close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Трудности кварковой гипотезы 2

код для вставкиСкачать
В статье рассмотрена гипотеза кварков из которых должны состоять элементарные частицы, а также, проблемы с которыми она сталкивается. Продолжение.
 1
Трудности кварковой гипотезы 17cтр. Обновлено 22-го января 2012 Теорией эта гипотеза так и не стала, так как до сих пор не имеет четкого работоспособного математического аппарата. Трудности начинаются уже с названия. Название «кварки» взято из романа «Поминки по Финнегану» (1939) ирландского писателя Джеймса Джойса (1882–1944). В трактовке этого романа «кварки» означают – «бредовые», «немыслимые», «дикие» и т.д. «Кварки, окруженные глюонами» – это буквально «бредовые в клею». Это была шутка Мари Гелл-Манна (р.1929) американского физика-теоретика введшего этот термин в науку. Эта гипотеза не в состоянии объяснить строение электрона, мюона, тау-
лептона всех мезонов (их массу), а также, дает погрешность более 2–3% и выше (до 10%) по массе, у более чем половины барионов. Причем погрешность, как с занижением, так и с завышением вычисленной массы. То есть, энергия связи кварков внутри элементарной частицы может быть как отрицательной, так и положительной. Итак. Кварки – это гипотетические субчастицы, которые должны слагать многие «элементарные» частицы. Гелл-Манн был умным человеком и никогда об этом не говорил! На вопрос заданный ему, существуют ли кварки? Он ответил: Кто знает? Гелл Манн имел в виду только математическую модель. Кварки должны иметь дробный электрический заряд ±⅓ и ±⅔. То есть, он просто на ⅔ или ⅓ меньше элементарного заряда электрона или протона (заряды равны). На конец 80-х годов кварков было 6 (12) двенадцать вместе с антикварками. Кварки: Верхний u с массой ≈310 МэВ (мегаэлектронвольт) заряд +2/3 (5МэВ) up Нижний d с массой ≈310 МэВ заряд -1/3 (7МэВ) down Странный s ≈505 МэВ -1/3 (150 МэВ) strange Очарованный c ≈1500 МэВ +2/3 (1300МэВ) charm Красивый b ≈5000 МэВ -1/3 (5000 МэВ) bottom Истинный t ≈22 500 МэВ +2/3 (?МэВ) top В скобках указана энергия-масса свободных кварков вне частиц. Это предполагаемая их масса и в расчетах не учитывается. 2
Мезоны должны состоять из двух кварков, а барионы (протон, нейтрон и др.) из трех. Итак, масса: Протона p
+
938 МэВ состоит из uud кварков и или из ūūđ антикварков (обозначают черточками сверху или волнистыми линиями). Нейтрона n
o 940 МэВ состоит из udd кварков и или из ūđđ антикварков. Массы кварков суммируются удовлетворительно (310+310+310=930) Мезоны: πº мезон (пи-нуль мезон) 135 МэВ должен состоять из uū или dđ кварков (310+310 МэВ) π
+
мезон (пи-плюс мезон) 140 МэВ uđ (310+310) «пи» – мезоны π
–
мезон (пи-минус мезон) 140 МэВ ūd (310+310) Kº мезон (K-нуль мезон) 498 МэВ dš и или đs (310+505) «каппа» – мезоны K
+
мезон (K-плюс мезон) 494 МэВ uš (310+505) K
–
мезон (K-минус мезон) 494 МэВ ūs (310+505) η мезон 549 МэВ uu или dd или ss (310+310) или (505+505) «эта» – мезон D
+
мезон 1868 МэВ cđ (1500+310) «ди» – мезоны D
–
мезон 1868 МэВ čd (1500+310) Dº мезон 1863 МэВ (меньше) ču и или cū (1500+310) Барионы: λ 1116 МэВ uds и или ūđš (310+310+505) «ламбда» – барион Σ
+
1189 МэВ uus и или ūūš (310+310+505) «сигма» – барионы Σº 1192 МэВ (больше) uds и или ūđš (310+310+505) Σ
–
1197 МэВ (еще больше) dds и или đđš (310+310+505) Ξº 1315 МэВ uss и или ūšš (310+505+505) «кси» – барионы 3
Ξ
– 1321 МэВ (больше) dss и или đšš (310+505+505) Ω
–
1672 МэВ sss и или ššš (505+505+505) «омега» – барион Суммируйте и проверяйте сами. Лептоны: Электрон e
– 0,511 МэВ кварков нет (слишком легкий!) Электронное нейтрино υ
e 0 (?МэВ) кварков нет Мюон µ
–
106 МэВ кварков нет Мюонное нейтрино υ
µ
0 (?МэВ) кварков нет Тау-лептон τ
– 1782 МэВ кварков нет Тау-нейтрино υ
τ
250 МэВ кварков нет Массы указаны в энергетической шкале. Электронвольт – внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ, eV. 1эВ=1,602·10
-19 Дж = 1,602·10
-12
эрг. Кратные единицы: 1кэВ=10
3 эВ, 1МэВ=10
6 эВ, 1ГэВ=10
9 эВ. Такую энергию частицы приобретают, ускоренные электрическим полем такой величины между электродами. Эти частицы (или волны) кварковая гипотеза вообще не объясняет. Странно, если масса есть у электрона, мюона, тау-лептона, то почему эта масса не нуждается в кварках? Может проще сначала объяснить массу? Что это такое? Каждый раз, когда энергия ускорителей возрастает, то обнаруживаются новые частицы, которые не вписываются в кварковую модель и приходится «изобретать» новые кварки. Вспомните название, которое дал Гелл-Манн! Частиц получаемых на ускорителях так много, что если какая-нибудь из них и укладывается в комбинации множества кварков, то это представляют как очередной успех! И неважно, что многие остальные частицы не вписываются в эту систему! Теперь один момент, связанный с «переносчиками» взаимодействий. Масса частиц «переносчиков» взаимодействия (должны связывать протоны и нейтроны в ядре) вычисляется по формуле: cl
m
0
h
=
; где ħ – постоянная Дирака 1,054·10
-34
Дж·с, с – скорость света 2,9979·10
8
м/с , l
0
– выбранный радиус взаимодействия. Если мы имеем дело с элементарными частицами в квантовой физике, то в формулах используется постоянная Дирака ћ, а если имеем дело с излучением, то используется постоянная Планка h – 6,62·10
-34
Дж·с, и она больше постоянной Дирака в 2π раз, то есть: h=2πћ. Если радиус окружности равен 1, то ее площадь и 4
длина окружности равны 2π. Так вот, ядерные силы могут передаваться как частицами, так и полями. Излучение, это переменное во времени поле, не более того. Если мы считаем, что масса ядерной связи образована частицами, то, применяя формулу: cl
m
0
h
=
с выбранным радиусом взаимодействия равному диаметру одного протона (≈1,54·10
-15
м радиус действия ядерных сил очень мал), мы получим массу переносчика силы равным ≈95% массы π
0
-мезона. Или примерно в 7 раз меньше массы протона. Если мы считаем, что масса ядерной связи образована полем ядерных сил связанных с пространством, то, применяя формулу: cl
h
m
0
=
(это формула комптоновской длины волны) с выбранным радиусом взаимодействия (≈1,54·10
-15
м), мы получим 86% массы протона-нейтрона. То есть, протоны, и нейтроны сами с собой связаны! И сами «переносят» свое взаимодействие, без посредников! И математика не возражает! И не нужно объяснять, почему существуют более тяжелые мезоны в 4–13–74 раз! более тяжелые, чем π-мезоны, и с таким же более коротким радиусом действия?! Непонятно, что они связывают? Они сами «высыпаются» из нестабильных барионов целыми пачками. Неужели протоны «объелись» мезонами, которые должны их скреплять между собой?! И откуда они взялись, после удара протонов друг об друга? Проще представить, что они синтезировались в момент удара вместе с новыми протонами. Нестабильные элементы распадаются и остаются только протоны, электроны и их электрические антиподы. Таким образом, возникает обоснованное сомнение: что ядерные силы «переносятся» легкими мезонами. Кстати, как происходит этот процесс, ясного объяснения «официальная» гипотеза, также не дает. То ли протоны и нейтроны обмениваются мезонами, то ли мезоны связывают их как деформирующиеся пружинки, то ли попеременно аннигилируя и возникая вновь, каким-то образом, удерживают нуклоны (частицы ядра) вместе. К тому же, мезоны очень тяжелые, 7 штук и масса протона удвоится. Сколько же должны весить ядра атомов? Если в них много мезонов? Неясно, почему глюоны (glue – клей) – гипотетические частицы, удерживающие кварки внутри протонов и нейтронов не могут выполнять ту же функцию и для удержания нуклонов между собой? Тумана здесь очень много! Теперь понятно, что без точного определения (формулировки) – что такое масса вещества (материи) нельзя построить ни одной приличной теории. А.Эйнштейн дал свое определение массы. По его представлениям: "«кривизна» пространства-времени и наделяет все объекты массой" – конец цитаты. И его срочно отправили на пенсию и постарались забыть про него! У глупых людей всегда цензура. Никто не должен знать, что они глупые люди! Бозоны Хиггса также не проясняют картины. Неясно, откуда они возникают? Почему элементарные частицы «поглощают» бозоны Хиггса с 5
разной степенью насыщения и имеют, таким образом, разную массу? Куда исчезают ненаблюдаемые «духи» этих бозонов? Какова масса бозонов Хиггса? По каким критериям она вычисляется? Тумана становится еще больше. Гипотеза кварков это зональная, а не общая гипотеза, то есть, она «объясняет» строение только части материи. Поля (электрические, магнитные, гравитационные) эта гипотеза не объясняет. Как впрочем, и сами «кварки» – что это такое? Какая у них связь с пространством и временем? В фундаментальной физике есть три важных вопроса, на которые необходимо дать четкий ответ: 1. Что такое квант действия? То есть, почему энергия делиться (распадается) на уже неделимые порции – кванты, энергия которых зависит от частоты излучения (производная времени). 2. Куда исчезает магнитное поле при столкновении двух гамма-
квантов высокой энергии и рождением после этого как минимум пары элементарных частиц (частица и ее электрический антипод или ее «электрическое отражение» в пространстве). Электрическое поле вокруг частиц есть (нейтральные частицы без электрического поля не стабильны), а магнитного поля нет! Гамма-кванты – это фрагменты электромагнитного поля. Ищите, где магнитное поле! 3. Квантуется пространство-время на порции или оно непрерывно и безструктурно. Безструктурное пространство не должно ограничивать скорости полета фотонов (частицы они или волны, это без разницы!). Вообще-то сплющивать и увеличивать массу разогнанных частиц оно тоже не должно. Разогнанные протоны при приближении к скорости света похожи на летящие монетки плоской стороной вперед. При увеличении скорости (энергии) столкновения (на встречных пучках протонов) количество мелких фрагментов (брызги-осколки) должно возрастать, если это составные части столкнувшихся протонов (в лоб). На практике же наблюдается увеличение тяжелых частиц («осколков»), которые даже тяжелее протона! После распада они превращаются во множество протонов, антипротонов, электронов и антиэлектронов (позитронов). Таким образом, вероятность того, что это осколки столкнувшихся протонов очень мала. Эти частицы образовались в момент удара протонов и в их состав не входили. И таким образом, наращивание энергии ускорителей не проясняет картину, а еще более запутывает ее. Кстати. Время для вычисления всех квантовых чисел (заряд, масса, спин и т.д.) полученных при столкновении частиц сейчас составляет несколько часов. Так что ждать месяцами результатов не нужно. Кварки искали в 70-х годах в Космосе, где энергия протонов в составе космических лучей превышает достигнутую недавно. Найти тогда не удалось. Неясно, чего ожидали от столкновения протонов в наше время? 6
Интерес могут представлять только столкновения тяжелых ядер РЬ, Аu и др. т.к. этих элементов в составе космических лучей нет или слишком мало. Если внимательно присмотреться к сетке масс барионов, да и мезонов тоже, то хорошо видно, что разница масс между скоплениями барионов и массой протона составляет в 1,3 – 2,7 – 5,4 и более масс πº-мезонов. Продукты распада барионов, да и тяжелых мезонов содержат мезоны π или К. Если дать определение понятию – масса, то становится, очевидно, что барионы – это просто соединения протонов (нейтронов) с различным числом мезонов разного типа (и заряда), плюс масса связи протонов, нейтронов с мезонами (дробная разница массы). Соединения πº и π
–
, π
+
мезонов между собой, образуют мезоны других типов. Сверхтяжелые барионы образованы соединениями множества протонов, нейтронов и мезонов в единый конгломерат. Кварковые величины – это разница между дробной величиной массы протона и массой добавочных мезонов, что и ввело в заблуждение. Вероятно увидев дробный «спин» элементарных частиц, Гелл-Манн предположил существование дробного электрического заряда. Ведь «спин» частицы (квантовый магнитно–"механический" момент) может быть дробным: ½ или 3/2 и т.д. Кстати, из-за массы добавочных мезонов, система кварков и не работает на самих мезонах. Особенно π и К мезонах, ибо они и добавляют массу к протонам и нейтронам (плюс масса связи), образуя нестабильные и короткоживущие барионы. Могли ли физики стать «жертвами» самовнушения? Да могли! Слова, описывающие свойства кварков «аромат», «цвет», «красота», «очарование» очаровывают и приводят к воздействию на эмоциональную область мозга, а не на логическую. Физики начинают просто «очаровываться» этой «ароматной» гипотезой и не слышат возражений оппонентов. Просто не хотят слушать. Чего стоит только такое изобретение как «перенормировка». Все что в расчетах превышает норму, просто выбрасывают! Все уравнения, которые дают абсурдные результаты, физиками просто не учитываются! Ричард Фейнман (1918–1988) назвал это: «заметанием мусора под ковер» – конец цитаты. Практика подгоняется под гипотезу. Это уже иррациональное поведение и оно объясняется эффектом самовнушения. Следует избегать употребления комбинации подобных слов в строгих физических теориях, т.к., это чревато заменой процесса мышления на процесс созерцания. Последний довод к существованию кварков внутри протонов, это динамика рассеивания ими высокоэнергетичных электронов с выводом о существовании точечных образований внутри протонов. Разумеется, протон и не обязан быть круглым идеальным шариком, как и электрон. Как минимум, два полюса эти частицы могут иметь, если они образованы из линейных объектов. Теория «струн» пытается объяснить, почему кварки невозможно выбить из протонов. По этой теории, вылетающие кварки достраиваются возникающим антикварком, и генерируется мезон. Красивая идея! Если она не противоречит Закону Сохранения энергии. Красиво! 7
Кварки связаны между собою тонкой струной (глюонного поля) и вращаются с огромной скоростью, образуя частицу. Еще лучше теория «суперструн». В этой теории уже пространство может сворачиваться «лишними» шестью измерениями, а частицы похожи на вибрирующие струны, то есть, они одномерные объекты. Для протона предполагается длина струны 10
-35
м. Попробуйте теперь объединить теорию струн для кварков и теорию суперструн для частиц и применить ее не только для элементарных частиц, но и для всего пространства. Получите взгляд Альберта Эйнштейна (1879–1955) на то, что такое масса в пространстве. Только он давно это понял. P.S. Небольшое добавление к теме. В космологии существовало два варианта расширения Вселенной. Первый: Вселенная должна расширяться бесконечно, т.к. массы вещества в ней недостаточно для замедления расширения пространства-времени и разлета материи. Второй: Вселенная должна расширяться с замедлением, которое затем сменится сжатием вплоть до сингулярной точки. И затем снова большой взрыв с рождением новой Вселенной. Для осуществления второго варианта, средней плотности материи до недавних пор было недостаточно. Потом была открыта так называемая «темная материя» (она просто не излучает электромагнитных волн). И как-
будто, второй вариант может быть выполнен. Однако недавнее открытие возможного эффекта расширения Вселенной с небольшим ускорением ставит под сомнение необходимость существования «темной материи». Ведь ее гравитационный вклад должен препятствовать ускоренному расширению Вселенной. И не важно, из-за чего это ускорение может возникать, из-за эффекта ускорения времени или других эффектов. Важно понять, что изучением только одной материи ограничиваться нельзя. Также нельзя быть слишком самонадеянными и полагать, что мы знаем все об этом Мире. Андрей Владимирович Полевиков 9 октября 2011 Продолжение 0844794-51 8
Проблемы, возникающие при рассмотрении некоторых физических моделей, и их возможное решение Кварковая гипотеза π
0
(пи-нуль) – мезон должен состоять из одного кварка и одного антикварка, которые, при аннигиляции уничтожают эту частицу, сопровождающуюся генерацией гамма-квантов. Есть проблема: почему при распаде π
0
мезона, иногда появляется электрон-позитронная пара, которая может возникнуть из двух гамма-
квантов при их столкновении? Однако по закону сохранения импульса: образовавшиеся в момент аннигиляции кванты должны иметь противоположно направленный импульс. Таким образом, электрон и позитрон должны возникнуть при распаде π
0
мезона, а не при его аннигиляции! Какую роль в образовании ядерных сил должен играть π
0
мезон? Эта частица электрически нейтральна! Также, π
0
мезонов должно существовать несколько «сортов», состоящих из разных кварков и антикварков с разными массами, а следовательно, разными энергиями аннигиляции. А этого не наблюдается! Для π
– и
π
+ мезонов все ясно. Они могут теоретически нейтрализовать электрическое отталкивание протонов внутри атомного ядра и таким образом, способствовать их удержанию вместе. Однако возникает проблема с объяснением механизма их распада с помощью аннигиляции кварка и антикварка. Они тоже должны состоять из двух кварков. При аннигиляции электрический заряд частиц обнуляется и взамен выделяется энергия. При распаде же π
+
и π
–
мезонов образуется нейтрино и электрон или позитрон. Указаны конечные продукты распада. Электрический заряд после распада полностью сохраняется! Электрон или позитрон имеют точно такой же заряд, как и исходная распавшаяся частица. Время существования π – мезонов, менее одной миллионной доли секунды. Получается, что в данном случае, происходит аннигиляция без потери электрического заряда. Это возможно, если π
–
и π
+
мезоны состоят из четырех кварков, один из которых антикварк, то есть, 3 кварка и 1 антикварк. Вначале аннигилируют кварк (заряд + ⅓ или + ⅔) и антикварк (заряд – ⅓ или – ⅔), и после выделения энергии, оставшиеся кварки (
+⅓ и +⅔ или – ⅓ и – ⅔) образуя частицу с зарядом +1 или –1, вылетают из зоны аннигиляции. При таком сценарии, электрон или позитрон должны состоять из двух кварков или антикварков. А сами мезоны π
+
и π
–
должны состоять из четырех кварков и 9
иметь вдвое больший вес, чем с двумя кварками. А если масса связи кварков нелинейно зависит от числа связанных кварков (энергия связи 2-х кварков около 70 МэВ, 3-х кварков около 300 МэВ), то в этом случае, масса π мезонов должна быть в несколько раз больше! Или механизм аннигиляции в этом случае не объясняет распада этих частиц. Ситуация с другими заряженными мезонами – аналогичная! К и η – мезоны состоят из двух кварков (один из них очень странный – распадающийся). И в результате эти частицы распадаются на 2 π или 3 π мезона, которые тоже состоят из двух кварков, но уже других сортов. Итого. Из 2-х кварков рождается новые 4 или 6 кварков! Выходит, что кварки, это не элементарные субчастицы, а сложные системы, которые могут распадаться! Кстати, масса связи кварков между собой в десятки раз превышает массу самих кварков, так что, материя на самом деле, должна состоять из глюонов связывающих кварки, а потом, собственно из кварков. И должна, таким образом, называться в реальности: глюон-кварковой моделью! В 60-х годах доминировала версия: что кварки в реальности сверхтяжелые (top – кварк = 22 500 МэВ, top – высший, истинный, правдивый). И при образовании протонов энергия выделяется (до 97%). Однако позже появилась другая версия: что кварки в реальности очень легкие (5–7 МэВ), а не достающая масса является массой связи кварков. В любом случае: кварки считаются посредниками между электромагнитными волнами (гамма-квантами) и частицами материи. Энергия связи в ядре атома урана 238 равна 1802 МэВ. Масса одного протона равна 938 МэВ, нейтрона – 940 МэВ. То есть, масса суммы всех протонов и нейтронов ядра урана, если ядро разобрать и взвесить эти частицы по отдельности, меньше массы ядра урана на 1802 МэВ или 1,92 массы протона. Энергия связи всех частиц ядра «весит» чуть менее массы 2-х протонов или 12,87 массы мезонов. Масса π
+
или π
–
мезона – 140 МэВ. Интересно знать? Как 12–13 мезонов могут удерживать 92 протона и 146 нейтронов вместе?! Не проще ли предположить, что это делают 146 электронов, которые входят в состав 146 нейтронов? И которые, скрепляют протоны между собой как канцелярские скрепки! Туннельный эффект нейтрализует взаимодействие электрических полей протонов и электронов. Внешнее электрическое поле атомного ядра – результат суммы всех полей частиц входящих в его состав (+92= -146+238). Если протоны и нейтроны состоят из множества мезонов (окружены облаком пионов), то, сколько же кварков внутри них? Три? Или более? В каждом мезоне по два кварка. Официальная гипотеза – молчит. Кстати. В Химии роль скрепки играет метиленовая группа СН
2
. Которая образуется при реакции формальдегида с реакционноспособными группами. Так что, механизм «скрепки» в Природе довольно распространен. Весьма странно, когда сравниваются электрические и ядерные силы между собой! Ядерные силы способны к насыщению (экранированию) и являются короткодействующими (действуют только на малых расстояниях). 10
Электрические силы могут действовать на большом расстоянии и экранируются в достаточной степени только металлами. Таким образом, сравнение этих сил между собой, может оказаться весьма субъективным и не соответствовать реальности. Невозможность объяснить прирост массы атомного ядра из-за связи нуклонов (частиц ядра) и привела японского физика Юкаву в версии: что масса связи частиц ядра образуется, из-за нахождения в ядре атома маленьких частиц (мезонов), которые связывают нуклоны между собой, и увеличивают таким образом, вес ядра. И так была создана модель частиц, переносчиков сил; ядерных – мезоны, слабых взаимодействий (распад частиц) – промежуточные векторные бозоны, связи кварков – глюоны. А также, частицу с очень большой массой, которая существует в вакууме и поглощается всеми элементарными частицами, и после этого, эти элементарные частицы приобретают свойства: тормозиться в вакууме, и иметь, таким образом, инерцию-массу. Разные частицы поглощают эту суперчастицу в разной степени и имеют, из-за этого, разную массу. Или множество этих суперчастиц (бозонов Хиггса) мешают элементарным частицам двигаться, окружая их облаком, и таким образом, создают инерционные свойства для частиц материи. Это также посредники между физическим вакуумом и частицами материи. А почему, сами частицы не могут взаимодействовать с вакуумом, без посредников? Не потяжелеет ли пространство, заполненное большим количеством таких посредников, масса которых (1шт), в сотню раз превосходит массу протона? Невозможность дать точное понятие: – массе и инерции, привела физику элементарных частиц к тому, что мы имеем сейчас сотни сил и физических полей, создаваемых множеством частиц нестабильных в свободном состоянии и «выбиваемых» из элементарных частиц или ядер атомов, сталкиваемых в ускорителях. Количество «переносчиков» таких сил и полей уже превосходит периодическую таблицу Менделеева и продолжает возрастать. Может быть, молекула ДНК будет скоро объявлена элементарной частицей, которая устроена проще, чем ядро водорода – протон? Появилась даже гипотеза: что внутри элементарных частиц находится целая Вселенная, осколки которой и фиксируются детекторами физиков! Гипотеза голографической Вселенной, суть которой: что каждая отдельная частица заключает внутри себя целую Вселенную. Может быть, это будет проще, поискать другое объяснение для массы связи внутри ядер атомов? Итак. Что же происходит внутри ускорителя, когда в нем сталкиваются два протона, летящие навстречу друг другу со скоростью чуть менее скорости света и образующие после удара два снопа ярких и быстро затухающих искр и затухание которых, прерывается новыми вспышками? Это осколки протонов и множества переносчиков различных сил – элементарных частиц спрятанных внутри протона или просто синтез новых, в большинстве своем, новых и неустойчивых «элементарных» частиц? Энергия удара уже в 11
тысячи раз превышает энергию аннигиляции протонов. Частицы имеют электрическое поле, которое быстро нарастает при приближении частиц (это 50% гамма-квантов). Нейтральные частицы мы пока ускорять не умеем. Гамма-кванты при такой энергии и сами могут синтезировать частицы и без участия протонов. Таким образом, электрическое поле протонов уже может синтезировать, по крайней мере, часть частиц (искр), так как, нарастающее электрическое поле может порождать и нарастающее магнитное поле. Другой момент. Гамма-квант не обладает способностью к делению. Гамма-кванты различной энергии, порождают: электроны, протоны и их зеркальных двойников с противоположным электрическим зарядом. Вопрос: почему из двух неделимых гамма-квантов образуются две уже делимые элементарные частицы? Неужели электрическое поле делится на три кварк электрических поля? Или на три кварк магнитных поля? Сила которых ⅓ от силы обычного электрического или магнитного поля? Тогда, должен существовать и кварк гамма-квант! Видите! Как все просто! Из неделимого, образуется неделимое! Из кванта электромагнитного поля, образуются кванты материи: легкие кванты – электроны и тяжелые кванты – протоны. Если физикам (случайно!) оказалось возможным довольно легко разделить ядра атомов (ассоциации элементарных частиц). То, это вовсе не означает, что им удастся, так же легко, разделить гамма-кванты или их производные: электроны или протоны. Так что же может происходить с протонами при их соударении, если они неделимы? Протоны в этом случае, просто уничтожаются, если энергия их соударения, превышает энергию их синтеза в десятки или тысячи раз. В момент удара, сплющенные в десятки или тысячи раз, протоны аннигилируют и генерируют очень короткие гамма-кванты, которые, сталкиваясь между собой, порождают целый ливень нестабильных неустойчивых частиц, которые, распадаясь, генерируют опять гамма-
кванты и нейтрино, превращаясь в стабильные частицы: электроны и протоны с различным электрическим зарядом. Практически физики производят жесткие гамма-кванты и наблюдают их превращение. Теоретически (это не строгое утверждение): гамма-кванты могут иметь такую энергию, что летя в пространстве, они могут порождать частицы и без взаимного соударения квантов (избыточная энергия более 112 ГэВ), только из-за сопротивления вакуума таким высокоэнергетичным квантам. Так что же такое – масса частицы? Если элементарную частицу разгонять до скорости света, ее продольный размер сокращается в n раз. В n раз замедляется время и в n раз возрастает масса этой частицы. Начнем тормозить частицу. Ее продольный размер увеличивается. Время ускоряется, а масса уменьшается. Таким образом, существует взаимосвязь между массой, длиной частицы и временем. Энергия движущейся частицы трансформируется в ее массу и сжимает ее 12
линейный размер. Время тоже замедляется. Отсюда видим, что рост энергии частицы, вызывает деформацию частицы, ее потяжеление и замедление времени, действующее на частицу. Итак. Энергия увеличивает массу частицы – это понятно! Но при чем тут деформация частицы и замедление времени? Кстати. При этой деформации, совсем не действуют силы! Капля воды, летящая в воздушном потоке, сплющивается воздухом и таким образом, тормозиться! Но если элементарные частицы, летящие с околосветовыми скоростями прекратить ускорять, то они затормаживаться не будут! И их деформация также не исчезнет! И время не ускориться! Это значит, что на большой скорости, изменились свойства пространства и времени и в таком виде зафиксировались! Нарушилась симметрия пространства! Это и вызвало замедление времени (в ассиметричном пространстве оно течет медленнее, чем в симметричном). Направление вдоль движения укоротилось, а два остальных (перпендикулярных первому) остались прежними. Представляете! И масса в таком ассиметричном пространстве, увеличилась! И что удивительно, объем частицы уменьшился! Значит симметрия формы элементарной частицы и ее масса – величины связанные! То есть, форма сферы для электрона и протона фиксирует массу этих частиц. Кванты материи – электрон и протон имеют массу, потому что их форма шарообразная и имеет разные размеры. А теперь, сравним их с электромагнитными квантами. Если сгенерировать чрезвычайно короткий электромагнитный импульс в пространстве, то мы получим гигантскую сферу расширяющуюся со скоростью света. Объем сферы расширяется, но он пуст. Импульс короткий. То есть, мы имеем, только расширяющуюся поверхность шара. Поверхность шара – двухмерна. Массы покоя гамма-кванты не имеют. Она появится, если одна поверхность такой расширяющейся сферы столкнется с другой такой поверхностью, аналогично расширяющегося шара (прямо как Вселенная!). После столкновения, появятся маленькие трехмерные шарики – элементарные частицы. И масса которых, может изменяться, в зависимости от скорости их движения. Таким образом, доказано – масса частицы связана с трехмерным пространством и зависит от формы частицы! Подбираемся еще ближе! Электрическое поле вокруг частиц есть, а магнитного поля нет! Значит, магнитное поле образовало замкнутые силовые линии вокруг трехмерной сферы и образовало объем частицы, при деформации которого, частица изменяет массу. Однако частицы имеют электрические заряды разного знака. Это значит, что и часть электрического поля, тоже «спряталась» где-
то внутри частицы, а снаружи находится только часть этого поля. Итак. 13
Масса – это замкнутые (искривленные) магнитные и электрические поля, находящиеся внутри элементарной частицы. А этим полям деваться просто уже некуда! Выход только один – замкнуться в кольцо или сферу! Сжатие сферы частицы приводит к уплотнению этих полей и увеличению массы частицы. Это просто? При движении этой частицы в пространстве, электрические и магнитные поля, замкнутые внутри частицы взаимодействуют с вакуумом, пропуская его через себя. Чем больше интенсивность замкнутых полей внутри частицы, тем больше ее масса. Это понятно? Потому что, усиливается ее взаимодействие с вакуумом. Как происходит это взаимодействие? Неискривленный вакуум имеет линейные свойства, а замкнутые электрические и магнитные поля внутри частиц имеют нелинейные свойства. Вакуум пытается распрямить электрические и магнитные поля, а замкнутые электрические и магнитные поля внутри частицы пытаются искривить линейные свойства вакуума. Это доходчиво? И кто кого! Если вакуум с его линейными свойствами окажется сильнее, то частица распадется. Если сильнее окажется частица с ее нелинейными полями, то искривиться вакуум, и он будет вынужден подчиниться частице, искривляясь внутри частицы, обеспечивая инерцию частице, что, и объясняет ее массу. Чем больше замкнутых полей в частице, тем больше масса такой частицы и ее инерция, так как, вакууму придется очень сильно искривиться. При приближении к скорости света, количество линейных свойств вакуума за единицу времени нарастает, нарастает его «давление» на частицу и она деформируется (сплющивается). Так как, сила «сопротивления» вакуума впереди частицы полностью компенсируется силой «ускорения» сзади частицы (искривленный вакуум распрямляется, ранее он сжался), то это и обеспечивает постоянную скорость движения в пространстве для частицы при любой ее скорости (инерция). Вакуум очень слабо искривляется и вне частицы, приобретая незначительные нелинейные свойства. Огромные число элементарных частиц способно заметно искривить пространство на больших расстояниях (гравитационное поле), так как, сумма всей воздействий складывается, и геометрические свойства пространства изменяются в арифметической прогрессии. Оно незначительно теряет симметрию и, пытаясь восстановить ее, создает силу реакции, которую мы называем силой тяготения. По сути, гравитационное поле – это остаточное действие огромного количества замкнутых магнитных и электрических полей у нас под ногами. А также, заключенных внутри нас, тех же замкнутых полей. При увеличении скорости – частица деформируется, сжимаясь, что запасает энергию, при замедлении – частица деформируется, распрямляясь, что отдает энергию в виде силы инерции, которая передается главным образом с помощью электрического поля. При 14
обычной деформации тела, сжимаются или растягиваются только электрические и частично магнитные поля между частицами, которые являются линейными, и масса тел, таким образом, не изменяется. По меньшей мере, на существенную величину. Изменяется главным образом скорость частиц (температура), которая уже и увеличивает массу частиц за счет возрастания скорости их колебаний внутри тел. Деформация – это изменение формы. Зафиксированное изменение формы, называется – пластической деформацией. Если форма восстанавливает свое первоначальное состояние, то – это называется упругой деформацией. Почему ассортимент частиц материи получаемых при столкновении протонов на ускорителях элементарных частиц такой большой? Потому что количество замкнутых комбинаций электрических и магнитных полей очень велико, как и количество соединений замкнутых сфер между собой (и вращающихся колец, образующих сферы). Большинство из которых, не выдерживают конкуренции с вакуумом (его «давления»), и они размыкаются, превращаясь обратно, в переменные электрические и магнитные поля (гамма-кванты). Иногда, первым размыкается магнитное поле, а кольцо, состоящее из замкнутого электрического поля, размыкается последним, генерируя тем самым – нейтрино различных сортов (разновидности нейтрального излучения в пространстве). Почему сферы, состоящие из замкнутых электрических и магнитных полей могут соединяться в ядра атомов или хотя бы элементарные частицы? Такую, как например нейтрон? Потому что, линейные электрические и магнитные поля действуют на прямой линии, а на замкнутые те же поля их действие незначительно. В случае же, если, электрические и магнитные поля генерируются из одной точки на поверхности частицы (как луч прожектора), а сами частицы быстро вращаются (спин), то при определенном расположении сфер (колец) друг к другу, сила отталкивания одноименно заряженных частиц ослабнет (или вообще исчезнет!), и станет возможным взаимное удержание одной частицы возле другой, и их синхронное вращение. Для нейтрона состоящего из двух частиц (стабильных, с массой покоя), это удержание составляет 918 секунд. Для трех и более частиц, это время неопределенно, при условии, что замкнутые комбинации электрических и магнитных полей внутри каждой частицы достаточно устойчивы, то есть, не наблюдается значительного избытка замкнутого электрического или магнитного поля, что делает такие частицы непрочными, и они быстро разрушаются, просуществовав от 10
-6
до 10
-20
и менее, секунды. Каким образом, образуется масса связи частиц? Для удержания частиц между собой, можно использовать π мезоны, электроны. Однако, они должны как-то прикрепляться к частицам. Или как пружинки или как скрепки. Для скрепления ядра урана π мезонов надо много, не менее половины всех частиц ядра, то есть, >100, однако и масса 15
их чересчур велика! Таким образом, остаются электроны. Их масса 0,51 МэВ и их необходимо >100, то есть масса увеличивается на ≈51 МэВ (в случае с π мезонами 140 МэВ х 100 =14000 МэВ). Напомню, что масса связи нуклонов в ядре урана 1802 МэВ. Выводы делайте сами! Электронов в ядре U
238
146 и таким образом, их суммарная масса 74,46 МэВ. Явная нехватка массы. Всего 4,13% от необходимой. В случае с мезонами, избыток массы (в несколько раз). Как быть? Вспомним, что масса – это замкнутые электрические и магнитные поля. В электроне их меньше, а в протоне их больше. Все ли поля точно помещаются внутри частицы или некоторое их количество выходит за пределы замкнутого объема сферы? Если внутри протона огромная напряженность электрических и магнитных полей, которая в 1836 раз больше напряженности аналогичных полей в электроне, то небольшая их часть, может в некоторых местах выходить наружу, и таким образом, частицы могут соединяться между собой, посредством изогнутых коротких полей (разного знака), которые быстро убывают с расстоянием и частицы удерживаются друг за друга. Изгиб коротких полей и добавляет недостающие 1727,54 МэВ, что всего 7,25 МэВ на один нуклон. Это всего 5,17% от массы π мезона! Так что, можно обойтись только одними электронами! Тем более, что электроны при малой напряженности полей внутри себя, идеально исполняют роль «пружинки», эластично амортизируя колебания тяжелых и твердых протонов с одной стороны. А с другой стороны. Имея маленькие размеры, и удерживая, и ориентируя протоны на оптимальном расстоянии друг от друга, не позволяют им взаимодействовать своими электрическими полями (отталкивание). Играя роль «смазки» электроны не допускают отдаления протонов на критическое расстояние, при котором, изогнутые короткие поля ослабеют и отпустят протоны. У электронов менее напряженные магнитные и электрические поля внутри, однако, эта частица имеет и гораздо меньшие размеры, что позволяет ей соединяться с протоном на коротком расстоянии, при условии синхронизации вращения электрона и протона. Конструкция из двух частиц неустойчива, а вот три частицы как треугольник, держаться неопределенно долго. Два протона и один электрон, создают дейтрон. Некоторые любят слово – дейтон. Это ядро изотопа водорода – дейтерия. С помощью электрона, это ядро имеет три точки крепления, что и стабилизирует эту составную конструкцию. В заключение, приведу длины комптоновской волны частиц, которые были получены на ускорителях элементарных частиц: 1,53·10
-17
м (81 ГэВ), промежуточный векторный бозон 1,33·10
-17
м (93 ГэВ), промежуточный векторный бозон 0,99·10
-17 м (125 ГэВ), предположительно бозон Хиггса (Бозон (бозе – частица) – частица или квазичастица с целочисленным спином.) Комптоновская длина волны – это длина электромагнитного излучения, которое образуется при аннигиляции двух элементарных частиц. Энергия квантов такого излучения соответствует энергии каждой из 16
аннигилировавших частиц: mc
h
=
λ
, где h – Планка постоянная 6,62·10
-34
Дж·с, m – масса частицы кг, c – скорость света 3·10
8
м/с. По сути, это электромагнитный эквивалент массы элементарной частицы. Также, при такой длине излучения, электромагнитные волны при взаимодействии с элементарными частицами, ведут себя как частицы. После увеличения энергии ускорителя примерно в 7 раз, была обнаружена еще одна частица с массой 125 ГэВ. Ее комптоновская длина волны 0,99·10
-17 м, из таких коротких волн можно синтезировать эту частицу. Или квазичастицу, слишком мало ее время существования. Заметили? Что резкое увеличение энергии ускорителя не приводит к резкому росту массы новой частицы. Всего на 26%, но не в 7 раз! Это значит, что в пространстве существует предельная длина электромагнитной волны, которую уже нельзя уменьшать произвольно. Релятивистское сокращение длины в тысячи раз – это можно! А вот попытки синтезировать (или выбить) суперчастицу с массой 500–700 ГэВ, это уже нельзя! Вероятно, что пространство имеет какой-то ограничитель для своего уменьшения, точно так же, как это же пространство имеет ограничитель для скорости света. Для обычного пространства не находящегося под воздействием высоких энергий, это величина длины в пространстве обратнопропорциональная квадрату скорости света. Квадрат скорости света преобразует энергию в массу и наоборот: E=mc
2 ,
2
c
E
m =
. Энергия электромагнитного поля – это расширяющаяся сфера, то есть, энергия – двухмерна. Это минимально необходимое условие для существования энергии электромагнитного излучения. А масса – трехмерна. Следовательно, квадрат скорости света и преобразует двухмерное в трехмерное и наоборот, определяя, таким образом, некоторые свойства одного измерения a в пространстве: м
c
a
17
2
101.1
1
−
⋅≈=
.
Это очень маленькая величина. Когда мы умножаем c
2
на m, то одно измерение исчезает, а когда делим на c
2
или то же, что умножаем на 1
c
2
, то новое измерение a появляется. Произведение электрической ε
0
и магнитной µ
0
постоянных, тоже дают величину 1,11·10
-17
м (12,56·10
-7
х 8,85·10
-12
= 1,11·10
-17
м). Таким образом выходит, что свойства трехмерного мира начинают резко изменяться на этой границе: 1,11·10
-17
м. Посмотрите на значения длин волн для синтезированных частиц. Они очень близки к этому значению. При огромных энергиях, это значение может уменьшаться, но уже сейчас видно, что при энергии в 125 ГэВ, размер 1,11·10
-17
м уменьшился на 10,8%. Это свидетельствует в пользу огромной жесткости трехмерного пространства, которое весьма неохотно поддается сжатию. Если гамма-кванты имеют предельную энергию в трехмерном пространстве, то это означает, что пространство-время состоит из мелких 1,11·10
-17
м «частиц» – квантов пространства и времени, которые переносят 17
лишь конечное
количество энергии, и деформация разного типа которых, на разных направлениях (внутри этих частиц) и вызывает образование, как гамма-квантов, так и квантов материи, которые мы называем элементарными частицами. Направления электрические и магнитные под углом в 90
0
. Более наглядно и подробно этот вопрос рассмотрен в квантовой теории пространства-времени. Андрей Владимирович Полевиков 17-е декабря 2011 См. другие публикации автора 0844794-51 
Автор
polevikovv
Документ
Категория
Фундаментальная
Просмотров
864
Размер файла
214 Кб
Теги
tkg_ru_9
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа