Это – физика учебника: электрический заряд около поверхности материала потянулся к поверхности. Однако, если нагрузка распространена в правильную форму и перемещается достаточно быстро, та привлекательность становится отвращением, один физик вычисляет. Странное открытие могло помочь физикам избежать неожиданных результатов когда руководящие лучи частиц, такие как электроны.
«Сначала я думал, что это было абсолютно неправильно, но когда Вы думаете о ситуации, это не», говорит Примоз Реберник Рибик, физик в швейцарском федеральном Технологическом институте в Лозанне, представляющий его вычисление онлайн сегодня в Physical Review Letters. Однако не все соглашаются, что его анализ правилен.Предположим, что «нагрузка пункта», такая как единственный электрон, колеблется выше поверхности проводника.
Электрическое поле от нагрузки тянет и выдвигает другие свободно движущиеся нагрузки в поверхности. Таким образом, те нагрузки перестраивают себя в пути, заставляющем нагрузку пункта и поверхность привлекать друг друга. Фактически, сила равняется тому, который был бы создан противоположной «нагрузкой изображения», скрывающейся настолько же далеко ниже поверхности как оригинальные парения нагрузки выше ее — пример из учебника.
В изоляторе вещи немного более сложны. Положительные и отрицательные заряды в материале могут только переместить свои положения немного для поляризации материала. Однако, нагрузка пункта вызывает образец поляризации, привлекающей ее на поверхность.
Однако, если нагрузка пункта заменяется подобной пруту линией нагрузок, перемещающейся боком — как арахисовое масло распространения ножа — тогда, сила от поверхности может стать отталкивающей, спорит Реберник Рибик.Чтобы видеть, как этот сценарий работает, рассмотрите случай, в котором просто нагрузка пункта преодолевает поверхность изолятора. В этом случае образец поляризации перемещается с ним, становясь так называемыми недолговечными волнами, все еще привлекающими нагрузку пункта.
Если нагрузка пункта перемещается достаточно быстро, другой фактор играет роль. В изоляционном материале, таком как стекло, свет путешествует медленнее, чем в пустом месте.
И если нагрузка перемещается через стекло быстрее, чем свет может, это создать ударную взрывную волну света, известного как радиация Черенкова, во многом как звуковой удар от сверхзвукового реактивного самолета. Теперь, если нагрузка пункта выше свистов изолятора вперед быстрее, чем свет может в материале, то наведенный образец поляризации переместит это быстро также и создаст радиацию Черенкова. Та радиация течет под углом вниз в материал и несет импульс с ним.
Но законом Ньютона, что каждое действие имеет равную и противоположную реакцию, нисходящий поток импульса должен быть уравновешен восходящим, спешат нагрузка пункта.Для движущейся нагрузки пункта напряжение недолговечных волн всегда затопляет толчок радиации Черенкова, Rebernik Ribic вычисляет. Когда линия нагрузки преодолевает поверхность, однако, недолговечные волны, созданные различными пунктами вдоль линии, вмешиваются друг с другом в путь, уравновешивающий привлекательность от них.
Отвращение от радиационных остатков Черенкова, оставляя полный толчок вверх на линии нагрузки. Та же вещь держится для проводника, Rebernik Ribic вычисляет.Не все убеждены. Леви Шачтер, физик в Технологическом институте Техниона-Израиля в Хайфе, говорит, что его собственные вычисления для линии нагрузки показывают, что чистая сила остается привлекательной. «Таким образом в итоге, я полагаю, что доктор Реберник Рибик неправ», говорит он.
Однако Георг Хоффштеттер, физик акселератора в Корнелльском университете, говорит, что считает аргумент Реберника Рибика вероятным.Если правильно, для чего странное отвращение могло бы быть хорошо?
Это не ясно. Если исследователи хотят отразить стремительные связки электронов от поверхности, они могут сделать это более легко путем зарядки поверхности, чем путем формирования связок, отмечает Хоффстэеттер.
С другой стороны, он говорит, зная, что этот нежелательный толчок локтем мог неожиданно возникнуть, мог бы помочь физикам избежать проблем при проектировании прибора для обработки лучей заряженных частиц. И странный результат мог найти неожиданное использование, Хоффстэеттер говорит: «Иногда результаты как они начинаются как неприятности, но люди полюбили их».