Гиротропная среда. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Гиротропная среда - среда, локальные макроскопич. свойства к-рой неинвариантны относительно зеркальных отражений, т. е. изменяются при нек-рых зеркальных отражениях. В результате процессы, происходящие в Г. с., обнаруживают несимметрию правого и левого, а соответствующие характеристики Г. с. описываются псевдотензорными величинами (см. Псевдотензор). Среда наз. гироэлектрической (гиромагнитной), если псевдотензорной величиной является диэлектрич. (магн.) проницаемость. Типичными примерами Г. с. могут служить ферриты и плазма во внеш. магн. поле.

Гиротропия среды обычно связана с нарушением зеркальной симметрии (дисимметрией) образующих её элементов (напр., частиц) и их свойств. Это нарушение может быть вызвано внеш. воздействиями, напр. механич. сжатием (механич. гиротропия), наложением магн. и электрич. полей (магнитоактивные среды и электрогиротропия), вращат. движением среды (динамооптич. эффекты), облучением среды светом (нелинейная оптич. гиротропия, и в частности обратный Фарадея эффект ).Отсутствие зеркальной симметрии (иногда это свойство наз. хиральностью) может быть присуще также составляющим среду частицам (естеств. гиротропия). Кроме того, гиротропия среды может быть обусловлена след. причинами: 1) гиротропным характером взаимодействия между частицами (напр., нарушение пространств. чётности в слабых взаимодействиях); 2) винтообразным упорядочением частиц (холестерич. жидкие кристаллы ,геликоидальные ферромагнетики и др. среды с винтовыми осями симметрии); 3) преим. "правой" (или "левой") структурой мелкомасштабных неоднородностей в среде (напр., гиротропная турбулентность и гиротропия хаотич. магн. поля, см. Гидромагнитное динамо).

Обычно Г. с. анизотропна, хотя существуют важные исключения: гиротропной может быть изотропная сре. да, состоящая из хиральных частиц; напр., водный раствор сахара, в к-ром кол-во "правых" и "левых" молекул различно. Весьма загадочным представляется тот факт, что все наиболее важные ткани живых организмов гиротропны, а именно: образованы хиральными молекулами, находящимися преим. в одной из двух зеркальных форм. В неживой природе кол-во правых и левых молекул в среднем обычно одинаково (рацемическая смесь).

Гиротропия в существенной мере определяет поляризацию и показатели преломления эл--магн. волн в среде. Благодаря этому обстоятельству, изменяя характеристики Г. с., управляют свойствами эл--магн. излучения, а измеряя параметры эл--магн. волн, определяют характеристики Г. с., в частности, с гиро-тропией связаны Фарадея эффект и Коттона - Мутона эффект, а также существование свистящих атмосфериков в ионосфере и геликонов в плазме твёрдого тела, возникновение обыкновенных и необыкновенных волн в ферритах и ферродиэлектриках и т. д. Кроме того, при большой интенсивности излучения гиротропия способна оказывать существенное влияние на нелинейное взаимодействие волн и на характер их воздействия на среду (напр., при нелинейном воздействии радиоволн на ионосферу).

Литература по гиротропным средам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.