f=1/T
возбуждается не только основная волна, но и высшие типы волн (высшие моды), имеющие более высокие фазовые скорости, вплоть до бесконечных [15]. И никто не доказал, что в волноводе разгон электронов производит основная волна, а не высшие типы волн, сообщающие свою сверхсветовую скорость электронам. По мере разгона электронов, эти высшие волны, независимо бегущие по волноводу, подхватывают по эстафете электронный сгусток, едва его скорость сравнивается с фазовой скоростью более быстрой волны. Банч электронов, словно бочка, скачет с волны на волну, обретая всё более высокую сверхсветовую скорость.
Скорость частиц в линейном ускорителе легко измерить по эффекту Доплера, направив на пучок ускоренных электронов луч лазера и замерив сдвиг частоты отражённого электронами света (рис. 8). Именно так автоинспекторы определяют скорость движущегося автомобиля посредством "радара".
Если луч лазера частоты f направить навстречу пучку, то электроны, летящие со скоростью V, воспримут его по эффекту Доплера как свет частоты
f'=f(1+V/c).
То есть лазерный луч будет вызывать колебания электронов на большей частоте f', на ней электроны и станут переизлучать свет, отражая его, словно электронное зеркало. Но поскольку электроны-излучатели движутся, то неподвижный наблюдатель опять от эффекта Доплера воспримет их свет как излучение частоты
f''=f'(1+V/c)=f(1+V/c)2.
И точно, в экспериментах по отражению лазерного света частоты f?1015 Гц от электронов, разогнанных линейным ускорителем SLAC, возникает гамма-излучение с частотой f''?1025 Гц [16]. Отсюда
(1+V/c)2=f''/f?1010.
Выходит, найденная по Доплеру скорость электронов достигает величины V?105c, превышая световую в 100 тысяч раз! Это вполне согласуется с измеренной по импульсу "энергией" электронов
W=pс=mVc=50 ГэВ.
Если учесть, что энергия электронов на световой скорости
W0?mc2=0,5 МэВ,
то при
W=mVc=50 ГэВ
их скорость
V?с(W/W0)=105c.
Итак, снова независимые оценки скорости разными методами привели к одному результату, подтвердившему классическую механику, а также реальность сверхсветовых частиц. Однако релятивисты и здесь не замечают промахов СТО, условившись считать доплеровское изменение частоты по релятивистской формуле, где всё перевёрнуто с ног на голову:
f'=f/(1-v/c),
и гигантский рост частоты происходит даже при скорости
v?c.
Хотя по Доплеру V>>c, ибо рост частоты света обусловлен уменьшением дистанции (где не должны скапливаться волны), а потому пропорционален скорости сближения источника или зеркала.
То есть релятивисты закрывают глаза на выявленное радарным методом превышение частицами дозволенной скорости света и нарушение правил движения СТО, совсем как иные недобросовестные автоинспекторы "не замечают" превышения скорости за условленную мзду.
Кроме того, при больших скоростях в формуле эффекта Доплера релятивисты учитывают упомянутый эффект растяжения времени
T'=гT,
и пишут формулу в виде
f'=f/г(1-v/c)=f(1-v2/c2)1/2/(1-v/c).
Если источник излучает под углом ц к направлению движения, то изменение частоты
f'=f(1-v2/c2)1/2/(1-cosц v/c)
[17]. Но объяснение сильного роста частоты по этой релятивистской формуле ничего не стоит, пока она не доказана строго.
Релятивисты уверяют, что её доказывает поперечный эффект Доплера, где излучение испытывает красное смещение (снижение частоты f'<f), когда идёт от источника под углом 90є (поперёк его движения). А классическая формула Доплера
f'=f(1+cosцV/c)
будто бы не даёт сдвига частоты:
f'=f.
Но, применяя классическую формулу, надо помнить, что в ней угол ц - это не угол и, под которым принимают излучение, а угол, под которым источник его испускает (рис. 9). Ведь источник по баллистическому принципу сообщает свою скорость свету, и эти углы разнятся на угол аберрации [17]. Чтобы излучение пришло под углом и=90є, оно должно вылететь под углом ц>90є, так что
cosц=-V/c и f'=f(1-V2/c2),
то есть частота снижается [6]. Именно такое покраснение света было зафиксировано в опыте Айвса, а по релятивистской формуле изменение частоты в два раза меньше
f'=f(1-v2/2c2) [17].
То есть подтвердилась именно классическая формула. Да и сам Айвс трактовал опыт классически.
Итак, лишнее красное смещение света у быстро летящих частиц вызвано не замедлением процессов, а восприятием излучения, испущенного частицей чуть назад, что по Доплеру снижает частоту. Источник, сообщая лучам света свою скорость, меняет их направления тем сильнее, чем выше его скорость. За счёт этого даже у света, идущего вперёд под углом и<90є, можно обнаружить красное смещение, вместо синего. Если релятивисты объясняют это растяжением времени, то в классической теории это вызвано тем, что свет, испущенный источником назад, может полететь вперёд, получив скорость источника. Угол и, под которым излучение источника регистрируют на прежней частоте (f'=f, на границе красного и синего смещений), найдётся из условия, что под таким углом идёт луч, испущенный источником под углом ц=90є, когда
f'=f(1+cosцV/c)=f.
Этот луч, отклоняясь на угол аберрации, приходит под углом
и=arctg(c/V).
То есть рост скорости V снижает этот угол от 90є до нуля, как подтверждают эксперименты. Свет, испытавший синее смещение, сосредоточен внутри конуса с углом раствора 2и. Причём конус сужается при увеличении скорости V (рис. 9).
Всё это очень напоминает характер синхротронного излучения от быстро летящих электронов: ускоренно двигаясь в магнитном поле синхротрона, они испускают излучение, сконцентрированное в конусе, расходящемся вдоль оси движения частицы (рис. 10), подобно пучку света фар от автомобиля, или ливню капель, отлетающих по касательной от мокрого велосипедного колеса, получив его окружную скорость. Так и свет отрывается от электронов, крутящихся в вакуумной камере синхротрона (напоминающей велосипедную), вылетая по касательной узким конусом синхротронного излучения. Легко понять, что причина этого тоже в передаче электроном своей скорости свету, отчего лучи света, разлетавшиеся радиально, улетают в основном вперёд от движущегося электрона, обретя его скорость, подобно авиабомбе или осколкам крылатой ракеты, продолжающим лететь вперёд после отделения [1]. А если скорость частицы V>c, то назад её свет вообще не доходит: все лучи, получив скорость источника, идут вперёд в пределах конуса с углом образующей к оси
и= arcsin(c/V)? c/V.
Именно эти свойства были обнаружены у синхротронного излучения: оно собрано в пределах узкого конуса с углом раствора и?mc2/W, который сужается при увеличении скорости и энергии W электрона [18]. Здесь в качестве W берут "энергию", найденную релятивистски
W=pс=mVc,
откуда получают согласный с БТР и с опытом результат
и?mc2/W=c/V.
Много общего у синхротронного излучения с ондуляторным, которое получают в ондуляторах - приборах в виде батареи магнитов, полюса которых чередуются с периодом L (рис. 11). Если электрон, покинув синхротрон на большой скорости V, полетит через ондулятор, то в периодично меняющемся поле начнёт колебаться с частотой пересечения
f=V/L
периодов L. При этом электрон излучает на той же частоте f, но неподвижный наблюдатель по эффекту Доплера воспримет его излучение на частоте
f'=f(1+V/c)= V/L(1+V/c)?V2/Lc (при V>>c).
И точно, частота ондуляторного излучения сильно растёт при увеличении импульса p и скорости V электрона по закону
f'?f0г2 [18], где f0=c/L, а г=p/mc=V/c,
откуда в полном согласии с БТР
f'?V2/Lc.
Поскольку электрон излучает на строго фиксированной и очень высокой частоте f', то на основе ондуляторов даже строят источники рентгеновского излучения и рентгеновские лазеры на свободных электронах. И снова огромная частота
f'= V/L(1+V/c)
говорит о том, что скорость V электронов в ондуляторах во много раз превышает скорость света. И только ложная релятивистская формула эффекта Доплера заставляет всех думать, будто v<c. Кроме того, раз электроны движутся с огромной скоростью, их ондуляторное излучение, подобно синхротронному, сосредоточено в конусе с углом
и?mc2/W=c/V.
Итак, острая направленность синхротронного и ондуляторного излучений подтверждает баллистический принцип, по которому источник сообщает свою скорость свету. Зато этот факт в корне противоречит догмам теории относительности, по которой, как бы быстро ни перемещался источник, свет от него идёт во все стороны со скоростью c, раз источник по СТО не может двигаться быстрее света и не может сообщить свою скорость свету. Выходит, тот факт, что синхротронное излучение сверхэнергичных электронов идёт лишь вперёд по их движению, и никогда - назад, доказывает справедливость БТР и ложность СТО.
О том же говорит и спектр синхротронного излучения. Электрон, облетая кольцо синхротрона по кругу с частотой f, должен генерировать излучение на частоте f своего вращения (так и частота звука милицейского свистка совпадает с частотой вращения в нём шарика, рис. 4). Обычно электроны, крутясь в магнитном поле B, и впрямь излучают на своей гирочастоте
f=eB/2рm.
Но электрон при наращивании скорости, вопреки электродинамике Максвелла, начинает излучать и на более высоких частотах-гармониках 2f, 3f, 4f, … . И в синхротроне, где электроны крутятся с огромной скоростью, они излучают не только на ВЧ-частоте f своего вращения, но и на высших её гармониках, отчего излучение становится видимым. Этот "чудо-свет" и назвали синхротронным. Поскольку в рамках теории Максвелла и СТО не могли верно предсказать свойств синхротронного излучения, его долго не могли обнаружить, и лишь случайно открыли в 1947 г., а уже потом подогнали теоретическую базу [18].
сверхзвуковой частица луч энергия
А в баллистической теории такое излучение было предсказано Ритцем ещё 1908 г. Летящий по кругу электрон, сообщая свою скорость электромагнитным воздействиям (переносимым реонами), в одних точках орбиты ускоряет их, и они приходят к наблюдателю раньше, а в других - тормозит, и они запаздывают (рис. 12). В итоге исходный синусоидальный профиль электромагнитной волны искажается, как в случае излучения звёзд, летящих по круговой орбите [19]. Такой негармонический, но периодичный сигнал при разложении в ряд Фурье, то есть в спектр, как раз даёт, кроме основной частоты колебаний f, ещё и ряд её гармоник на частотах 2f, 3f, 4f…
Их интенсивность должна расти с увеличением искажений, пропорциональных скорости V электрона и расстоянию L, пройденному светом в вакууме [19]. Причём спектр должен быть задан через Фурье-интеграл от бесселевых функций, подобно спектру клистрона (он тоже работает на искажении синусоидального сигнала от модуляции скорости несущих его электронов [20]). Но именно таков спектр синхротронного излучения: он тоже задан через бесселевы функции, причём интенсивность высших гармоник быстро нарастает с увеличением скорости электронов и приближением её к скорости света. Ведь тогда искажения станут хорошо заметны и спектр обогатится гармониками уже на расстоянии порядка радиуса орбиты. И лишь у обычных антенн, как показал Ритц, где электроны движутся с ничтожной скоростью дрейфа V, излучение идёт лишь на частоте колебаний f.
Итак, синхротронное излучение, вопреки заверениям релятивистов, подтверждает не СТО, а классическую физику и БТР. Поэтому все приборы, генерирующие синхротронное излучение, работают по теории Ритца, а применение ошибочной теории относительности может сильно снижать их эффективность, исправляемую лишь путём эмпирической доводки. Если бы физики сразу применяли в расчётах баллистическую теорию, приборы сходу б заработали эффективно. Раз по БТР спектр синхротронного излучения зависит не только от скорости электронов (как в СТО), но и от дистанции L, пройденной излучением в вакууме, то при малом L спектр беден гармониками. Вот почему в синхротронах стремятся увеличить расстояние от излучающих электронов до окон вывода синхротронного излучения. А для получения высокочастотных рентгеновских лучей делают даже специальные вакуумированные каналы вывода синхротронного излучения [18], где оно успевает преобразоваться по Ритцу. Эти каналы имеют вид многометровых труб, напрямую пристыкованных к вакуумной камере ускорителя, откачанных до высокого вакуума и не содержащих перегородок (лишь тогда нет переизлучений, и трансформация спектра идёт по всей длине канала, вплоть до выходного окна, рис. 10). С позиций баллистической теории установка таких длинных вакуумных каналов вполне оправдана, раз спектр уширяется и частотный максимум смещается пропорционально пути L. А вот с позиций СТО и электродинамики Максвелла протяжённые вакуумные каналы - это лишняя роскошь, хотя без каналов не обходятся, причём, в согласии с БТР, их длину подбирают тем большей, чем сильнее сдвиг спектра.
Вот и выходит, что вся "релятивистская электроника", которую правильней назвать высокоэнергичной, подтверждает не теорию относительности, а теорию Ритца. И всё же излучение электронов, крутящихся в накопительных кольцах и синхротронах, порой пытаются привлечь в качестве аргумента против БТР. Так, в опыте, инициированном энтузиастом баллистической теории, полковником артиллерии П.И. Филипповым [21], физики сравнивали скорость синхротронного излучения от быстрых электронов и его же скорость после переизлучения выходным окном, где свет тормозился. Оказалось, что импульсы этих излучений приходят почти синхронно, хотя по БТР излучение, испущенное напрямик электронами, должно, обретя их скорость, двигаться гораздо быстрее, а его импульс на экране должен опережать заторможенный на пару наносекунд. Но в опыте не учли сверхсветовую скорость V>>c электронов с энергией 70 МэВ, и считали по СТО