8.16 פוסטולאט מוחלטות הפוטון

דף הבית ／ פרק 8: תיאוריות פרדיגמה שתיאוריית סיבי האנרגיה תאתגר

מבוא: תחילה נציג את התמונה הרווחת בספרי הלימוד, לאחר מכן נצביע על קשיי פרשנות מתמשכים, ולבסוף ננסח מחדש את הנושא במסגרת תורת סיבי האנרגיה עם רמזים ניתנים לאימות ניסויי. בסיום נסכם היכן תורת סיבי האנרגיה מאתגרת את התפיסה על טבעו ה״מוחלט״ של הפוטון.

I. תמונת ספרי הלימוד

• הפוטון כישות יסודית וכ״התפשטות בריק ללא תווך״
  הפוטון נתפס כעירור הבסיסי ביותר של השדה האלקטרומגנטי. הוא אינו מורכב מחלקים קטנים יותר ואינו זקוק לאתר כנושא. בריק האור מתקדם בקבוע מהירות האור « c ». באזור קטן דיו כל הצופים מודדים את אותה « c » ורואים בה גבול עליון להעברת מידע.
• ״מסת מנוחה אפסית בדיוק, ורק אופני רוחב״
  המקורות המלמדיים מייחסים לפוטון מסת מנוחה אפסית, ולכן אינו יכול לעמוד ומתקדם תמיד במהירות « c ». במרחק מן המקור מופיעים רק שני מצבי קיטוב רוחביים; תנודות לאורך כיוון ההתקדמות אינן נצפות. רכיבי השדה הסמוכים לאנטנות או לאטומים — השדה הקרוב — נחשבים אנרגיה כבולה שאינה מקרינה, ולא פוטונים ״בתנועה״.

II. אתגרים ועלויות הסבר מתמשכות

• ״ריק ללא תווך״ לעומת ״ריק קוונטי מובנה״
  מצד אחד אין צורך בתווך; מצד אחר מדברים על תנודות ריק ועל תופעות נלוות. לקורא הכללי הדבר נשמע כאילו הריק גם ריק וגם אינו ריק בעת ובעונה אחת, והאינטואיציה נפגעת.
• ״אפס בדיוק״ נשאר כגבול עליון ניסויי בלבד
  מדידות יכולות להדק את הגבול העליון למסת פוטון אפשרית, אך קשה להראות שהערך אפס ממש. אינטואיטיבית יש הבדל בין אפס בדיוק לבין קטן עד כדי אי־זיהוי.
• ״רק אופני רוחב״ ובלבול עם השדה הקרוב
  רכיבים לא־מקרינים של השדה הקרוב מתפרשים לעיתים בטעות כהוכחה לאופן לאורך. יש להפריד פיזיקלית בין השדה הקרוב לשדה הרחוק, כדי שלא לבלבל אנרגיה כבולה עם פוטונים מתפשטים.
• איחוד השפעות הדרך והסביבה לסיפור אחד
  השהיות זמן, סיבובי קיטוב ושינויים עדינים בקרבת שדות חזקים מוסברים לרוב בגאומטריה ובהשפעות גומלין. בתוך אינטואיציית ״ריק ללא תווך״ לא קל להציג תמונה אחת, פשוטה ועקיבה.

III. ניסוח מחדש בתורת סיבי האנרגיה עם רמזים ניתנים לאימות

רקע אינטואיטיבי: הדמיה של היקום כ״ים אנרגיה״ כמעט אחיד, ובו סיבים דקים השומרים על צורתם. תורת סיבי האנרגיה אינה מחזירה אתר ואינה מציבה מסגרת ייחוס מועדפת; עקביות המדידות המקומיות נשמרת. ההבדל הוא שהשאלה ״כיצד הריק מאפשר התקדמות של הפרעות״ נחשבת ביטוי חיצוני לתכונות דמויות־חומר של הרקע.

1. מהו פוטון: רטט על פני הים, לא ״נושא בלתי נראה״
   הפוטון מתפרש כהפרעה המתפשטת בים האנרגיה — כגלון חד על יריעת תוף. אין לו תווך נסתר והוא אינו יוצר מסגרת מועדפת; באזור קטן כל הצופים עדיין קוראים את אותה « c ».
2. הפיכת ״מסה אפסית״ לאינטואיטיבית: אין מצב מנוחה יציב
   לרטט כזה אין מדרגה לעמוד עליה. ניסיון לעצור אותו מחזיר את ההפרעה אל הרקע ולא יוצר עצם נפרד. תופעתית הדבר שקול למס־מנוחה אפסית ומסביר תנועה קבועה במהירות « c ».
3. מדוע במרחק מופיעים רק אופני רוחב: נשיאת אנרגיה יציבה לרוחב
   בשדה הרחוק האנרגיה נישאת החוצה באופן מהימן דרך דחיפות רוחביות. דחיסה ומתיחה לאורך כיוון ההתקדמות דומות לזנב של השדה הקרוב; הן אינן נושאות אנרגיה למרחק ונחשבות אנרגיה כבולה, לא פוטונים בתנועה.
4. כתיבה מחדש של ״מהירות אור מוחלטת״: גבול מקומי משותף, והבדלים הנצברים לאורך הדרך
   בסקלה קטנה « c » היא גבול עליון משותף לכל. לאורך מסלולים ארוכים מאוד ובסביבות קיצוניות עשויות להצטבר סטיות בזמן ההתקדמות ובמצב הקיטוב. מקורן בשילוב הדרך והסביבה, לא בסתירה ל״מספר אוניברסלי יחיד״.
5. רמזים ניתנים לאימות עבור תצפית וניסוי:

• הפרדת שדה קרוב ושדה רחוק: ליד מקור נשלט למדוד יחד רכיבים כבולים שאינם מקרינים ואת השדה הרחוק; לאשר שרק השדה הרחוק נושא שני קיטובים רוחביים ונחלש עם המרחק לפי כללי התפשטות.
• עקביות ללא פיזור: לאורך מסלול ריק נקי סדר הגעת תחומי התדר צריך להסכים. אם מופיעה היסט זמן אחידה בעוד היחסים בין התחומים יציבים, הדבר מצביע על ״כתיבה מחדש משותפת״ של הדרך והסביבה ולא על פיזור תלוי־תדר.
• טביעת הדרך בקיטוב: בשדות חזקים או משתנים קיטוב עשוי להסתובב או להתפרק לפי גאומטריית המסלול ובאופן בר־שחזור. אם תחומים רבים מראים אותו כיוון ואותה משרעת שינוי, סביר יותר שמדובר בשינוי סביבתי אחיד.
• יציבות יחסים חסרי ממד בין אמות־מידה שונות: להשתמש בסוגים שונים של שעונים ומדדים לתיאום זמן ומרחק על אותו מסלול. אם היחסים חסרי הממד נשארים יציבים בעוד הערכים המוחלטים נסחפים יחד, הדבר מחזק את תמונת ה״גבול המקומי המשותף פלוס הצטברות לאורך הדרך״.

IV. היכן תורת סיבי האנרגיה מאתגרת את ״פוסטולאט מוחלטות הפוטון״ — לסיכום

• מן ״ריק ללא תווך״ אל ״אין אתר, אך לריק תכונות דמויות־חומר״
  אין חזרה לאתר ואין מסגרת מועדפת; במקום זאת מוכר ים האנרגיה של הריק המסביר כיצד הפרעות מתקדמות.
• מן ״מסה אפסית בדיוק״ אל ״אין מצב מנוחה״
  משפט לוגי שקשה להוכיח ניסויית מוחלף במנגנון אינטואיטיבי; ההתנהגות הנצפית נשארת שקולה למס־מנוחה אפסית.
• מן ״רק אופני רוחב״ אל ״בשדה הרחוק אופני רוחב, השדה הקרוב הוא אנרגיה כבולה״
  הפרדה ברורה בין שדה קרוב לשדה רחוק מונעת בלבול בין רכיבים כבולים לבין פוטונים אורך־מתפשטים.
• מן ״מהירות אור מוחלטת״ אל ״גבול מקומי משותף פלוס הצטברות לאורך הדרך״
  העקביות המקומית נשארת תואמת לתורת היחסות; ההבדלים בין תחומים נובעים מהדרך ומהסביבה.
• מסיסמאות אל גדלים מדידים
  ניצול יחסים חסרי ממד, הפרדת שדה קרוב ורחוק, טביעות דרך בקיטוב ובדיקות צולבות באמות־מידה שונות — כל אלה מביאים את הדיון לבמה ניתנת לאימות.