Семинары

Мы предлагаем эксперимент...

19 марта в ЛНФ состоялся общелабораторный семинар, на котором с докладом «Принцип эквивалентности и эффект ускорения в оптике» выступил главный научный сотрудник лаборатории А. И. ФРАНК. Семинар продолжил серию выступлений докладчика в Отделении ядерной физики лаборатории.

Несколько лет назад А. И. Франк показал, что одним из следствий фундаментального принципа эквивалентности является так называемый эффект ускорения. В соответствии с последним любой объект, рассеивающий волну или передающий узкополосный сигнал, неизбежно меняет частоту волны, если он движется с ускорением. Эффект изменения энергии нейтрона, проходящего через преломляющий образец, движущийся с ускорением, был предсказан Ф. Ковальским в 1993 году. Результат, как отметил докладчик, представлялся парадоксальным, но работа практически не была замечена.

Позже результат Ковальского получил двойное подтверждение в работах сотрудников Курчатовского института и ИТЭФ, причем в последнем случае с использованием квантового подхода. Кроме того, было показано, что он согласуется с представлением об универсальном эффекте ускорения.

В 2007–2008 годах Александр Ильич с коллегами поставил два эксперимента по проверке эффекта ускорения при прохождении волны через преломляющий образец, движущийся с ускорением, на источнике ультрахолодных нейтронов в Институте Лауэ – Ланжевена (Франция). Через три года коллеги в ПИЯФ реализовали сложный эксперимент с холодными нейтронами, проходящими через ускоряющий кристалл вблизи условий Брэгга. В эксперименте было зарегистрировано изменение энергии нейтронов, наблюдалась и временная задержка, которая должна возникать. Эти эксперименты, подчеркнул докладчик, свидетельствуют о том, что при прохождении через кристалл, движущийся с ускорением, меняется частота волны.

Рассматривая эффект ускорения в нейтронной оптике, Александр Ильич отметил, что результаты трех проведенных экспериментов согласуются с теоретическими предсказаниями. Эффект ускорения может проявляться в классической физике, нейтронной оптике, электродинамике (свет), в оптике ультрарелятивистских частиц (нейтрино), квантовой механике (рассеяние на квантовом объекте). Докладчик выразил надежду на то, что на канале, который недавно начали сооружать на реакторе ИБР-2, удастся провести некоторые эксперименты в этой области.

Еще один исторический экскурс А. И. Франк посвятил Казуо Танака, который в 1982 году решил задачу прохождения электромагнитной волны через диэлектрическую пластинку, движущуюся с ускорением. Его работа не привлекла большого внимания, поскольку он сам считал, что получил разностный эффект Доплера для света. Оптический эффект Танака является частным случаем эффекта ускорения, он никогда не наблюдался экспериментально. В 2019–2020 годах А. И. Франк вместе с Г. В. Кулиным и Г. М. Арзуманяном предложили эксперимент с использованием оптоволоконного кабеля для демонстрации эффекта ускорения в оптике. Он станет новым тестом принципа эквивалентности. Докладчик представил параметры эксперимента, оценив его как «вполне реалистичный и, несомненно, важный». «Мы предлагаем эксперимент для первой демонстрации эффекта ускорения в оптике, – сказал Александр Ильич, завершая свое выступление. – Он должен продемонстрировать справедливость принципа эквивалентности в новом направлении».

Доклад вызвал многочисленные заинтересованные вопросы собравшихся в конференц-зале сотрудников лаборатории.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Александра ОВОДОВА, ЛНФ