Võiks ju arvata, et Einsteini relatiivsusteooriast tõstatuvad nähtusi, kus kehad liiguvad valguse kiirusele lähedaste kiirustega, võib näha peamiselt väga suurtes pikkusskaalades, näiteks planeetide ja tähtede liikumisel. RIKEN’i teadusinstituudi teadlased Konstantin Bliokh ja Franco Nori demonstreerisid aga, et olukord võib olla ka hoopis teistsugune. Nad näitasid, et relativistliku liikumise ja pöörlemise kombinatsioon võib viia üpriski üldise nähtuseni, mida võib täheldada suurel hulgal objektidel, alustades mustadest aukudest ja lõpetades väikeste valgus- või elektronkiirtega.
Relativistlik hooratas (a ja b) muutub valguse kiirusel liikudes liikumissuunas lühemaks. Veereva katiku efekt (c). Pilt: Ref. 1 © 2012 American Physical Society
Kui objekt liigub valguse kiirusele lähedase kiirusega, ilmnevad relativistlikud nähtused. Näiteks paistab välisele vaatlejale väga kiiresti liikuv keha liikumissuunas kokku surutuna (joonis 1). See nn Lorentzi pikkuskontraktsioon tuleneb kiirusest, millega valgus liigub kiiresti liikuvalt objektilt vaatlejani. Bliokh ja Nori näitasid aga, et kui selline keha (näiteks hooratas) samal ajal ka pöörleb, on ka pöörlev liikumine mõjutatud. Hooratta kodarad paistavad moonutatuna nii, et need tunduvad ühes suunas tihedamad kui teises. See on aga üleüldine nähtus. Näiteks elektronkiirte puhul tunduks, et elektronid kogunevad peamiselt ühele küljele. Seda efekti nimetatakse relativistlikuks Halli efektiks, sest see on analoog tavalisele Halli efektile, milles magnetväljas liikuvad elektronid kogunevad materjali ühele küljele.
Hooratta kodarate efekt on väga sarnane fotograafias tuntud kaasaegsele probleemile, mida nimetatakse veereva katiku (ingl k rolling shutter) efektiks. Selle efekti puhul tekitab viis, kuidas CMOS-põhine pildisensor näiteks sinu mobiiltelefonis jäädvustab ühest otsast teise liikudes pidevalt fotosid, moonutusi, mis paistavad hooratta kodarate moonutusega sarnased. ,,Veereva katiku efekt jäljendab relativistlikku deformatsiooni, sest selle kirjeldamise matemaatikas kasutatakse väga sarnast objektilt tuleneva valguse hilinemist, mis on meile tuttav ka relativistlikus efektis,” selgitab Bliokh.
Sellised analoogiad foto- ja videokaameratega võivad viidata ka võimalusele, et relativistlikku Halli efekti saab tavamaailmas teistelgi viisidel vaadelda. Seei on rakendatav ka tõeliselt relativistlikes süsteemides. ,,Relativistlik Halli efekt võib mängida rolli astrofüüsikalistes süsteemides, mis hõlmavad mustasid auke või keeriselisi valguskiiri,” sõnas Nori.
Teadusartikkel: “Relativistic Hall Effect“
Leave a Reply