Головна Відео

Чи може фотон відкидати тінь

Фотон (від дав.-гр. φῶς, род. відм. φωτός, «світло») — квант електромагнітного випромінювання (у вузькому розумінні — світла), елементарна частинка, що є носієм електромагнітної взаємодії.

Багато об’єктів здатні ефективно поглинати світло, а отже і відкидати тіні - хмари, дерева, птахи, столи, люди й наш Місяць.
Але як щодо самого світла?
Чи можуть фотони відкидати тіні?
На перший погляд здається, що ні - не можуть.
Світло - це і потік фотонів, і електромагнітні хвилі.
А електромагнітні хвилі не взаємодіють між собою.
Інші хвилі в природі, як от хвилі на мілководді, можуть відбиватися одна від одної, або принаймні впливати одна на одну.
Але не фотони.
Вони просто проходять один крізь одного без взаємодії.
Саме тому сонячне світло не блокує сигнали смартфону або людський зір.
Однак, є три непрямі способи, якими фотони можуть взаємодіяти з іншими фотонами.
Перший: якщо фотон влучить скажімо в електрон, а цей електрон зіткнеться з іншим фотоном, то ці фотони технічно вплинуть один на одного.
Але для цього потрібно, щоб електрон опинився в потрібному місці в потрібний час, тож це навряд чи потрібно вважатися способом відкидання тіні фотоном.
Другий спосіб: схожим чином як траєкторії фотонів поблизу масивних об’єктів, на кшталт Сонця або чорної діри, викривляються гравітацією, сам фотон має енергію та імпульс, а отже може гравітаційно вплинути на рух іншого фотона.
Але гравітація від фотона надзвичайно слабка - навіть фотон з максимальною виміряною енергією викривляє простір-час слабше, ніж це робить нитка вірусної ДНК.
Тож це не дозволить фотону утворити помітну тінь.
І нарешті третій спосіб: фотони екстремально високих енергій можуть спонтанно перетворюватися на пари частинка-античастинка, як от електрон і позитрон, після чого ця пара може знову перетворитися на фотон, і ці частинки можуть відхиляти або поглинати інші фотони, що призводить, фактично, до розсіювання фотонів на фотонах.
Суть у тому, що вам не потрібно сподіватися на вкрай малоймовірну подію, коли електрон опиниться на шляху двох фотонів.
Два високоенергетичних фотони можуть спонтанно генерувати власні засоби для зіткнення, чи іншої взаємодії.
То, яку тінь ми отримуємо?
Фотони надзвичайно рідко відскакують один від одного, навіть в (...) контрольованих експериментах з потужними лазерами неймовірно важко спостерігати хоча б якусь взаємодію між фотонами, тож наші шанси помітити тінь залишаються мізерними.
Оскільки космос незмірно величезний, фотони надвисоких енергій зрештою можуть стикатися з одним з багатьох низькоенергетичних фотонів космічного мікрохвильового фонового випромінювання, яке є повсюди у всесвіті.
Отож, просто зараз ви буквально перебуваєте в тіні від високоенергетичного гамма-випромінювання через його взаємодію з реліктовими фотонами, що залишилися після Великого Вибуху.

Автор: Цікава наука
putin-khuylo
Вакцинуйся!
ОСТАННІ КОМЕНТАРІ