Az �TER

avagy

a FIZIKAI V�KUUM

V�z, f�ld, leveg�, t�z – ebb�l a n�gy alapvet� elemb�l rakt�k ki az �kori g�r�g�k az �ltaluk ismert vil�got.  De r�j�ttek, hogy a logika ig�nyel egy �t�dik elemet is, amely kit�lti az �res teret, �s kapcsolatot teremt az anyagi testek k�z�tt.  �ternek nevezt�k el. L�thatatlan, hiszen nem volt l�that�, nyilv�n k�nny� �s finom szerkezet�, hiszen nem volt tapinthat�.

    Az �jkori fizika nemcsak �tvette vagy �ppen elt�rte az �tert, mint l�tez� fizikai entit�st, hanem egyre nagyobb m�rt�kben haszn�lta is, be�p�tette a XIX. sz�zadi fizika vil�gk�p�be.  Mert mi m�s, ha nem az �ter hordozn� a Maxwell-f�le elektrom�gneses hull�mokat �s a f�nyt. Azt a f�nyt, amelyr�l id�k�zben kider�lt, hogy szint�n elektrom�gneses hull�m. A fizik�ban az �ter dics�s�ge eg�szen 1920-ig tartott. (Az �terr�l egykor egy ill�kony, orvosl�sban haszn�lt vegyszert is elneveztek, amely mellesleg m�r kiment a divatb�l.  Nehogy �sszekeverj�k ezt a jelent�ktelen vegyszert a filoz�fia �s fizika szempontj�b�l rendk�v�li jelent�s�ggel b�r� klasszikus �ter-fogalommal!)

    Akkoriban a fizikusok az �tert alapvet� �s n�lk�l�zhetetlen entit�snak tekintett�k.  �s valahogy �gy fogalmaztak: "A v�kuum, avagy �ter, szuperfinom, s�lytalan �s tehetetlens�g-mentes folyad�k. Ez k�zvet�ti a k�lcs�nhat�sokat, �gymint a gravit�ci�t, az elektromoss�got �s m�gnesess�get. Az �ter fizikai jellemz�i hat�rozz�k meg a benne mozg� f�ny halad�si sebess�g�t is.  V�gtelen tenger ez, az eg�sz kozmoszt kit�lti.  Feltehet�en mozdulatlan, �gy a testek mozg�s�t ehhez viszony�thatjuk."

     Mindezek csup�n feltev�sek voltak egy l�thatatlan k�zegr�l, de egyre t�bb fizikai param�ter�t fedezt�k fel indirekt m�don, p�ld�ul, amikor az elektromoss�got kutatt�k. Ilyen param�ter a v�kuum dielektromos �lland�ja (88*10^-12), a v�kuum m�gneses �lland�ja (1,25*10^-6), a v�kuum impedanci�ja, hull�mellen�ll�sa (377 ohm/m�ter).  Ezek a fizikai param�terek mutatj�k, s�t bizony�tj�k, hogy a v�kuum anyagi tulajdons�g� k�zeg, megker�lhetetlen fizikai val�s�g. Az el�z� �lland�kat m�r a XIX.  sz�zad fizikusai is ismert�k.

     Az a v�kuum balszerencs�je, hogy l�thatatlan, tapinthatatlan, �s t�megtelen. Persze val�j�ban nem a v�kuum balszerencs�s, hanem mi emberis�g, hiszen emiatt nem vagyunk k�pesek tudom�sul venni a l�tez�s�t, ez�ltal a fizikai folyamatokban j�tszott alapvet� szerep�t.  N�lk�le csak csonka vil�gk�p alkothat�, �s �gy bizony jelenleg csonka vil�gk�p�nk van. A legf�bb ludas mindebben a relativit�selm�let, mely kiszor�totta a v�kuumot a fizika perif�ri�j�ra, vagy m�g azon is t�lra.

     Az ut�bbi �vtizedekben a v�kuumot m�r direkt m�don kutatj�k �s �gy nevezik, hogy "fizikai v�kuum", hangs�lyozva, hogy ez m�s, mint Einstein abszol�t �res v�kuuma.  Mostans�g m�r nem a "semmit" takarja.  Kider�lt, hogy a v�kuumnak bels� mozg�sa, fluktu�ci�ja van, ez az �n.  nullponti fluktu�ci�. E bels� mozg�s rendk�v�l nagy energi�kat rejt. Az elfogadott �rt�k 10¹¹¹ Js/m³, t�megbe �tsz�molva (E=mc²) 10⁹⁴ kg anyag van teh�t minden k�bm�ternyi v�kuumban. Ez roppant nagy anyagmennyis�g, sokkal t�bb, mint az �ltalunk ismert vil�gegyetem �sszes galaxis�nak anyaga egy�ttv�ve. (cca.10⁶⁰ kg) Ez a fajlagos anyags�r�s�g mindennem� "�sszer�" elk�pzel�st fel�lm�l, de nem vethetj�k el puszt�n ezen ok miatt.  A vil�gegyetem nem az emberi k�pzel�er�h�z �s az emberi korl�tokhoz van igaz�tva. 

     A kvantummechanika v�kuumra vonatkoz� egyenletei bizarr eredm�nyeket szolg�ltatnak.  Valamif�le v�kuum-er�kre mutatnak, a "semmiben", ha ott egy geometriai test hat�rait jel�lik ki. Egy piciny t�glatestet kell elk�pzeln�nk, egy dobozt, amelyben v�kuum van, �s k�r�l�tte is v�kuum van.  Azt hihetn�k, hogy a doboz oldal-lapjaira nem hatnak er�k.  Egyr�szt az�rt nem, mert bel�l is �s k�v�l is ugyanaz a k�zeg van. M�sr�szt azt is gondolhatjuk, hogy a „semminek” nincs nyom�sa.   A fizikusok szerint azonban a v�kuum a lapokat k�v�lr�l er�ssebben nyomja, mint bel�lr�l, ez�rt a dobozt �ssze akarja roppantani. Min�l k�zelebb vannak az oldallapok egym�shoz, ann�l nagyobb a sz�m�tott er�.  Az eml�tett doboz eset�n a v�kuum a legnagyobb lapokat fogja a legnagyobb fajlagos er�vel egym�s fel� nyomni. 

     Nem csak a kvantumfizik�ban jelentkezik a nyom�s, hanem a gyakorlatban is.  A jelens�g-csoportot k�s�rleti felfedez�j�r�l Casimir-effektusnak is szok�s nevezni. �s ez nemcsak t�glatestekn�l jelentkezik, hanem minden aszimmetrikus test eset�ben, p�ld�ul egy lapult bubor�k eset�ben is. Nagynyom�s� �raml� folyad�kban a bubor�kok eltorzulhatnak, lapult fel�leteik ment�n �sszenyom�dnak �s hatalmas robban�s keletkezik a hely�k�n. Ekkor a m�rhetetlen�l nagy energi�j� v�kuum piciny r�sze mutatja meg nek�nk roppant erej�t. A jelens�gre a lent id�zett k�nyv egy m�sik fejezetben m�r l�ttunk p�ld�t. (A csattog� r�k csodafegyvere)

    A v�kuum tehetetlen t�meg n�lk�li, gravit�ci� n�lk�li, szuperfoly�kony, azaz s�rl�d�smentes folyad�k, megfoghatatlan �s l�thatatlan.  Anyagi jelleg�-e egy�ltal�n? Feltehet�leg igen.  Ak�r sok f�le nagyon piciny, t�megtelen r�szecske kever�ke is lehet, erre ma m�g alig van ismert jel�lt.  Egyet tal�n ismer�nk a virtu�lis elektront, �s ennek anti-r�szecsk�j�t, a virtu�lis pozitront.  T�bben felteszik, hogy ezek s�r� elegye alkotja a v�kuum t�rfogat�nak legnagyobb r�sz�t.  Ezek a r�szecsk�k 0 energia szinten vannak, �s 0 a t�meg�k is. M�gis val�s�gosak, ezt k�s�rlettel lehet kimutatni. Eszerint a mag�nyos elektronhoz k�zel�tve az �t k�rbevev� elektromos t�rer�ss�g m�r nem n�gyzetes ar�nyban n� – ahogyan az elm�letileg elv�rhat� lenne – hanem ann�l kisebb m�rt�kben.  E jelens�gnek az lehet a magyar�zata, hogy a virtu�lis elektron pozitron p�rok, – mint dip�lusok – ir�ny�tottan �llnak be, oly m�don, hogy a pozit�v t�lt�s� r�szek fordulnak az elektron fel�. �ly m�don e dip�lusok az elektront mintegy le�rny�kolj�k.  Ha a virtu�lis r�szecsk�k jelenl�t�t nem fogadn�nk el, akkor a k�s�rletet �gy kellene magyar�znunk, hogy a fizikai v�kuum furcsa saj�toss�ga, hogy a t�lt�sekre annak k�zeli ter�ben elektromos �rny�kol� hat�st ad.

     Legnagyobb fizikusunk, E�tv�s L�r�nd egyik h�res k�s�rlete arra ir�nyult, hogy igazolja a tehetetlen �s s�lyos anyag szigor� ar�nyoss�g�nak sz�mszer� egyez�s�t. De m�lyebb k�rd�sek is foglalkoztatt�k, kora vezet� tud�saival egyetemben. Azt is meg szerette volna hat�rozni, hogy a tehetetlen t�meg milyen ar�nyban oszlik meg az anyagi test �s a k�rnyez� t�r k�z�tt.  B�r a XIX. sz�zad v�g�nek tud�sai nem ismert�k az atomot – persze az elektromos t�lt�st hordoz� szubatomi r�szecsk�ket sem – m�gis meg voltak gy�z�dve arr�l, hogy a k�znapi anyagi testek hat�ra nem a felsz�n�k�n van, hanem az �rben, esetleg a v�gtelenben.  A fizikai k�p az volt, hogy a v�kuum s�r�n be van h�l�zva v�konyka libeg� sz�lakkal. Ezek az elektromos t�lt�sekb�l indulnak, �s j�r�szt a v�gtelenbe tartanak. �gy k�pzelhetj�k el a dolgot, mint az �ssze-g�mb�ly�d�tt s�ndiszn�t, melyb�l k�r�s-k�r�l egyenletes s�r�s�ggel ki�llnak a t�sk�i. Csakhogy a r�szecske t�sk�i hossz�ak �s igen-igen v�konyak. Val�sz�n�leg nincs is vastags�guk �s ez�rt sz�muk is v�gtelen. Meglehet, hogy e sz�lak csak anal�gi�k, szeg�nyes fant�zi�nkat seg�t� hasonlatok.  M�gis val�s�gosak, hiszen meglehet, hogy a testek tehetetlens�ge �s elektromos er�tere – r�szben, vagy teljes eg�sz�ben – e sz�lakban helyezkedik el. E�tv�s�k legal�bbis ezt gondolt�k, �s ellenkez�j�t az�ta sem bizony�totta be senki.  A sz�lak is az �ter alkot� elemei.

-----oOo-----

�   Þ

web counter