Чтение онлайн

В квантовой же физике объяснение генерации лазерного света звучит крайне неправдоподобно. Достаточно сказать, что основное свойство лазерного излучения — его когерентность, равенство частот и фаз у всех волн света, — там объясняют, не рассматривая сами волны и их генерацию, а рассуждая исключительно о фотонах и квантах света, — о неволновой стороне явления. И, вообще, ошибочно считать, что создание лазеров чем-то обязано квантовой теории. Лазеры изначально были разработаны исключительно на основании известного из опытов оптического свойства сред, — способности возбуждённых атомов среды излучать свет заданной частоты под действием падающего света (сугубо классического эффекта фотолюминесценции, § 3.1). Поэтому, первые лазеры были изобретены и построены техниками, инженерами, экспериментаторами, людьми далёкими от квантовой и вообще теоретической физики (так же и первый мазер был построен Басовым и Прохоровым, на основе классической молекулярной радиоспектроскопии и нелинейной теории колебаний). Первые подвижки в этом направлении и, даже, реально работающие лазеры были сделаны ещё в XIX веке инженером-изобретателем Н. Тесла, позднее крайне негативно относившимся и к теории относительности, и к квантовой физике. Созданная им в 1890 г. электронная лампа давала свет по механизму, близкому к генерации монохроматичного света в опыте Франка-Герца (§ 4.8) и уже имела зеркальный резонатор с полупрозрачным участком, как в нынешних лазерах [110, с. 537].

Саму же идею лазера выдвинул в 1939 г., и более развёрнуто в 1951 г., советский техник-энергетик В.А. Фабрикант, причём не в виде научной статьи, а в форме заявки на изобретение. Открытие В. Фабриканта, однако, было отвергнуто, как не реализуемое и противоречащее теории. А построил первый работающий лазер в 1960 г. опять же инженер, американец Т. Мейман, руководствуясь больше не расчётами, а опытом и здравым смыслом (см. www.ritz-btr.narod.ru/mejman.html). Мейман собрал лазер, по сути, в домашних условиях: из простой лампы-вспышки и рубинового стержня. Этот лазер умещался в кармане, как современные лазерные указки [143], и был настоящим эффективно работающим лазером, не шедшим ни в какое сравнение с созданными даже спустя некоторое время громоздкими установками представителей официальной квантовой науки. Мейману, однако, пришлось опубликовать отчёт об этом изобретении в обычной газете, тогда как научные журналы отказывались принять статью к печати, поскольку, во-первых, это была статья не специалиста-теоретика, а во-вторых, лазер Меймана работал вопреки квантовой теории. Сам Мейман основой своего успеха считал, как раз, отход от квантовой догмы, от традиционных представлений, основанных на "незыблемых" постулатах научной элиты. Именно слепая вера в авторитеты ("эффект гуру", как называл его Т. Мейман) не позволила, по словам изобретателя, достичь успеха другим учёным. И неизвестно, были бы у нас вообще сейчас работающие лазеры, не осмелься кто-то пойти против официальных квантовых догм.

То же самое и с мазером — прибором, излучающим радиоволны строго фиксированной частоты и, оттого, послужившим основой для создания лазеров и высокостабильных часов. Мазер тоже работает на чисто классическом принципе возбуждения и усиления электромагнитных колебаний в резонаторе — от пучка возбуждённых молекул аммиака, отдающих энергию собственных колебаний, в виде энергии излучения на стандартной частоте этих колебаний. Дабы обеспечить преобладание усиления над поглощением, пучок молекул, поступающий в резонатор, пропускают через неоднородное электрическое поле. Оно выводит из пучка поглощающие молекулы аммиака, которые не колеблются, а, потому, обладают постоянным дипольным моментом, на который и действует поле. В то же время, колеблющиеся, возбуждённые молекулы аммиака подобны пульсирующему диполю (Рис. 29): их дипольный момент периодически меняет величину и знак, отчего усреднённый по времени дипольный момент и действие электрического поля за время пролёта равны нулю. Поэтому, возбуждённые излучающие молекулы не выводятся из пучка электрическим полем, а, попав в резонатор, возбуждают его на частоте своих колебаний. Колебания молекул аммиака NH 3, имеющих вид пирамидки, с атомом азота N в вершине и тремя атомами водорода H в основании, носят классический непрерывный характер: атом азота механически колеблется, пролетая между атомами водорода и выходя то по одну, то по другую сторону от них (если же атом азота обладает малой энергией, он не пройдёт меж атомов водорода, а молекула не будет колебаться). Так что, дискретные изменения состояний и энергетические уровни из квантовой физики здесь совершенно ни при чём (§ 3.4). Более того, квантовая теория противоречит работе мазера.

Как рассказывает Н.Г. Басов, физик-инженер, совместно с А.М. Прохоровым построивший первый мазер, он обращался с идеей такого генератора ко многим видным специалистам по квантовой теории. И все кванторелятивисты в один голос утверждали, что мазер создать невозможно, что частоту излучения нельзя жёстко зафиксировать, ибо это противоречит принципу неопределённости Гейзенберга (Крюков П.Г. Фемтосекундные импульсы, М.: Физматлит, 2008, с. 53). И, всё же, вопреки догматам квантовой физики, мазер был построен Басовым в 1954 г. Лишь после этого под уже готовое изобретение, реализованное физиками-инженерами, подогнали теоретическую базу кванторелятивисты, будто именно квантовой теории мазер обязан своим появлением. На деле же, видим, что мазер и лазер были созданы не благодаря, а, скорее, — вопреки квантовой теории и должны считаться не триумфом, а грандиозным провалом неклассической физики. То же можно сказать и об основе современных лазерных систем, — полупроводниковых лазерах, идею которых выдвинул всё тот же Басов, хотя против этого восстали все теоретики, твердившие, что такой лазер не сможет работать, — из-за сильного поглощения света полупроводником. А, ведь, ещё в 1920-х годах нижегородский радиоинженер О.В. Лосев наблюдал свечение, исходящее из полупроводников, и эффект усиления, открыв путь создания не только всей нынешней электроники и транзисторов, но и светодиодов с лазерами. В итоге, вопреки всем прогнозам кванторелятивистов, полупроводниковый лазер заработал, да ещё как!

Итак, первые мазеры и лазеры не могли работать по квантовой теории!Мейману, выступившему против квантовых догм, приходилось трудиться в условиях постоянного безденежья, неверия и насмешек. Когда же твердотельный лазер был построен, и 7 июля 1960 г. на пресс-конференции, организованной Мейманом, все увидели, что лазер работает, его сразу же использовали в своих целях кванторелятивисты, забыв об авторе изобретения и начав утверждать, что лазер построен и предсказан по квантовой теории. Так, задним числом Ч. Таунс и другие учёные подогнали теоретическую базу под уже готовое изобретение, хотя исходная теория лазера Таунса, как показал Мейман, — неработоспособна, а предложенный Таунсом лазер на парах натрия так и не удалось построить. Однако, в итоге нобелевскую премию за создание лазеров получил не В. Фабрикант, и не Т. Мейман, открывший лазеры и указавший все известные в настоящее время сферы их применения, а Ч. Таунс, совместивший лазеры с неклассической физикой и применивший их для утверждения диктатуры квантовой теории и теории относительности. Повторялась ситуация, уже имевшая место при открытии сверхпроводимости, сверхтекучести (которые квантовая теория не могла предсказать и, даже, после открытия долго не могла объяснить, § 4.20, § 4.21), при открытии ядерной энергии (ничем не обязанной теории относительности, § 3.13). Так же, и лазер — это сугубо классический прибор, для понимания принципов работы которого не нужны квантовые представления, а достаточно знать классическую модель атома или опытно открытую способность среды из возбуждённых атомов резонансно усиливать падающее излучение. Секта кванторелятивистов присвоила себе открытие лазера так же, как открытие сверхпроводимости, ядерной энергии, спектральных формул Ритца, его же формул для смещения перигелия Меркурия, квантов электрического поля (реонов), — всего того, к чему кванторелятивисты не имели никакого отношения, но до сих пор приводят в качестве успехов своих абсурдных теорий. "Наказать невиновных и наградить непричастных" — таков девиз кванторелятивистов. Изобретение лазера, построенного руками инженеров и физиков-классиков, было украдено у них дельцами от науки, совсем как в повести А. Толстого "Гиперболоид инженера Гарина", и использовано для утверждения всемирного господства кванторелятивистской секты.

Приход квантовой физики перевернул науку с ног на голову: не только свет стали наделять корпускулярными свойствами, но и частицы материи начали считать волнами, запутав всё, как в стихотворении Чуковского. Действительно, нет более странного утверждения квантовой физики, чем гипотеза де Бройля, по которой всякую частицу надо одновременно рассматривать как волну, а волну — как частицу. Однако, учёные приняли сей парадоксальный тезис, нарушающий столь почитаемый ими принцип Оккама, по которому свет незачем рассматривать как частицу, если можно объяснить его свойства, считая свет волной, и не стоит считать электроны и атомы волнами, раз легко понять их свойства, как частиц. Впрочем, казалось, электроны в опытах проявляли и волновую природу, а свет — корпускулярную. Поэтому, теперь мало кто сомневается, что электроны обладают кроме корпускулярных ещё и волновыми свойствами. Помимо законов проводимости (§ 4.17) и эффекта туннелирования (§ 4.12), косвенно подтверждающих двойственную природу электрона, имеются будто бы и прямые доказательства наличия у него волновых свойств. Это опыты, обнаружившие интерференцию и дифракцию электронных пучков или, даже, — отдельных электронов. Однако, как видели, многие неклассические эффекты вполне можно объяснить и классически. Именно так, выше было показано, что квантовые эффекты можно объяснить, считая свет простой волной. Так же, и "волновые" свойства электрона можно истолковать классически, считая его частицей. Эти объяснения не были найдены только потому, что физики, ослеплённые успехами квантовой механики, и не пытались их найти. Так существуют ли реальные доказательства корпускулярно-волнового дуализма?

Первым опытом, "подтвердившим" волновую природу электрона, был опыт Дэвисона и Джермера, которые облучали кристалл никеля высокоэнергичными электронами [134]. Те рассеивались поверхностью кристалла неравномерно: в некоторых направлениях электронов вылетало больше, в других — меньше. Максимумы и минимумы рассеяния чередовались, как при дифракции света на дифракционной решётке или рентгеновских лучей на кристалле (Рис. 161). Поэтому, сочли, что электроны подобны волне, рассеиваемой поверхностью кристалла, атомы которого играют ту же роль, что штрихи отражательной дифракционной решётки. Казалось, это подтвердили и согласующиеся с опытом численные оценки длин волн электронов — по формуле де Бройля, на основании их известных скоростей и энергий.

Физики, однако, не учли, что электроны при ударе о металл всегда генерируют электромагнитные волны. И, наоборот, электромагнитные волны, свет, попав в металл, вырывают из него электроны. Поэтому, не исключено, что реально на кристалле никеля дифрагировали не сами электроны, а — созданное ими ещё в электронной пушке электромагнитное рентгеновское излучение. Не зря, сравнивают дифракцию на кристалле электронов и рентгеновских лучей. А детектор, призванный регистрировать электроны, обнаруживает именно рентгеновские лучи. Ведь фотоплёнку, часто применяемую для регистрации дифракционной картины, одинаково способны засвечивать как электронные пучки, так и рентгеновские лучи.

Если же в качестве детектора использован гальванометр, меряющий величину тока, заряда, приносимого электронами, то и он может регистрировать, в действительности, просто интенсивность рентгеновских лучей. Эти лучи могут наводить ток и фото-ЭДС в гальванометре, а могут выбивать электроны из детектора, рождая ток, обратный тому, что дают электроны. Поэтому, кроме величины тока гальванометра, надо измерять его знак — соответствует ли он привнесению электронов или их уходу? Величина фототока, как гласит закон Столетова, пропорциональна интенсивности излучения. Поэтому, там, где дифракция рентгеновских лучей даёт максимумы, будет максимален и фототок, что интерпретируют как рост числа падающих электронов. А где расположены минимумы, там и фототок мал, — поэтому считают, что в эти области электроны почти не попадают (Рис. 162).

Кроме качественного, имеется и количественное согласие. Длина волны де Бройля = h/ MV, где M— масса частицы, V— её скорость, h— постоянная Планка. Чем выше скорость и энергия электрона, тем короче отвечающая ему длина волны. Судя по положению дифракционных максимумов в опыте Дэвисона, с ростом энергии электрона длина волны именно так и убывает. То же даёт и классическая картина явления. На кристалле дифрагируют не электроны, а созданные их ударами рентгеновские лучи, длина волны которых по законам обратного фотоэффекта связана с энергией электрона E= hf=hc/, или = hc/ E. То есть, и в классике длина волны дифрагирующего излучения падает с ростом энергии, скорости электронов. Поскольку в опытах исследуют быстрые электроны со скоростями порядка скорости света c, их импульс p= MVвыражают через энергию релятивистской формулой E=pc= MVc. Отсюда найдём = hc/ E=h/ MV, что совпадает с формулой де Бройля.

Если б учёные для оценки импульса электрона пользовались классическим выражением E=MV 2/2, они бы заметили несоответствие, ибо длина волны выражалась бы иначе: = 2 hc/ MV 2. Не замечают этого лишь от принятия формулы СТО E=pc. Одна ошибочная теория скрывает ошибки другой. Как в поговорке "рука руку моет, вор вора кроет", так и теория относительности с квантовой механикой: не будь одной, ложность другой стала б очевидна.