Pojawił się na salonie artykuł o badaniach nad strukturą impulsu świetlnego. Okazało się, że w świetle najnowszych badań, impuls taki ma nie tylko falową strukturę, ale struktura ta zdaje się wykazywać nieliniowe właściwości, zypełnie nie-optyczne. Jest solitonem, strukturą stabilną, nie rozpraszającą się, oraz... samoistnie skręcającą.
Nie będę jednak, wbrew oczekiwaniom być może, tłumaczył dokładnie, jak teoria falowa tłumaczy te wszystkie cuda. Skupię się natomiast na pewnej ciekawej zbieżności pomiędzy materią a owym impulsem świetlnym.
Impuls podlegający badaniom powstaje przy zjawisku, zwanym emisją (w tym wypadku - wymuszoną). Emiterem z reguły jest atom. Wiemy jednak, że emisja/absorbcja światła przez atom ma swoje bezpośrednie odbicie w stanach energetycznych elektronów. Stąd kojarzy sie te zjawiska bezpośrednio z elektronami.
Impuls falowy jest opisywany przez tzw. funkcję Airy'ego. George Biddell Airy był angielskim astronomem i specjalistą od optyki. Od jego nazwiska pochodzi tzw. Plamka Airy'ego - wzór powstający w punkcie skupienia soczewki bądź lustra teleskopu. Można go zaobserwować, kierując na płaszczyznę promień swiatła, przepuszczony przez wąski otwór.
Plamka Airy'ego (z wikipedii)
Mechanizm emisji/absorbcji fascynował mnie od dawna. Mimo świadomości oczywistej zalezności, że elektron zmienia sie z jednego układu falowego w drugi, pobierając przy tym lub oddając energię, sam mechanizm tego zjawiska pozostaje nieznany. Czy istnieją jakieś przesłanki, mogące naprowadzic nas na właściwy trop? Okazuje się, że przesłanką taką jest struktura solitonowa impulsu świetlnego, zwana promieniem Airy'ego.
Elektron Airy'ego
Co ciekawe, pionier badań nad falową budową materii, Gabriel LaFreniere, swoje zainteresowania zaczął od fascynacji optyką. Zbadał dogłębnie strukturę plamki Airy'ego (poprzeczną i wzdłużną), oraz symulował różne jej konfiguracje, posługując się komputerem. Gdy zamiast skupionej wiązki światła, użył źródła półsferycznego, otrzymał następujący obraz:
Przekrój przez plamkę Airy'ego przy użyciu apertury 180 stopni.
To, że materia musi być sferyczną falą stojącą, wykoncypował równolegle. Dopiero jednak zapoznanie się z modelem elektronu Milo Wolffa doprowadziło go do przełomu. Stwierdził, iż symulacja struktury Airy'ego, zasilana z półsferycznego źródła, daje mu ni mniej, ni więcej, tylko połówkę elektronu. Żeby otrzymać całosć, należało dodać drugą połówkę, używając źródła o pełnym kącie 360 stopni.
Rezultatem jest struktura elektronu będącego w spoczynku, tożsama z modelem Milo Wolffa:
Zobrazowanie elektronu Milo Wolffa w 2D.
Ilustracja połączenia dwóch połówek elektronu, będących strukturą Airy'ego dla półsferycznego źródła.
Nie każde światło da się emitować...
Okazuje się więc, że zachodzi istotna korelacja pomiędzy strukturą elektronu, a strukturą emitowanego przezeń impulsu. Być może nie jest obojętne, jakim światłem będziemy traktować atom, żeby wywołać wzbudzenie elektronów. Być może nie każde światło, będące falą ExB jest "naturalne". Korelacja pomiędzy impulsem światła a budową elektronu wskazuje, iż mechanizm absorbcji/emisji stosowany do fotonów niefizycznym uproszczeniem, foton ma przypisaną jedną częstotliwość światła, zaś elektron emituje skomplikowaną paczkę falową. W ujęciu fotonowym moze więc być tak, że nie tylko atom może emitować jedynie określone porcje energii, ale że porcje te są tożsame z całymi pakietami fotonów, nie zaś pojedyńczymi fotonami. Sprawa fotoelektryki jest wiec bardziej zagmatwana, niż byśmy sobie to mogli wcześniej uświadamiać.
Linki
Rozdział książki internetowej Gabriela LaFreniere, traktujący ogólnie o elektronie: www.rhythmodynamics.com/Gabriel_LaFreniere/sa_electron.htm
