполне удовлетворительным для спектрометрических измерений отклоненного решёткой дифракционного луча света. Второй же снимок получился с явно недостаточной для измерений интенсивности отклонённого решёткой луча, но уже для чисто черенковского света. По экспозиции этот снимок как предназначенный для вспомогательных измерений непрерывного спектра, был сделан по длительности в два раза меньше и по пучковому монитору составлял 25,2 миллиона частиц. Проявлялись обе пленки непосредственно мной в совершенно тождественных условиях (в бачек наливался проявитель из одной и той же бутыли с заранее растворенным в ней проявителем). Так что различие в плотности полученных отпечатков можно объяснить только повышенной интенсивностью излучения в кольце вблизи порога при давлении 473 мбар (при этом мы исключаем возможность уменьшения интенсивности излучения; при давлении 550 мбар она должна быть несколько выше интенсивности в кольце при 500 мбap, показанного на рис.3, поскольку выше порога излучения рост интенсивности строго следует существующей теории, согласно которой интенсивность излучения растет пропорционально квадрату синуса угла излучения). Заметим также, что представленные на рис. 3 отпечатки колец были сделаны с 30 - кратным увеличением.
В связи с неудавшейся попыткой экспериментально получить спектральное распределение выше порога излучения, нам пришлось воспользоваться существующей теорией черенковского излучения, которая дает спад спектра, обратно пропорциональным кубу длины волны излучения. В этой теоретической зависимости не может быть сомнений. Экспериментальное исследование этого спада спектра нам потребовалась лишь для оценки нормировки данного теоретического хода кривой спада интенсивности. На рис. 4 представлен полученный в дополнительном сеансе спектр излучения непосредственно вблизи порога излучения. Его сканирование на микрофотометре фирмы "Carl Zeis" (JENA) непосредственно было проведено В.П. Зреловым. Каждой отдельной спектральной линии в отклоненном дифракционной решеткой луче соответствует круг, диаметром около 0,4 mm, от конуса черенковского излучения из квантов заданной частоты, индуцирующих возбужденные на соответствующий уровень атомы гелия. Этот эффект несколько снижает разрешающую способность наших спектрометрических измерений, и обусловлен он был незначительным превышением над порогом выбранного давления газа. Стрелками на рисунке указаны длины волн, соответствующие центрам кругов черенковского излучения. Все они, кроме пунктирной стрелки, совпадают с известными линиями спектра атомов гелия. Наиболее интенсивная из них желтая линия, по которой, как известно, впервые был открыт в природе сам элемент гелий спектроскопическими измерениями в протуберанцах Солнца. С линией, обозначенной пунктирной стрелкой, произошла история, которая обернулась, можно сказать, триумфом самого метода анализа спектра у порога черенковского излучения. Этому локальному максимуму не соответствовало никакой линии в известном спектре атома гелия. И все же она появилась совсем не случайно. Из справочников В.П. Зрелову удалось установить, что стрелке, обозначенной пунктиром, отвечает самая интенсивная, желтая линия только не в спектре обычного атома гелия, а в спектре однократно ионизованного атома гелия. На рис. 4 показана также теоретическая кривая спада черенковского излучения, но с учётом спектральной чувствительности использованной нами черно-белой негативной фотопленки "НКШ-2" чувствительностью около 20 единиц ГОСТ'а или около ISO 23/14°.
Но эту уникальную фотографию, на которой впервые был зафиксирован вблизи порога черенковского излучения спектр, отличный от наблюдаемого ранее и предсказываемого первоначальной теорией [2], ждала, практически, та же участь, что и полученный П. Чокулой всплеск, указывающий непосредственно на возрастание интенсивности излучения на самом пороге излучения. Правда, со стороны В.П. Зрелова не было высказано никаких возражений против публикации данной фотографии, и в настоящее время он считает нужным найти подходящую тему статьи, в которую можно было бы включить этот уникальный рисунок с результатами обработки фотографии, полученной с дифракционной решёткой. Но мне представляется, что это всего лишь отговорка для задержки публикации еще на несколько лет. А публикация этого результата имеет самостоятельный интерес как первое непосредственное доказательство несоответствия существующей теории реальному явлению, происходящему непосредственно вблизи порога черенковского излучения. Поэтому я включаю в настоящую публикацию приведенный на рис. 4 результат и одновременно обращаю внимание на необходимость дальнейших исследований этого физического явления возникновения своеобразного лазерного эффекта непосредственно на треке релятивистской частицы. Действительно, необходимо экспериментально установить, в какой области давлений вблизи порога черенковского излучения возникает это явление вовлечения в спектр излучения возбужденных атомов среды.
Для ответа на этот вопрос не обязательно при нескольких давлениях вблизи порога проводить сложные спектрометрические измерения с дифракционной решеткой. Достаточно будет установить область давлений около 473 мбар, в которой происходит расширение наблюдаемого кольца черенковского излучения. Но начать следует, конечно, с публикации рис. 4, на котором представлены результаты проведенной В.П. Зреловым обработки уникальной фотографии, полученной А.С. Водопьяновым и А.А. Тяпкиным в 1998 г. в измерениях с дифракционной решёткой.
Что же касается задержки с публикацией данного результата, то найти этому какой-либо благопристойный повод вряд ли возможно. Думаю, мы можем лишний раз убедиться, что в науке всякая "истина", основанная на умолчании о новых экспериментальных результатах, не может быть долговечной, и настоящая статья вполне проясняет истинные причины такого умолчания.
б) ОБНАРУЖЕНИЕ СЛУЧАЕВ ЧЕРЕНКОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ АНОМАЛЬНО ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
С помощью специальной камеры черенковского излучения, сконструированной В.П. Зреловым лет 30 назад и созданной в Опытном производстве ЛЯП ОИЯИ, на том же уникальном пучке релятивистских ионов свинца с энергией 157, 7 ГэВ на нуклон нами было получено три снимка на цветной пленке размеров 18×24 см2 соответственно в трех вариантах прохождения пучка ионов свинца через двухосный кристалл ТГС (триглицинсульфата). Первый снимок соответствовал прохождению пучка вдоль бинормали кристалла. Этот снимок вместе со статьёй, напоминающей об открытии советских учёных, удостоенном нобелевской премии по физике 1958 года, были переданы нами в редакцию журнала CERN COURIER. В декабрьском номере этого журнала (V. 38, № 9, Р.7) вышла наша статья вместе с полученной нами фотографией под общим заглавием, предложенным редактором журнала: "More light on Cherenkov effect", что означает «Больше ясности эффекту Черенкова». Одновременно под тем же названием по распоряжению редактора та же фотография в крупном масштабе была помещена на обложке того же журнала. На этом цветном снимке эффектно представлены два пересекающихся эллипса черенковского излучения, вызванного релятивистскими ионами свинца при прохождении вдоль бинормали двухосного кристалла, а в центре видна яркая засветка от прохождения самого пучка через пленку. Надо отметить, что за всё многолетнее сотрудничество ОИЯИ с ЦЕРН'ом впервые на обложке этого журнала появилась фотография физического явления, полученная дубненскими сотрудниками. На рис. 5 показана обложка этого номера журнала.
Рис. 5. Обложка журнала CERN Courier vol.38, N. 9, Dec. 1998
Два других цветных снимка, полученных с помощью той же камеры Зрелова при прохождении пучка ионов свинца вдоль биссектрис большего и малого угла между осями того же двухосного кристалла, дали весьма неожиданную информацию о новом физическом явлении аномально-интенсивного излучения генерируемых на этом кристалле неизвестных частиц. На одном из этих снимков, помимо пересекающихся эллипсов черенковского излучения ионов пучка в кристалле, видны пять ярких пятен от излучения, вызванного в прозрачной подложке цветной пленки загадочными частицами. Все эти частицы прошли почти вдоль плоскости прозрачного слоя подложки, поскольку оставленный в тонком слое след от излучения во всех пяти случаев составлял несколько миллиметров. Благодаря этим ярким пятнам мы еще в Женеве обратили внимание на аномальность интенсивного излучения, а по явно наблюдаемым микроголовкам в этих пятнах нам стало ясно, что они возникли по физическим причинам, а не из-за дефектов проявления пленки. Следует отметить, что городская фотолаборатория в Женеве для проявления такой широкой пленки отослала наши кадры в центральную фотолабораторию в Берн. На рис. 6 приведен черно-белый отпечаток этого снимка, показывающий расположение этих загадочных пятен на втором снимке, полученным при прохождении пучка ионов свинца вдоль биссектрисы большого угла двухосного кристалла. Центральные два пятна показаны на рис.6 а, где они были более выделены уменьшением выдержки при печати. Вполне правдоподобно считать, что все пять пятен возникли от частиц, образовавшихся в одном акте распада на расстоянии 3–4 mm от плоскости фотопленки. Только такое загадочное предположение может быть согласовано со всеми особенностями наблюдаемого события. На рис. 7 показаны увеличенные в 5 раз изображения на черно-белой плёнке всех пяти наблюдаемых пятен.
Третий цветной снимок на камере Зрелова был сделан при прохождении пучка ионов свинца вдоль биссектрисы малого угла между осями того же двухосного кристалла ТГС. На этом снимке также четко видны эллипсы черенковского излучения релятивистских ионов свинца в кристалле, и никаких аномалий при первом просмотре в Женеве не было обнаружено. Однако в связи с тем, что на втором снимке были явные указания на аномальное излучение от частиц, прошедших вдоль прозрачной подложки цветной фотопленки, первый и третий снимки подверглись впоследствии тщательному просмотру. В результате мы полностью убедились в отсутствии каких-либо указаний на аномальное излучение на первом фотоснимке, а на подложке третьего снимка было обнаружено 15 групп маленьких кружочков черенковского излучения от частиц, прошедших почти перпендикулярно к плоскости фотоплёнки. Среди этих групп 9 состоят из трёх рядом расположенных кружочков, а остальные из двух или даже из одного такого кружка засветки подложки. На рис. 8 показаны 5-кратно увеличенные изображения на черно-белой плёнке образцы таких групп.
Таким образом, третий снимок на широкой цветной плёнке подтвердил факт образования релятивистскими ионами свинца на кристалле (наиболее тяжёлыми в его составе были атомы серы) неизвестных частиц, способных к аномально-интенсивному излучению черенковского света в видимой части спектра. С другой стороны, этот снимок дал дополнительно и совершенно новую информацию об этих необычных частицах, а именно показал склонность таких частиц группироваться в отдельные тройки и двойки. При наблюдении световых пятен на втором снимке лишь возникало подозрение о том, что некоторые пятна содержат более одной микроголовки. Третий же снимок показал, что в отдельной группе имеется не более трех частиц, дающих аномально-интенсивную засветку.
Следует подчеркнуть: то, что такие частицы излучают видимый направленный вперед свет почти в миллион раз более интенсивно, чем черенковское излучение однозарядной частицы, экспериментально обнаружено впервые. Однако теоретически такое излучение предсказал советский учёный Д.А. Киржниц в 1985 году [4]. Он показал, что магнитный монополь в среде из обычных атомов должен лавинным образом терять энергию на ионизацию и на излучение, вопреки прежним ожиданиям увеличения потерь только за счёт большого электрического заряда.
Следует отметить, что случаи аномально-интенсивного излучения были обнаружены нами при прохождении пучка релятивистских ионов свинца только через определенную мишень, в составе которой наиболее тяжелыми были атомы серы. На той же черенковской камере Зрелова было получено 12 снимков на черно-белой плёнке того же размера 18 × 24 сm2, но с мишенями из легких атомов. Все эти снимки были тщательно просмотрены, и на них не было обнаружено никаких указаний на случаи аномально-интенсивного излучения. Таким образом, можно сделать следующий вывод: случаи аномально-интенсивного излучения были обнаружены только при прохождении пучка через кристалл триглицинсульфата и при использовании в камере цветной плёнки, что может оказаться существенным для обнаружения аномальных случаев из-за имеющихся в этой плёнке трёх слоев прозрачной подложки.
Само обнаружение аномально-интенсивных случаев излучения есть факт несомненный. При уточнении условий его возникновения и при обсуждении физических причин возникновения такого явления, мы смогли указать лишь на один теоретический результат, допускающий подобное интенсивное излучение магнитным зарядом. Но такое гипотетическое объяснение приводит естественно к вопросу о том, откуда могли взяться еще никем не наблюдаемые магнитные заряды, да еще в таком большом количестве. Тут, кроме несомненности самого факта об обнаружении аномально-интенсивных случаев излучения, я могу сослаться лишь на гипотезу крупного теоретика, лауреата нобелевской премии за 1965 год Юлиана Швингера. Он в 1969 г. [5] высказал весьма неожиданное предположение о том, что магнитные заряды, которые безуспешно пытались обнаружить, на самом деле в виде дипольных моментов входят в основу любого вещества; они принимаются нами за особые коротко действующие ядерные силы, необычно большие по величине. Отметим, что эта удивительно красивая и смелая гипотеза прежде всего отвечает симметрии электрического и магнитного взаимодействия, заложенной в уравнениях Дж.Максвелла, а значительная величина магнитного заряда по сравнению с электрическим зарядом, как это было показано еще в 1931 году П. Дираком, непосредственно следует из законов квантования этих зарядов [6]. Коротко действующими же эти магнитные силы оказываются в силу того, что в веществе они существуют только в виде сильно связанных магнитных диполей. Эта почти забытая физиками идея Ю. Швингера не только красивая, но и удивительно рациональная в своей основе, поскольку сводит ядерные силы к магнитным. Поэтому я два года назад в своем докладе перед молодыми сотрудниками ОИЯИ рискнул предсказать этой программе полную реализацию в ХХI-ом веке, поскольку она «позволяет исключить ядерные взаимодействия из числа первичных фундаментальных явлений и, тем самым, подтвердить принцип нерасточительности природы в своих основах.»[7].
И если при прохождении релятивистских ионов свинца через кристалл триглицинсульфата действительно происходит расщепление вещества с образованием большого числа свободных магнитных зарядов, и значительная их часть через боковую поверхность выходит из кристалла, то огромные световые вспышки от них могут быть зарегистрированы фотоэлектронным умножителем, и факт одновременного прохождения магнитного заряда может быть зафиксирован по импульсу напряжения в индукционном контуре, помещенном в непосредственной близости от фотоумножителя, зарегистрировавшего световую вспышку. Совпадения сигналов от световой вспышки и от магнитного детектора докажут прежде всего правильность исходной гипотезы Ю. Швингера, что будет означать крупнейший переворот в науке. Но одновременно станет ясно, что подтверждение модели о магнитных диполях пришло путем расщепления диполей на составляющие и наблюдения необычных свойств самих магнитных зарядов. Такого хода событий не предвидел и сам автор этой гипотезы, который в конце своей статьи [5] лишь в общих словах высказал надежду, что его «проблематичные аргументы будут в достаточной мере убедительными, чтобы на их основе кто-либо попытался бы поставить определенную экспериментальную задачу поиска входа в этот неизвестный новый мир вещества...»
И если реализуется начертанный выше экспериментальный выход на столь удивительное явление, то в этом случае следует непременно вспомнить, что путь к нему был указан результатами исследований черенковского излучения, полученными А.С. Водопьяновым и А.А. Тяпкиным на
уникальном пучке релятивистских ионов свинца SPS CERN благодаря использованию специальной фотокамеры В.П. Зрелова с мишенью из триглицинсульфата.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тяпкин А.А. Об индуцированном излучении, вызванном заряженной релятивистской частицей в газе ниже черенковского порога. //Краткие сообщения ОИЯИ, 1993,No 3(60)-93, С. 26-31.
2. Тяпкин А.А. Экспериментальные указания о существовании тахионов... //Препринт ОИЯИ, Дубна, Д1-99-292; A.S. Vodopianov, V.P. Zrelov, A.A. Tyapkin. Analysis of the anomalous Cherenkov Radiation...//Particles and Nuclei, Letters № 2[99]-2000.
3. Тамм И.Е., Франк И.М. Когерентное излучение быстрого электрона в среде // ДАН СССР, 1937, Т. 14, С.107.
4. Киржниц Д.А. Теория функции отклика в обычной и монопольной электродинамике (лекции), М.:МИФИ, 1985; Киржниц Д.А., Лосяков В.В. О взаимодействии магнитного монополя с материальной средой // Письма ЖЭТФ, 1985, Т.42, С.226; Киржниц Д.А. Общие свойства электромагнитных функций отклика // УФН, 1987, Т. 152, вып.З.
5. Schwinger J. A Magnetic Model of Matter// Science v. 165, p. 757 (1969); Пер. на рус. яз.: Ю. Швингер Магнитная модель материи, //УФН, 1971, Т. 103, С.355.
6. Dirac P.A.M. // Proc. Roy. Soc. (London), Ser. A, V. 133, P.60 (1931); Phys. Rev. 1948, V.74, P.817
7. Тяпкин АА. Физика высоких энергий и физика элементарных частиц на пороге XXI века //IV научная конференция молодых учёных и специалистов ОИЯИ, Дубна, 2000, С.38.
К сожалению, Алексей Алексеевич Тяпкин не успел передать в редакцию рисунки к данной статье, и по этой причине мы не имеем возможности привести их здесь, но надеемся, что его коллеги в ближайшем будущем восполнят этот пробел, опубликовав материалы. Некоторые из рисунков публикуются нами в качестве иллюстраций к другим статьям. – Прим. Ред.
Источник: http://www.h-cosmos.ru/
|
|
 |
