Особенности радиолокационного метода

В радиолокационном методе зондирования исследуемого объема «вакуума» содержатся два фундаментальных аспекта, которые в дальнейшем повлияют на развитее светогеометрии.

Во-первых, отметим важный факт, что промежуток времени dt, отмеряемый часами РЛУ (рис. 3.1), не имеет отношения к исследуемому участку «вакуума». Это утверждение верно уже потому, что данный участок «вакуума» находится между апертурой антенны и отражателем, а часы находятся вне этого участка. Другими словами в радиолокационном методе исследования свойств «вакуума» время является атрибутом стороннего наблюдателя, а не самого исследуемого участка пустой протяженности. Это означает, что метрико-динамическое состояние локального участка «вакуума» определяется его искривлением и внутренним движением, а не изменением течения времени, как это трактуется в Общей теории относительности (ОТО) А. Эйнштейна.

Во-вторых, радиолокационный метод приводит к необходимости рассматривать окружающую протяженность как минимум «двухсторонней», а не односторонней, как это имеет место в ОТО. То есть из данного метода неизбежно следует, что свойства реальной протяженности имеет минимум две сопряженных 4-мерных стороны: «внешнюю» и «внутреннюю».

Поясним данное утверждение на примере. Основное уравнение радиолокации (3.1) может быть представлено в виде

, (4.1)

где dl_r – расстояние, которое проходит луч света в прямом направлении (от антенны РЛУ к отражателю) (рис. 3.1);

dl_b – расстояние, которое проходит луч света в обратном направлении (от отражателя к антенне РЛУ).

То есть в радиолокационном методе неизбежно присутствуют два луча: прямой и обратный, а им соответствуют две сопряженные протяженности: «внешняя» и «внутренняя».

За промежуток времени dt луч света проходит расстояние

cdt = dl (4.2)

где dl = (dx ² + dy ² + dz ²) ^½ – элемент длины в 3-мерном «вакууме».

Из (4.2) следует выражение

c ² dt ² = dx ² + dy ² + dz ² . (4.3)

В свою очередь (4.3)можно записать двумя способами:

– в виде квадрата интервала, описывающего распространение луча света в прямом направлении

ds ^(–)2 = c ² dt ² – dx ² – dy ² – dz ² = dx ₀² – dx ₁² – dx ₂² – dx ₃² = 0 с сигнатурой (+ – – –), (4.4)

вместе с тем это квадрат элемента 4-длины 4D-ландшафта, который будем условно называть «внешней» стороной l_{m ¸ n} -вакуумной протяженности;

– в виде квадрата интервала, описывающего распространение отраженного луча света в обратном направлении

ds ⁽⁺⁾² = – c ² dt ² + dx ² + dy ² + dz ² = – dx ₀² + dx ₁² + dx ₂² + dx ₃² =0 с сигнатурой (– + + +), (4.5)

вместе с тем это квадрат элемента 4-длины 4D-антиландшафта, который будем условно называть «внутренней» стороной l_{m ¸ n} -вакуумной протяженности.

Определения новых терминов «внешняя» сторона l_m¸n-вакуумной протяженности (или субконт) и «внутренняя» сторона l_m¸n-вакуумной протяженности (или антисубконт) будут приведены ниже (опр. 7.2 – 7.5).

Квадраты интервалов (4.4) и (4.5) полностью компенсируют проявления друг друга

½(ds ^(–)2 + ds ⁽⁺⁾²) = ds ^(–)2 + ds ⁽⁺⁾² = (c ² dt ² – dx ² – dy ² – dz ²) + (– c ² dt ² + dx ² + dy ² + dz ²) = Ɵ, (4.6)

данное обстоятельство при «двухстороннем» рассмотрении (вытекающем из радиолокационного метода) снимает одну из основных проблем квантовой теории поля – бесконечность энергии физического вакуума, т.к. в этом случае каждому нулевому уровню гармонического осциллятора соответствует нулевой уровень анти-осциллятора.

Определение № 4.1 « Истинный» нуль определяется выражением

Ɵ = 0 – 0. (4.7)

В локальной области осцилляторы и антиосциляторы могут быть сдвинуты по фазе, отличаться по амплитуде и поляризации, поэтому в каждой точке пространства возможны непрерывные вакуумные флуктуации, но в среднем по объему «вакуума» они полностью компенсируют проявления друг друга.

 

5. Геодезические линии l_m¸n -вакуума

Рис. 5.1. lm¸n- вакуум вложен в lf¸d -вакуум, где lf¸d > lm¸n

Монохроматические лучи света с различными длинами волн l_m¸n распространяются в «вакууме» с одной и той же скоростью света с (2.1) и по одним и тем же законам электродинамики. Поэтому, если исследуемый участок «вакуума» не искривлен, то все световые 3 D -ландшафты (l_{m ¸ n} -вакуумы) будут отличаться друг от друга только длиной ребра кубической ячейки ε_{m ¸ n} ~ 10² l_{m ¸ n} (рис. 2.2).

Однако, если «вакуум» искривлен, то все l_{m ¸ n} - вакуумы будут отличаться друг от друга в силу того, что лучи света с разной длиной волны имеют разную толщину. Каждый световой 3 D -ландшафт (l_{m ¸ n} - вакуум) будет уникальным (рис. 5.1), т.к. все неровности «вакуума» усредняются в приделах толщины луча света.

Данное обстоятельство теоретически обосновывается в разделах геометрической оптики, связных с разрешающей способностью оптических приборов [18, 22], и подтверждается экспериментальными данными (рис. 5.2).

 

l = 650 нм l = 390 нм l = 240 нм l = 170 нм

Рис. 5.2. Экспериментальные данные о толщине луча лазера в зависимости

от длины монохроматической волны l (https://tech.onliner.by/2006/03/29/blu_ray_about)

 

Действительно, если волновое возмущение, распространяющееся в направлении r, описывается комплексной функцией [18]

,

то распространение такого возмущения задается уравнением

(5.1)

которое определяет ширину монохроматического луча света, в зависимости от длины его волны l_m¸n.

Когда величиной длины волны можно пренебречь (l_m¸n → 0), тогда выражение (5.1) упрощается до уравнения эйконала [18, 22]

. (5.2)

При этом толщина лучей света также устремляется к нулю, т.е. лучи света превращаются в световые линии.

Один l_m¸n- вакуум – это только один 3-мерный «срез» искривленной области «вакуума» (рис. 5.1, 5.3, 5.4). Для более полного описания искривленного участка «вакуума» необходимо получить множество l_m¸n- вакуумов (3-мерных «срезов»), вложенных друг в друга подобно матрешке.

Чтобы не потерять информацию об искривленном участке «вакуума», шаг его дискретизации на l_m¸n- вакуумы должен удовлетворять теореме Котельникова (в англоязычной литературе – теореме Найквиста - Шеннона). По сути, данная теорема является условием квантования «вакуума» на вложенные друг в друга световые 3D-ландшафты.

Рис. 5.4. Иллюстрация искривленного участка светового 2D-ландшафта (2-мерного lm ¸ n -вакуума) при условии, что размеры искривленного участка «вакуума» значительно превышают длину волны lm ¸ n зондирующих лучей света

Рис. 5.3. Двухмерное представление о вложенных друг в друга 2D - ландшафтах [10]

 

Учитывая свойства распространения лучей света (эйконалов электромагнитных волн), заключаем, что искривленный световой 3 D -ландшафт (l_{m ¸ n} - вакуум) выявляется в толще «вакуума» только тогда, когда длина волны монохроматических зондирующих лучей света l_{m ¸ n} намного меньше размеров исследуемого участка «вакуума». В этом случае применимо приближение геометрической оптики l_{m ¸ n} → 0, а лучи света можно рассматривать как бесконечно тонкие геодезические линии светового 3 D -ландшафта (l_{m ¸ n} - вакуума) (рис. 5.1, 5.4, 5.5).

Поэтому, например, для высвечивания светового 3 D -ландшафта на уровне флуктуаций кварк-глюонного вакуумного конденсата с характерными искривлениями в масштабах 10^–13 ¸ 10^–15 см необходимо использовать лучи света с длиной волны l_{m ¸ n} > 10^–17см.

Рис.5.5. Если длина волны монохроматических зондирующих лучей света l_{m ¸ n} намного меньше размеров исследуемого участка «вакуума», то данные лучи можно рассматривать как бесконечно тонкие геодезические линии светового 3 D -ландшафта (l_{m ¸ n} -вакуума)