matematik

Показана возможность прохождения звука в среде со скоростью, на пять порядков превышающей обычную и существенно превосходящей скорость света в вакууме.

Сотрудник университета Миссисипи Джоэль Мобли (Joel Mobley) показал, что звуковые волны в воде могут двигаться со скоростью, существенно превышающей не просто скорость света в этой среде, но и скорость света в вакууме. Для этого в воду необходимо добавить большое количество пластиковых шариков-бусинок.

Согласно текущим физическим представлениям, распространение звуковых волн в дисперсной среде описывается двумя скоростями – групповой и фазовой. Последняя из них в воде составляет около 1,5 км/с.

Как сообщает PhysicsWeb, д-р Мобли показал, что групповая скорость высокочастотного ультразвукового импульса может быть увеличена сразу на пять порядков, если направлять ее сквозь камеру, содержащую 8 мл воды и 400 тыс. пластиковых микросфер в ней. Рост скорости на пять порядков означает, что групповая скорость может превысить скорость света в вакууме. Сферы диаметром около 0,1 мм займут около 5% объема наполненной водой камеры.

Рост скорости вызван дисперсией, вследствие которой различные длины волн движутся с различными фазовыми скоростями. При прохождении импульса сквозь среду с аномально высокой дисперсией, волны различной длины начинают двигаться с существенно различными скоростями. Это приводит к изменению формы импульса, в результате чего оказывается, что сам импульс звука в воде начинает двигаться быстрее, чем свет в вакууме. Правда, за все приходится платить – дисперсия очень сильно ослабляет сам импульс.

«Уже давно считалось, что достижение подобных скоростей звуковыми волнами возможно, – считает сам д-р Мобли. – Моя работа показала, что создать условия для этого можно в специфической, но очень простой среде, в отсутствие каких-либо экстремальных условий».

Д-р Мобли планирует поставить эксперименты, в которых удастся наблюдать движение звука со сверхсветовой скоростью на практике, в национальном центре физической акустики в Миссисипи. Основной проблемой в его постановке является увеличение отношения сигнал-шум до значений, при которых возможно детектирование самого импульса, крайне ослабленного дисперсией.

Постановка вопроса о возможности достижения скоростей, превышающих скорость света в вакууме, отражает современное положение дел в науке, где все больше фундаментальных представлений господствующих на сегодняшний день теорий подвергается коренному пересмотру. Так, результаты последних астрономических наблюдений вынудили ученых вновь поставить вопрос о том, что физические константы меняются со временем, а также заставили подвергнуть коренному пересмотру современную космологическую теорию. Помимо фундаментальной науки, исследования акустических процессов имеют огромное прикладное значение. Так, последние результаты группы Талейархана показали, что акустические волны в жидкости способны разогревать вещество в микропузырьках до столь высоких температур, что становится возможным осуществление реакции термоядерного синтеза.

     

Suriken

Блин, опять теория относительности пойдет по ветру. Преобразования Лоренца поставят под сомнение. Снова начнут бредить о межзвездных путешествиях...

     

Канарейка

Но ведь когда-то нашлись смельчаки и поставили под сомнение тот факт, что Солнце вертится вокруг Земли...

     

Suriken

Да я не про смелость, я про грядущие катаклизмы в науке. Хотя, это не моего ума дело. Я и эту "теорию струн" не очень-то понимаю...

     

Канарейка

Так в науке очень много спорных утверждений, посему пересмотреть и лишний раз перепроверить - дело нужное.

     

Lizzie

Я думаю ее вообще никто не понимает ))) %) включая тех кто с ней работает и ее разрабатывает %) Уж больно сложная и абстрактная, чистая математика с трудом поддающаяся конкретной интерпретации.

-----------------
Лиззи в собственном соку

     

Suriken

А вот, интересно, если окажется, что звуковые волны настолько быстры, то, следовательно, энергия, переносимая этими волнами тоже может быть большой. а... Вот они упоминают термоядерный синтез. Так, не может ли технология повернуть в сторону от текущего, большей частью, электромагнитного направления в сторону механики дисперсных сред и звуковых волн? Хотя, электричество хорошо тем, что его можно довольно легко изолировать, чтобы оно не раздражало органы чувств, чего нельзя сказать о звуке.

     

DJ.

Может я плохо прочел статью (вечер - соображать лень - прочел быстренько, как бы между строк), но че-то я не заметил там речи о переносе энергии. Там только про импульс. А то что импульс может распространятся быстрее скорости света науке давно известно! И это не протеворечит современным законам физики. Вот когда энергия будет распространятся быстрее скорости света, тогда можно говорить о рушении всех теорий и тому подобное - а пока... не удивили

     

Suriken

А что такое импульс?
Я так понял, что в статье слово "импульс" было использовано в значении "кратковременный сигнал".
Кстати, статья про скорость распространения звука, а звук - это волна. А волна, как известно, переносит энергию.

     

serega

да, наука подходит все близе и близе к возмозности путем цепнои реакции уничтозит мир или вселенную, остается уповат на благоразумие експериментаторов при откритии нових законов матушки нашеи.

     

matematik

Для DJ
Групповая скорость импульса - это и есть скорость передачи сигнала. А согласно СТО, именно эта скорость не может превышать скорости света в вакууме.

     

Kaktus

Небольшая особенность. Как вы собираетесь измерять скорость распространения импульса, если его форма меняется? Разве что по его "верхушке". Тогда это будет групповая скорость. А вот "первые ласточки" могут и раньше прибежать...
Где-то что-то недоговаривают. Написали бы, где это опубликовано

     

matematik

PhysicsWeb

AIP Physics News Update
aip.org/pnu/2005/split/751-1.html

     

DJ.

Групповая скорость - это скорость переноса энергии в волновом процессе
Т.е. групповая скорость характеризует скорость движения сгустка энергии, переносимой волновым пакетом, и потому не должна превышать скорость света. Однако, при распространении волны в метастабильной среде удаётся в определённых случаях добиться групповой скорости, превышающей скорость света.

Поскольку волна переносит энергию и импульс, то её можно использовать для передачи информации. При этом возникает вопрос о максимально возможной скорости передачи информации с помощью волн данного типа. При этом скорость передачи информации никогда не может превышать скорости света, что было подтверждено экспериментально даже для волн, в которых групповая скорость превышает скорость света.

Т.е., как я понимаю (могу ошибаться - правьте!) в статье доктор показал ПО ОТДЕЛЬНОСТИ возможность распространения импульса со скоростью выше скорости света и то что групповая скорость волны может распространятся быстрее скорости света в определенной среде (что и раньше не являлось секретом для науки). Однако еще никому не удвалось ОДНОВРЕМЕННО перенести энергию и импульс со скоростью выше скорости света! Пока этого не удалось и доктору - он в статье лишь обобщил два известных науке факта и вызвался все-таки поставить эксперимент в котором ему удасться передать информацию быстрее скорости света. Но удастся ли это ему??

     

tigrazoid

Местами не догнал.
8мл это сколько? восемь кубических сантиметров?
Прикид в уме дает 0,02 кубических миллиметра на одну сферу.
Вы уверены в циферках?
Попросил бы уточнить.

     

Suriken

Вобщет, получается 0.0025 куб. мм на сферу. Но это очень много.
Если учесть их указанный диаметр, то куб с такой же длиной ребра займет объем в 0.001 куб. мм, что значительно меньше, чем расчетный объем. А сферы еще могут расположиться более компактно, чем кубики.

     

tigrazoid

Спасибо.
Сыплю голову пеплом.
Ухожу в Бобруйск.

     

Ray

Не совсем понял, как в результате изменения формы импульса, сам импульс начинает двигаться быстрее. Ну, я и не специалист в аккустике.


Я так понимаю, что у него пока есть только теоретические выкладки. Вот, как эксперимент поставит, так мы это и обсудим.

     

Suriken

Я вобще не специалист в физике. Но все примеры из макро-механики, которые могут это объяснить, наталкиваются на теорию относительности.

     

Suriken

эээ... не так быстро... поясните, что значит "передача импульса"? По мне, передача импульса - это если с одного края бревна сидит мой товарищ, я с другого конца пнул бревно, мой товарищ получил удар под зад. Так тут же по бревну идет деформационная волна...
Что-то я не могу отделить импульс от волны.

     

DJ.

Перечитал несколько более внимательно часть статьи и походу, как заметил Сурикен, там под импульсом вообще понимается не физическая величина, а "кратковременный сигнал" - так что вообще не понятно что пытался доказать доктор... походу очередная утка и развод

     

matematik

Уж простите, господа, что прерываю Вашу высокоученую беседу, но вот мы с Кактусом собираемся на физмат темы в субботу вечерком общаться. Может, он там и про скорость света доклад сделает, если успеет подготовиться. Заявки на оппонирование принимаются.

     

Kaktus

Больше скорости света в вакууме у волны может быть фазовая скорость, а не групповая. Например, в трубе прямоугольного сечения. Вот это даже мне известно

Такс, сетевой журнал этот уж больно на "Мурзилку" похож, правда, там есть 2 хорошие ссылки. Вот только интересно от них оттолкнулись и разбавили рассуждениями о загадках природы.
Сдается мне, что отталкиваясь от того, что прирост групповой скорость в суспензии увеличивается примерно пропорционально (??) концентрации частиц (при малых концентрациях так и есть), кто-то решил, что и дальше будет та же зависимость, отсюда и 5 порядков. Коварный вопрос: если есть дисперсия, почему сигнал ослабляется? Энергия импульса должна сохраниться, если затухания в среде нет. Вот написали бы, что импульс размазывается во времени, мгновенная мощность падает и т.д. Не буду изучать со всей серьезностью, пока не будет статьи в журнале американского акустического общества или как там его. Коварный вопрос. За каким бананом надо трубить о том, что еще не опубликовано?
Лучше давай баян возьмем напрокат, будем "турецкий марш" разучивать

     

Suriken

Оппонирование? А вы будете что-то доказывать? Вот это??? Или что-то другое?
Если вы мне покажете на уравнениях, почему оно так, было бы интересно. Не обещаю, что я сразу пойму, но просто было бы интересно ознакомиться.
С другой стороны, физмат я послушаю в универе, если на то будет время и желание.

     

vikta

Такая же утопия, как и, например, фикция с торсионными полями... Хотя только те, кто умеет мечтать, имеют шанс что-то изменить

     

DJ.

Про торсионные поля и мечтателей Бялко в "Природе" статью написал:

http://www.skeptik.net/pseudo/torsion1.htm

     

vikta

Да, я уже читала, с полгода назад. Но спасибо, было интересно освежить в памяти

     

matematik

Про торсионные поля высказываться не буду.
Только вот Шипов - такой же доктор и профессор, как и Бялко.
А недавно вот и во фракталы не верили.
И Сахарова не так давно дружно ругали.
И генетика лженаукой была...
Может, пусть мечтают, а?
Иногда-то ведь что-то и получается.

     

DJ.

Конечно, пусть мечтают! Дай Бог, чтоб что-нидь полезное из этих мечтаний получилось!
Только когда пока лишь мечтания (ничем пока конкретно непотвержденые) известных научных деятелей всякие журналы начинают публиковать вовсю как очередной прорыв и панацею, а в качестве "доказательств" лишь громкие имена, то это уже как-то не очень И так в море информации и различных теорий запутаться можно, а тут еще и каждое мечтание публиковать...

     

matematik

О том же - другими словами.
Новости физики

Научные открытия, теория, эксперимент, практика, инженерные разработки, изобретения и рационализация, точные науки, техника, космос, экология, медицина, поиск истины.

(AIP) Сверхсветовые скорости в ультразвуке

Скорость световых волн в вакууме, 300000 км/c, - абсолютный предел для переноса материи, энергии и любых сигналов (информации). Однако волновой параметр, называемый групповой скоростью, может приниматьзначения, большие, чем c. Это не противоречит положениям теории относительности, так как информация, материя и энергия не могут передаваться с групповой скоростью волны.

Сверхсветовая групповая скорость волны ранее наблюдалась в световом сигнале. На последнем собрании Американского акустического общества в Миннеаполисе, Джоел Мобли [Joel Mobley] из университета штата Миссисипи продемонстрировал, что даже в звуковых волнах с характерными скоростями в несколько километров в секунду (например, звук в воде), групповая скорость может достигать сверхсветовых значений. Ультразвуковая групповая скорость, утверждает учёный, может превышать свое стандартное значение на 5 порядков и становиться больше c, когда высокочастотные звуковые импульсы распространяются в воде, содержащей большое количество маленьких (0,1 мм) пластмассовых шариков.

Хотя экспериментально этот эффект пока не наблюдали, предварительные эксперименты по распространению ультразвука в воде с шариками хорошо согласуются с теоретическими результатами и показывают, что возможны очень большие значения групповой скорости. Если это подтвердится экспериментально, сверхсветовая групповая скорость ультразвука найдет широкое применение, например, при создании электронных фильтров и высокочастотных ультразвуковых осцилляторов.

Следуте отметить, что звуковые волны - как и любые колебания - созстоят из двух частей: 1) колебания параметров среды, например, давления жидкости, распространяющиеся со скоростью звука, 2) огибающая, придающая форму волновому импульсу. В установке Мобли огибающая волны имеет форму колокола. Скорость перемещения огибающей и называется групповой скоростью волны. Она измеряется слежением за максимумом одного из пиков волны.

В смеси воды и ластиковых "бусинок" ультразвуковой сигнал рассеивается, раззличные частотные моды распространяются с существенно разной скоростью. Компоненты волны складываются таким образом, что максимум амплитуды колебаний может распространяться со скоростью, больше c. При еще большей степени рассеяния максимум амплитуды также может распространяться в противоположном направлении. Детектор, расположенный глубоко внутри вещества, зарегистрирует пик раньше, чем детектор на поверхности. Групповая скорость волны становится отрицательной. Эти эффекты не нарушают принцип причинности, так как передний край импульса достигнет глубинного детектора позже.

В конце 1990х Мобли и его коллеги из университета ВАшингтона в Сен-Луи и Маллинкродте [Washington University in St. Louis and Mallinckrodt] провели предварительное экспериментальное исследование ультразвуковых волн, распространяющихся в смеси воды с пластиковыми шариками в отношении 100:1. По оценкам исследователей, сверхсветовая групповая скорость может быть достигнута в более плотной среде с отношением воды и шариков в 20:1. Сильное рассеяние, необходимое для получения сверхсветовой групповой скорости, настолько ослабит волну, что детектировать её будет очень сложно. Тем не менее, Мобли математически показал, как может возникнуть такое поведение волны.

The correspondent: данные подготовлены на основе материалов AIP Physics News Update
aip.org/pnu/2005/split/751-1.html

     

Kaktus

Генетику и прочую кибернетику с чьей-то легкой руки _объявили_ лженауками, а этих товарищей не давят, вроде бы. Пускай публикуются хоть в "Мурзилках", лишь бы эксперимент был внятно описан

     

vikta

А как наши светила комментируют эксперимент? Где можно почитать?

     

DJ.

Так эксперимента как такового, как я понял, еще не было - только теоретические выкладки и заявления о том что они таки собираются провести эксперимент - вот только некоторые практические "трудности" уладят

     

matematik

Да откройте любой поисковик на "скорость света" - и поскольку новость не очень старая - ноябрь, то там куча ссылок. Я просто не знаю, что Вам интереснее.
Но при любых проблемах - готов поискать вместе с Вами.

     

vikta

matematik, спасибо, интересная тема, завтра поищу - почитаю

     

Lizzie

Это конечно здорово и интресного, но не забывайте, что рано танцевать... один эксперемент, один результат, одного утверждение одного ученого - еще не факт. Сколько уже раз в истории физике мы видали эти " сенсационные открытие ", которые не подтверждались дальнейшими опытами.

Вобщем поживем увидим.

-----------------
Лиззи в собственном соку

     

Kaktus

Система с законом сохранения цента масс--это система, у которой начало координат находится в центре масс Нехорошо написал, но суть, надеюсь, можно уловить. Давай лучше задачки по математике

     

matematik

Да уж думал, что ты их решать разучился.
Вот тебе для тренировки, простенькая
Успеха
http://www.russian.fi/forum/showpos...08&postcount=13

     

Kaktus

"In this Letter, we investigate a class of Hamiltonians which, in addition to the usual center-of-mass momentum conservation, also have center-of-mass position conservation."
Сдается мне, что это чисто теоретическая работа. Как ты систему подгонишь по гамильтониан--ХЗ. Возможно ли это физически--неизвестно.

"center-of-mass momentum conservation"
Закон сохранения импульса знаю, закон сохранения импульса центра масс--это как? Я думал, что центр масс--это просто точка. Впрочем, если в статье пишут о пси-функциях, то центр масс там определяется совсем по-другому, может я чего и не знаю.
В общем, неподготовленный читатель явно не так поймет и удивится, чего журналюгам и надо.

Давай задачи по математике

     

matematik

Все б тебе поговорить.
Решай давай.
Вот тебе еще одна.
http://www.russian.fi/forum/showpos...12&postcount=33

     

Kaktus

Как это про орехи не можем решить? Можем, правда примерно. Хотя бы 1 орешек будем съеден, а дальше через несколько переходов хода дело сведется к круговороту орехов.

     

Kaktus

Не поговорить, а пописАть
А ведь иногда еще и мозгов не хватает. Жизнь--это сплошной человеческий фактор.