Вчені знайшли спосіб "обдурити" третій закон Ньютона
Починаючи з кінця 17-го століття людям було відомо, що всяка дія викликає відповідну протидію, рівне йому за значенням і протилежну за напрямом. Це визначено третім законом Ньютона - одним з основоположних законів класичної механіки, яким підпорядковується рух усіх матеріальних об'єктів на світі. Але група вчених з університету Ерланген-Нюрнберг (University of Erlangen-Nuremberg) у Німеччині придумала прийом і реалізувала її у вигляді експериментальної установки, в якій фотони світла, стикаючись дуг з одним, прискорюють самі себе, що є "кричущим" порушенням третього закону Ньютона. Та, незважаючи на такий парадокс, це явище в повній мірі можна буде використовувати для створення більш швидкої електроніки, фотонних та фотонно-електронних обчислювальних пристроїв.
Для порушення Третього закону Ньютона потрібне використання унікальних частинок, що володіють позитивними і негативними масами. До останнього часу вчені не зустрічали частинок з негативною масою і не вірили в можливість створення екзотичного набору умов, при яких маса звичайної частинки прийняла б від'ємне значення. Хитрість, яку реалізували німецькі вчені-фізики, досить непроста, до неї залучена "гра" з масою фотонів, частинок світла, що володіють нульовою масою спокою.
Те, що вдалося зробити німецьким вченим, називається оптичний діаметральний двигун. В основі принципу дії діаметрального двигуна лежить зіткнення двох об'єктів, одного з позитивною, а другого - з негативною масою. При зіткненні таких екзотичних об'єктів вони обидва прискорюються в одному напрямку. У 1990-х роках вчені НАСА вже намагалися створити діаметральний двигун, призначений для використання в космічних апаратах. Але вони зазнали в цій справі невдачі з-за того, що їм не вдалося отримати або створити об'єкти або частинки, що володіють негативною масою.
Справедливості заради варто відзначити, що і німецьким вченим не вдалося отримати реальні частинки з негативною масою. Замість цього, для того, щоб обійти один з основних законів фізики і квантової механіки, вони використовували поняття так званої "ефективної" маси фотона, яка може приймати від'ємне значення. Під ефективною масою в даному випадку мається на увазі здатність частинок реагувати з певною силою впливу інших зовнішніх сил.
Експериментальна установка, створена німецькими вченими, складається з двох кілець оптоволоконного светопровода, мають одну загальну область перетину. Діаметри кілець відрізняються один від одного і мають строго певний розмір, який був розрахований на комп'ютері при використанні спеціально розробленої математичної моделі. Як можна побачити на рисунку, імпульси лазерного світла подаються в певному місці всередину світловода великого кільця. Після цього промінь світла розділяється і фотони світла починають циркулювати по обох кілець, витрачаючи на проходження одного обороту різний час. Якщо не вдаватися в фізичні і математичні нетрі процесів, що відбуваються, можна сказати, що саме різниця у часі проходження одного обороту обумовлює зміну на протилежне ефективної маси одного потоку фотонів щодо ефективної маси фотонів іншого потоку. І в результаті цього, при зіткненні фотонів в точці перетину світловодів обидва імпульсу світла прискорюються в одному напрямку.
Само собою зрозуміло, ідея такого прискорення імпульсу лазерного світла має величезну перспективу в будь-яких галузях, де використовується передача даних по оптоволоконним кабелях. Використовуючи "розігнані" імпульси світла можна збільшити швидкість передачі інформації в комунікаційних каналах і оптичних лінях, які пов'язують в єдине ціле вузли суперкомп'ютерів і звичайних комп'ютерів, збільшуючи, тим самим, їх обчислювальну потужність. Тільки не варто забувати, що дана технологія тільки знаходиться на самій ранній експериментальній стадії, і не варто розраховувати, що найближчим часом за рахунок її застосування ваш планшетний комп'ютер зможе чутливо додати в продуктивності.