Вечное Пламя

– И что дальше? – возмущенно спросила Карла. – Свет, который подталкивал эту таинственную частицу, решает двигаться вслед за ней? Используя законы механики, можно выяснить, как отдельная частица будет двигаться после соударения …, и световая волна обеспечивает это движение, подстраивая свою собственную скорость, свою собственную частоту, чтобы не нарушить исходное соотношение? Мы предполагаем, что свет подталкивает эту частицу – или же сама частица как по волшебству тянет свет за собой?

Патриция поморщилась. Карла не заметила, насколько саркастичным стал ее голос.

– Извини, – сказала она. – Я не хотела относиться к этому свысока. Просто я сбита с толку. Я не знаю, как придать происходящему смысл.

Патриция подняла глаза и встретилась с ней взглядом; они обе знали, что именно так сильно затрудняет их разговор.

– Я пыталась воспользоваться этим результатом, чтобы придумать объяснение эксперимента с помутнением, – сказала она. – Предположим, что по какой-то причине световые волны всегда сопровождаются этими частицами – давайте назовем их светочастицами, просто чтобы у них было какое-то название.

Карла сумела сдержать насмешливое жужжание. Термин «светочастица» применялся учениками философа по имени Меконио, жившего в девятом веке; именно он впервые – и без каких-либо доказательств – предположил, что свет состоит из «светоносных корпускул». Джорджо поставил на этой концепции крест, благодаря своему двухщелевому эксперименту, а Ялда и Нерео впоследствии возвели на ее могиле целую гору волновой теории. Патриция, конечно, не была виновата в неудачах Меконио, однако термин нес в себе слишком тяжелое наследие.

– Давай назовем их «фотонами», – предложила Карла. – То же значение, только корень другой.

– Если источники света называются светородами, разве не должен тот же самый корень использоваться и в имени частицы, сопровождающей свет?

– Люди могут их спутать, – сказала Карла. – Поверь мне, так будет понятнее.

Патриция безразлично кивнула.

– Правило состоит в том, что фотон движется со скоростью светового импульса, – продолжила она. – Но для того, чтобы правило выполнялось, созданию света с определенной частотой должно соответствовать создание фотонов с определенной энергией. То есть если некий процесс генерирует свет определенной частоты, количество используемой при этом энергии должно подчиняться любопытному ограничению: можно создать один фотон, или два, или три,… но выбор всегда ограничен целыми числами. Нельзя создать половину фотона.

– Постой! – вмешалась Карла. – А как быть с энергией самой световой волны? Как она соотносится с энергией этих частиц?

Патриция пророкотала извиняющимся тоном.

– Я не уверена. Можем ли мы временно предположить, что эта энергия очень мала? Что большая часть энергии света в действительности принадлежит фотонам?

– Это твоя теория, – сказала Карла. – Продолжай.

Патриция обеспокоенно подвинулась вдоль веревки.

– Предположим, что все энергетические ямы, в которых находятся светороды зеркалита, имеют определенную глубину. Помимо прочего, светороды будут обладать небольшим количеством тепловой энергии, которая позволит им оторваться от дна ямы, но если она варьируется не слишком сильно, то светороду все равно потребуется накопить определенное количество энергии, чтобы выбраться из ямы в вакуум – оставив после себя помутневшую поверхность.

– В первом приближении звучит вполне разумно, – согласилась Карла. Согласно теории Нерео, светороды должны были сами выбраться из своих ям эоны тому назад – по мере того, как их тепловые колебания порождали свет и все большее количество кинетической энергии, – но поскольку еще никому не удалось решить проблему стабильности, едва ли было честным рассчитывать на то, что Патриция сможет с ней справиться.

– Когда свет фиксированной частоты сталкивается с зеркалитом, – сказала Патриция, – светороды совершают колебания во времени вместе с падающим светом и в результате начинают генерировать собственный свет. Но генерация света означает создание фотонов. Предположим, что светород создает один фотон; это увеличит его кинетическую энергию на определенную величину, но ее может оказаться недостаточно, чтобы выбраться из ямы. Может хватить двух или трех, но предположим, что достаточно четырех фотонов. Это означает, что как только светород порождает четыре фотона, он покидает энергетическую яму, и зеркалит мутнеет.

Теперь Карла понимала смысл ее слов.

– Но если свет, падающий на зеркалит, имеет более низкую частоту, то энергия соответствующих фотонов будет ниже, и при определенном пороговом значении количество необходимых фотонов внезапно возрастет до пяти. Это и есть та самая точка перехода, которую мы видим в рисунке помутнения: с одной стороны границы разрыв покрывается четырьмя фотонами, c другой – для того же требуется пять.