Движение заряженных частиц озадачило физиков

Движение вытянутого заряда "наподобие ножа при размазывании масла на бутерброд". Иллюстрация Primož R. Ribič, Phys. Rev. Lett. (2012)

Швейцарский физик Примож Рибич (Primož Rebernik Ribič) обнаружил, что движущиеся с определенной скоростью вытянутые заряды, должны, вопреки общему мнению, не притягиваться, а отталкиваться от поверхности изолятора. Гипотеза ученого изложена в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Science.

Ученый описывает мысленный эксперимент, в котором заряженная частица находится в непосредственной близости от поверхности изолятора. В соответствии с классической электродинамикой, поле такой частицы должно вызвать образование на поверхности изолятора поляризованной области, притягивающей частицу (в случае проводника говорят о отображенном заряде ).

Во время движения такой частицы в изоляторе возникают волны распространения поляризации. Если скорость движения превышает скорость света в изоляторе, то волна поляризации становится ударной волной, направленной вглубь материала. Она придает поверхности механический импульс, который, в соответствии с законом сохранения, должен зеркально отображаться на движущейся частице.

Ученый показал, что при движении точечного заряда силы притяжения при любой скорости компенсируют силы отталкивания. Однако, когда заряд становится вытянутым и движется боком "подобно тому, как движется нож, намазывая масло на хлеб", отталкивание становится сильнее притяжения.

Не все опрошенные Science эксперты согласны с расчетами Рибича. Израильский физик Леви Шахнер (Levi Schächter) утверждает, что они не верны, в то время как некоторые другие специалисты считают аргументы Рибича убедительными.

Ранее другой физик показал, что в классическом опыте с одноименно заряженными металлическими сферами они не всегда отталкиваются, а могут и притягиваться друг к другу. Это происходит из-за образования отображенных зарядов тогда, когда расстояние между сферами достаточно мало.