Sekcja 4Bezwładność, grawitacja i próżnia

Rozstrzygnij funkcję korelacji bezwładności

Uniwersytet. · 2 min czytania

Co proponuje

Wynik z 1994 roku, że bezwładność jest siłą Lorentza wywieraną przez pole punktu zerowego na przyspieszającą materię, ma konkretny, opublikowany zarzut techniczny, a ten zarzut nazywa własne rozstrzygnięcie. Spór sprowadza się do jednego obiektu matematycznego: która funkcja korelacji naprawdę opisuje promieniowanie punktu zerowego widziane przez jednostajnie przyspieszający detektor. To nie jest kwestia gustu. To wielkość, do której laboratorium może się teraz dobrać, bo istnieje technologia odczytu fluktuacji próżni w ułamku jednego cyklu pola.

Dla kogo jestEksperymentatorzy optyki ultraszybkiej · Teoretycy pól kwantowych

Dlaczego biblioteka to podpowiada

Przed spornym krokiem — ta część, której nikt nie kwestionuje.

Zanim czymkolwiek poruszysz — czego się spodziewasz?

To nieobowiązkowe i nie ma tu żadnej punktacji. Przyrząd poniżej działa tak samo, niezależnie od tego, czy odpowiesz.

Rozpędź ciało do stałych dziewięciu dziesiątych prędkości światła, zupełnie bez przyspieszenia. Jakiej odpowiedzi próżni się spodziewasz?

Rośnie wraz z prędkością, tak jak opór w wodzie.
Dokładnie zero, i tak samo przy każdej stałej prędkości.
Mała, ale niezerowa, i powoli rosnąca z prędkością.

Przyspiesz, a poczujesz, jak pole odpycha

Dwie regulacje, a działa tylko jedna. Nadaj ciału dowolną stałą prędkość, a próżnia będzie dla niego wyglądać dokładnie tak samo — widmo punktu zerowego jest takie samo w każdym układzie poruszającym się ze stałą prędkością, więc odpowiedź wynosi zero, a nie mało. Teraz dodaj przyspieszenie. Pole, które ciało napotyka, staje się niesymetryczne, a propozycja, na której zbudowany jest ten rozdział, mówi, że ta niesymetryczność jest tym, co zawsze nazywaliśmy bezwładnością.

Stała prędkość0,00 cPrzyspieszenie9,81E0Masa ciała, w kilogramach1,00

Płynące ze stałą prędkością
Popchnięte, a potem znów swobodne
Prędkość popchniętego ciała

Oba ciała obserwujemy przez te same dziesięć sekund. To, które płynie swobodnie, utrzymuje stałą prędkość, a jego krzywa leży płasko na zerze przez cały czas — nie prawie płasko, płasko. Drugie dostaje łagodne pchnięcie między trzecią a szóstą sekundą, a jego krzywa rośnie i opada wraz z przyspieszeniem i z niczym więcej. Zobacz, co dzieje się po ustaniu pchnięcia: ciało porusza się teraz szybciej niż przedtem i dalej porusza się szybciej, a jego odpowiedź wróciła do zera. Bezwładność odpowiada na przyspieszenie, a intuicja oporu ośrodka, która odpowiada na prędkość, trzymałaby tę drugą krzywą wysoko.Krzywe odpowiedzi narysowano jako ułamek własnego szczytu popchniętego ciała, a blada krzywa prędkości jest we własnej skali rysunku, bo ta para ma pokazać kształt w czasie, a nie podawać prędkość. Samo pchnięcie to wybrany program ruchu — najłagodniejszy, zaczynający się i kończący zerowym przyspieszeniem — a nie pomiar.Niesymetryczność po lewej narysowano we własnej skali rysunku, bo prawdziwej asymetrii rozciągniętej na dwadzieścia cztery dekady przyspieszenia nie da się pokazać na jednej stronie. Fizyczna jest w niej tylko część monotoniczna: bez przyspieszenia nie ma asymetrii.Nic się tu nie rusza samo. Rysunek zmienia się tylko wtedy, gdy przesuniesz regulator.Co obserwować: funkcję korelacji leżącą pod wyprowadzeniem z 1994 roku. Yefim Levin przeliczył je wiersz po wierszu w Physical Review A w 2009 roku i podaje, że siła pamięta całą historię ruchu, a użyta w domyśle nierelatywistyczna funkcja korelacji nie jest tą właściwą. Rozstrzygnąć ma to zmierzona funkcja korelacji pola próżni w układzie przyspieszanym lub bardzo szybko przełączanym, wykreślona wobec dwóch opublikowanych kandydatek, z podaną częstotliwością przejścia. Dopóki takiego wykresu nie ma, kształt tych dwóch krzywych jest tym, na czym opiera się propozycja, a wielkość efektu pozostaje obliczeniem otwartym.

Odpowiedź na stałą prędkość:: dokładnie zero, przy dowolnej prędkości
Temperatura Daviesa-Unruha:: 3,98E-20 K
Siła reakcji przeciwstawiająca się przyspieszeniu:: 9,81E0 N
Odpowiedź ciała płynącego swobodnie, w każdej chwili:: dokładnie zero, przez cały czas
Odpowiedź popchniętego ciała w szczycie pchnięcia:: 9,81E0 N
Odpowiedź popchniętego ciała po ustaniu pchnięcia:: 0E0 N

Przy tym ustawieniu: Nic, co zrobisz regulatorem prędkości, niczego nie zmienia, i to jest fizyka, a nie ograniczenie rysunku. Widmo punktu zerowego jest takie samo w każdym układzie poruszającym się ze stałą prędkością, więc ciało płynące z dowolną prędkością napotyka pole, które wydaje mu się izotropowe.

To regulator przyspieszenia wykonuje pracę. Temperatura rośnie dokładnie proporcjonalnie do niego, a siła reakcji również — i to jest prawo, które ta propozycja próbuje wyjaśnić, a nie zastąpić.

Skąd biorą się oznaczenia

Zwykła grawitacja przy powierzchni Ziemi, z definicji 9,80665 metra na sekundę kwadrat — temperatura Daviesa-Unruha rzędu czterech setnych miliardowej części miliardowej kelwina
Klasyczny elektron Bohra, którego przyspieszenie dośrodkowe daje około 367 kelwinów — liczba przytaczana w literaturze o bezwładności z pola punktu zerowego, by pokazać, że efekt nie zawsze jest znikomy
Jeden kelwin temperatury Daviesa-Unruha wymaga przyspieszenia około dwa i pół razy dziesięć do dwudziestej metra na sekundę kwadrat, i dlatego nikt nie odczytał tego termometru wprost

Co musiałaby pokonać zmiana inżynierska

MICROSCOPE stwierdza, że masa bezwładna i grawitacyjna podążają za sobą z dokładnością około jednej części na dziesięć do piętnastej. To czyni z inżynierowanej bezwładności cel mały i ostro określony, a nie duży i rozmyty, i mówi, jak dobra musiałaby być aparatura.

Temperatura Daviesa-Unruha jest fizyką ustaloną, a propozycja, że ta asymetria JEST bezwładnością, jest recenzowana i wciąż otwarta: późniejsze prace, samych autorów i innych, uznały pierwotne wyprowadzenie za niepełne, a żaden pomiar nie pokazał dotąd, by bezwładność zmieniała się w ten sposób. Funkcja korelacji leżąca pod tym wyprowadzeniem jest dokładnie tym otwartym pytaniem, które nazywa program frontierowy. Warto obserwować pomiar bezwładności zawieszonej masy wewnątrz przygotowanego pola elektromagnetycznego, z opublikowaną konfiguracją pola.

Przeczytaj propozycję z 1994 roku (po angielsku)
Przeczytaj jej krótkie, pełne przedstawienie
Przeczytaj krytyczną analizę wyprowadzenia (po angielsku)

Jeden z dwóch suwaków nie robi zupełnie nic, i na tym polega fizyka: ciało lecące ze stałą prędkością spotyka pole, które z jego własnego układu wygląda tak samo, a symetrię łamie dopiero przyspieszenie.

Bernard Haisch, Alfonso Rueda i Harold Puthoff argumentują, że przyspieszający obiekt napotyka pole zniekształcone widmowo, i że z tego zniekształcenia wypada magnetyczna siła Lorentza, skierowana przeciw przyspieszeniu i rosnąca wraz z nim (Inertia as a zero-point-field Lorentz force, 1994). Yefim Levin przepracował to obliczenie linia po linii w Physical Review A i donosi, że nie wychodzi ono tak, jak zapisano: funkcja korelacji użyta niejawnie nie jest poprawną granicą nierelatywistyczną, siła pamięta całą historię ruchu, a przy dokładnej funkcji korelacji Boyera konkretny obliczony komponent wychodzi zero. Levin mówi wprost, że miał nadzieję naprawić teorię i nie potrafił, i nazywa otwarte pytanie, które by to rozstrzygnęło (Inertia as a zero-point-field force: Critical analysis of the Haisch-Rueda-Puthoff inertia theory, 2009). Tymczasem dwie inne drogi dochodzą do masy bezwładnej z fluktuacji próżni i zgadzają się ze sobą do czynnika około 1,2 — jedna z zasady nieoznaczoności, druga z nierównowagi cienionej przez horyzont (Modeling inertia through the interaction with quantum fluctuations, 2021). Przyrządem, który czyni to eksperymentalnym, jest przełączany detektor próżni: próbkowanie elektrooptyczne impulsem sondującym krótszym niż jeden cykl pola zachowuje się jak detektor Unruh-DeWitta, a przełączony tak szybko rejestruje prawdziwe fotony z próżni (Realizing a rapidly switched Unruh-DeWitt detector through electro-optic sampling of the electromagnetic vacuum, 2022). Teoretyczny fundament tego, co powinien widzieć przyspieszający detektor, to Some theoretical aspects of observation of acceleration induced thermality (2025).

Eksperyment albo budowa

Użyj próbnika elektrooptycznego jako detektora i nadaj mu kontrolowane efektywne przyspieszenie — samo przełączanie je dostarcza, a przejście między prawdziwym zachowaniem detektora a zwyczajnym ściskaniem zostało już zlokalizowane w literaturze. Zmierz korelację dwupunktową próbkowanego pola w przełączanym układzie odniesienia i porównaj ją wprost z dwiema kandydującymi funkcjami korelacji. Pomiarem rozstrzygającym jest zmierzona funkcja korelacji pola próżni w przyspieszającym albo szybko przełączanym układzie odniesienia, wykreślona względem dwóch opublikowanych kandydatów, z podaną częstotliwością przejścia między nimi. Jakkolwiek by to wyszło, fundamentalny czterdziestoletni spór zyskuje laboratoryjną odpowiedź, co jest lepszym wynikiem niż zwycięstwo którejś ze stron przez samo twierdzenie.

Kontekst badań

Spór teoretyczny jest w pełni opublikowany z obu stron, wielkość rozstrzygająca jest nazwana, a przyrząd zdolny do niej dosięgnąć istnieje dopiero od niedawna.

Podejmij tę kartę

Pomiar, który rozstrzyga: Pomiarem rozstrzygającym jest zmierzona funkcja korelacji pola próżni w przyspieszającym albo szybko przełączanym układzie odniesienia, wykreślona względem dwóch opublikowanych kandydatów, z podaną częstotliwością przejścia między nimi.
Ile kosztuje start: Uniwersytet.
Inżynier, którego kształtuje: Eksperymentatorzy optyki ultraszybkiej i teoretycy pól kwantowych, pracujący razem: to pojedynczy pomiar fundamentalny o najwyższej wartości w tym programie.

Na czym się opiera