ТОМСК, 24 янв – РИА Томск. Профессор Томского политехнического университета (ТПУ) Игорь Шаманин и профессор Российской академии наук (РАН) Юрий Трутнев дали строгое теоретическое определение дефекту масс – явлению в физике, которое ранее объяснялось только на уровне предположений; таким образом ученые уточнили Общую теорию относительности Эйнштейна, сообщила в среду пресс-служба вуза.
Уточняется, что итоги исследования опубликованы в журнале JP Journal of Heat and Mass Transfer.
Что такое дефект масс
Феномен дефекта масс был обнаружен еще в начале XX века, на заре зарождения ядерной физики как науки. Сегодня ни один физик-ядерщик не сможет работать, не учитывая при своих расчетах дефекта масс. По словам Шаманина, суть феномена в следующем.
"Представьте себе 10 горошин одинакового размера и массы. Если слить их воедино, по логике вещей, мы должны получить одну большую горошину, масса которой будет равна сумме масс маленьких горошин. Однако в ядерной физике, если несколько частиц сливаются в одну, масса этой новой частицы почему-то меньше, чем сумма масс всех образовавших ее частиц. Получается парадокс", – цитируется профессор в сообщении вуза.
Попытки дать определение феномену дефекта масс ранее делались только в виде предположений. Шаманин и его коллега Трутнев стали первыми, кому удалось показать математически, почему возникает это явление.
Что сделали ученые
"Мы построили математическую модель, получили определяющее соотношение, провели расчеты, проверили свои результаты на самых легких ядрах. В составе ядер выделили базовые пары взаимодействующих нуклонов, а дальше, пользуясь табличными экспериментальными данными по массе этих составляющих, соотнесли эту сумму с результатами своих расчетов. В результате удалось показать, куда девается "пропавшая" масса", – объяснил профессор ТПУ.
Где масса
Ученые выявили, что разница масс не исчезает. Она, как одна из форм существования материи, трансформируется в другую форму – энергию поля, которое образовано силами, формирующими конечную устойчивую физическую систему. Если интенсивность этих сил велика, то и дефект масс значителен.
Добиться успеха физикам удалось за счет того, что они провели свои расчеты вне свойств геометрии пространства-времени. "Мы просто взяли отдельную локальную точку и работали с ней, вне свойств пространства-времени. Полученный результат подтверждает то, что именно эта точка зрения верна", – считает томский профессор.Почему это важно
Результат исследования ученых в будущем может помочь науке ответить на многие нерешенные вопросы в теоретической физике.
"Например, сегодня принято считать, что фотон – частица света – не имеет массы. Однако существуют предположения, что масса у фотона все-таки есть. Предложенный нами подход поможет получить неоспоримый ответ на этот вопрос. Также он может ответить на вопросы о существовании темной материи и темной энергии. Вне свойств пространства-времени можно попробовать рассчитать массу всей темной материи во Вселенной", – цитируется Шаманин.
Профессор подчеркивает, что работа "не претендует на то, чтобы найти ответы на все нерешенные вопросы, но первый шаг сделан".