СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Физическая химия МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВАКУУМА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВАКУУМА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

© Дмитрий Сахань

Контакт с автором: karina@st.lg.ukrtel.net

www.aimatrix.nm.ru

Хочу представить вашему вниманию первый механический макет вакуума, основная цель которого не столько в претензиях на достоверность, сколько дать наглядным примером представления о том, как в общих чертах могут быть устроены самые мельчайшие звенья нашего физического мира, часть которых воочию нам никогда не доведется увидеть, ибо эти миниатюрные частицы настолько малы, что непосредственно наблюдать их просто нереально. Нам доступно "наблюдать" существование многих элементарных частиц сопоставлением косвенных фактов, но так иногда хочется видеть все своими глазами, чтобы в полной мере осознать "механику" действия. И в этом случае механическая модель, даже не во всех тонкостях отражающая основополагающую идею, окажется хорошим подспорьем.

Данная модель развилась не с пустого места. Предтечей ей были наброски из этой статьи, где в основном был создан макет элементарной частицы. Правда, он был слишком условным, без акцента на геометрическое место каждой секции в пределах макета. Кроме того, кое-что там было названо неверно, что исправлено в новой модели. Причем геометрические места в предлагаемой модели тоже достаточно условны, ведь это всего лишь механическая модель, так сказать, кустарная имитация тех уникальных объектов физического мира, имя которым - вакуум и элементарные частицы.

Несколько общих слов о модели

На следующем рисунке представлен как бы разрез модели элементарной частицы. Получается, мы смотрим на модель сверху, а разрез проведен в горизонтальной плоскости. В целом можно сказать, что это подобие высокого стакана с шарообразной нижней частью. Внутри стакан разделен перегородками на четыре секции, и у каждой секции (у самого дна стакана) имеется свой клапан для заливания или сливания жидкости внутрь секции. Жидкость – это и есть содержимое секции, причем в каждую секцию заливается только свой тип жидкости.

Безусловно, отделенная от вакуума модель элементарной частицы не имеет завершенного механического смысла, поскольку она сама является одной из составных частей модели вакуума. Модель вакуума – это плоскость с расставленными бок о бок моделями элементарных частиц (смотрите следующий рисунок). Нижний шаровидный конец каждой модели элементарной частицы соединен с плоскостью вакуума осью, на которой модель частицы может свободно вращаться. Таким образом, спиновое вращение элементарных частиц (дальше я буду вместо "модель элементарной частицы" употреблять просто "элементарная частица") есть свойство вакуума. Мало того, что адекватного аналога спиновому вращению не известно, мы еще и вопросом не будем задаваться, почему и как вакуум заставляет частицы вращаться.

Сразу же необходимо отметить, что окружающий мир трехмерен, поэтому плоскость с расставленными на ней элементарными частицами – это всего лишь тонкий срез вакуумного пространства. На самом деле таких плоскостей много, как если бы кубик мы разрезали на множество тонких пластин. На каждой такой пластине расположены элементарные частицы, а их спиновое вращение потому не имеет аналога, что относительно отдельно взятой пластины они вращаются в ее плоскости (влево или вправо), но в отношении к нижним и верхним пластинам элементарные частицы вращаются вверх или вниз, поскольку куб можно разделить еще и вертикальными разрезами на дополнительные пластины. В общем, это вращение в трехмерном пространстве, но вместо всего пространства мы рассматриваем только одну его плоскость.

Отдельного слова заслуживает взгляд на элементарную частицу в модели вакуума как на высокий стакан. Здесь можно было бы использовать и образ бутылочки, и баночки, и любой другой емкости – важна идея наполнения секций элементарной частицы жидким содержимым. В какой-то мере каждая элементарная частица имеет со стороны модели вакуума единый размер занимаемой площади, однако со стороны внешнего мира уровень жидкости в стаканах может быть воспринят как отличительные размеры частиц.

О клапанах, секциях и их содержимом

Если мы заглянем внутрь стакана элементарной частицы, то в самом центре увидим секцию массы инертной. Заливаемая сюда жидкость служит фактором пропорциональности между действующей на частицу силой и ускорением частицы. Для механической модели вакуума отвратительно на полном серьезе использовать физические термины, ибо они обозначают отличные от механической реализации понятия. Так, к примеру, масса инертная в механической модели представляется скорее тормозным механизмом, пропорционально влияющим на ускорение частицы вследствие действия на частицу некоторой силы. Ускорение частицы вызывается действующей на нее силой, а действие силы в свою очередь для модели элементарной частицы обозначает изменение количества жидкости в секции энергии. Вот поэтому секция массы инертной представляется больше тормозным механизмом, как будто залитая в нее жидкость пропорционально своему объему изменяет "пропускную способность" клапанов, впускающих энергию внутрь секции энергии. Естественно, секция энергии тоже имеется в модели элементарной частицы и всякое движение частицы по вакууму возможно только при наличии содержимого в этой секции. Третья и четвертая секции предназначаются для жидкостей электрических зарядов элементарных частиц. Одна секция существует для отрицательных зарядов, другая - для положительных.

Значимо одно обстоятельство: динамически меняется только содержимое секции энергии, содержимое остальных секций остается неизменным до момента исчезновения или превращения частицы в другую частицу.

Каждая секция имеет свой клапан впуска/выпуска содержимого секции. В модели вакуума движение частицы по вакууму выглядит последовательным переливанием жидкостей элементарной частицы из стакана в стакан. Вращающаяся частица и вращающийся пустой соседний стакан в процессе вращения соприкасаются клапанами, через которые и происходит переливание жидкостей движущейся частицы внутрь пустого стакана. На следующем рисунке изображен указанный процесс по фазам переливания жидкостей. Из плоскости вакуума взят небольшой кусочек и схематически представлен видом сверху. Каждая из трех частиц (одна настоящая, с заполненными жидкостями секциями, две другие – пустые стаканы) имеет спиновое вращение. При соприкосновении однотипных клапанов происходит переливание соответствующей жидкости в пустой стакан. На рисунке сначала сливается жидкость массы инертной, затем положительного заряда, затем энергии и в конце отрицательного заряда. Таким образом частица двигается по пространству вакуума элементарных частиц.

В данный момент я не склонен говорить о том, какова последовательность переливания жидкостей (то есть с какой секции начинается цикл), всегда ли цикл одинаков и каковы свойства частицы во время распределения ее содержимого между двумя стаканами, поскольку легко можно расположить клапаны таким образом, чтобы жидкости секций сливались в пустой стакан одновременно. Геометрия механической модели и геометрия реального вакуума могут серьезно отличаться, так что цикл переливания жидкостей существенно может зависеть от многих неучтенных в механической модели факторов. Однако модель вакуума предназначена не в качестве инструмента для измерения времени цикла или его иных характеристик, а просто как пояснительный макет.

К тому же одна деталь подобной механической модели не позволяет нормально говорить о векторе движения частиц, поскольку в модели отсутствуют "устройства", которые бы придавали осмысленное значение направлению движения. В принципе это не страшно, так как можно условно принимать, что изменение уровня жидкости в секции энергии ведет к изменению состояния движения элементарной частицы, а траекторию ее движения возможно указывать приближенно, в виде прямой линии через пустые стаканы, не вдаваясь в детали, почему именно она движется конкретно через такие-то стаканы.

О клапанах "захвата" или "сброса" энергии

Всякое взаимодействие, если ему подвержена элементарная частица, в конечном счете выливается в изменение состояния движения самой частицы, что в условиях модели вакуума означает изменение уровня жидкости в секции энергии элементарной частицы. Взаимодействия осуществляются посредством физических полей. Принято, что такие поля – это особая форма материи, благодаря которой осуществляется перенос взаимодействия между частицами. Для модели вакуума принципиальной важности не имеет детальное соответствие этой особой форме материи. Важно лишь общее согласие с тем принципом, что взаимодействие между частицами посредством физического поля обусловлено обменом между частицами квантами этого физического поля.

Чтобы совсем не сбить читателя с толку, попробую изъясниться просторечно, поскольку в физике, несмотря на отождествление свойств волн и частиц в положении о корпускулярно-волновом дуализме, согласно чему любой микрообъект материи обладает свойствами и волн и частиц одновременно, все-таки адекватно совместить эти понятия хотя бы на уровне осмысления не всегда удается. Дело в том, что колебания физического поля – это недискретные волны, а квант физического поля – это дискретная частица волны. Если некий объект излучает от себя сферическую волну, то, пытаясь разложить волну на дискретные кванты, мы придем к заключению, что количество квантов в волне вблизи объекта будет меньше, чем в отдалении от объекта. Либо к квантам не применима дискретность геометрических размеров, и тогда в двух сферических волнах, "отбежавших" от излучившего их объекта на расстояния, скажем, 1 метр и 1 километр, будет одинаковое количество квантов, либо физическое поле – особая форма материи – имеет два состояния: квант (или материализованный квант), то есть приобретшая свойства элементарной частицы точка волны, и псевдоквант (или нематериализованный квант), который переносит взаимодействие, но не имеет свойств элементарной частицы.

Если примерно представить, как именно в модели вакуума псевдоквант физического поля доносит взаимодействие от частицы к частице, необходимо допустить, что псевдоквант – это некоторая порция энергии, сброшенная из секции энергии через клапан "сброса" внутрь другой секции. Если для материализованного кванта порция энергии всегда попадает в его секцию энергии, то для нематериализованного кванта (то есть псевдокванта) порция энергии попадает в одну из трех остальных секций, но только не в секцию энергии. Как бы особое состояние, при котором сброшенная порция энергии существует реально, но эта порция начнет изменять состояние элементарной частицы, только когда энергия псевдокванта достигнет элементарной частицы и попадет в ее секцию энергии. Посмотрите на следующий рисунок. Слева находится отрицательно заряженная частица, справа – положительно заряженная. Следите за красными стрелками. Из секции энергии через клапан "сброса", как из тюбика, в секцию отрицательного заряда выдавливается порция энергии, пропорциональная уровню жидкости секции отрицательного заряда, то есть пропорциональная электрическому заряду частицы. Благодаря спиновому вращению всех моделей элементарных частиц на плоскости вакуума эта порция энергии тут же сбрасывается в такую же секцию пустого стакана (не жидкость "минус" стекает, потому как частица еще не движется, а просто через секцию "минус" наружу стекает порция энергии).

Но стекшая в пустой стакан порция энергии не может попасть в его секцию энергии, поскольку клапан "сброса/захвата" энергии в пустом стакане перекрыт. Вместо этого порция энергии в процессе спинового вращения пустого стакана стекает в следующий пустой стакан и так далее, пока не достигнет правой положительно заряженной частицы. Здесь уже клапан захватывает порцию энергии прямо внутрь секции энергии, в результате чего правая частица начинает менять состояние своего движения. Фиолетовыми стрелками показана передача взаимодействия от положительной частицы к отрицательной. Точно так можно было бы изобразить передачу взаимодействия посредством гравитационного поля. В этом случае порция энергии выталкивалась бы через клапан "сброса" внутрь секции массы инертной и далее по пустым стаканам добиралась бы до второй частицы, где захватывалась бы в ее секцию энергии.

Закономерен вопрос о механизме работы клапанов "сброса/захвата" энергии. Пока пусть примем, что в пустом стакане все такие клапаны перекрыты и не впускают порцию энергию в свою секцию энергии. Примем так же, что клапан между секцией энергии и секцией массы инертной работает следующим образом. При пустой секции массы инертной клапан только впускает порцию энергии (получается, фотон подвергается стороннему гравитационному воздействию, но сам на другие частицы гравитационно воздействовать не способен, ибо его секция массы инертной пуста, следовательно, он не может через нее сбросить порцию "гравитационной" энергии). Что касается клапанов секций электрических зарядов, тут можно принять, что при пустых секциях клапаны перекрыты, а также при обеих заполненных секциях клапаны тоже перекрыты (хотя нейтрон и протон "дружат" крепко?), а вот при одной заполненной секции ее клапан работает как "сброс", а клапан другой (пустой) секции работает как "захват".

Какие выводы следуют из модели вакуума

Я не хочу делать сейчас окончательное резюме по поводу характерного родства черт предлагаемой модели с особенностями реального физического мира, так как для меня самым важным итогом явилось, пожалуй, постижение с помощью модели вакуума одной явно недостающей детали в фундаментальных связях физических постоянных. Подробнее о связях физических констант читайте в статье "Теория фундаментальных связей физических постоянных", а я лишь вкратце напомню, что там был один неясный момент с постоянной Планка. Математически выходило так, что в момент испускания фотонов частота спинового вращения элементарной частицы как будто бы уменьшалась, иначе невозможно было получить истинное значение постоянной Планка, если не допустить мысль об уменьшении частоты вращения.

В модели вакуума процесс испускания фотона можно представить как сливание части жидкости из секции энергии элементарной частицы в такую же секцию энергии пустого стакана. И вот если забраковать идею об уменьшении частоты спинового вращения в момент испускания фотона, то возникает предположение о существовании некоторой типичной плотности содержимого (скорее всего, это имеет отношение только к жидкости секции энергии) элементарной частицы, превышение которой приводит к сливу "лишней" энергии в пустой соседний стакан. Слитая энергия и есть фотон, то есть материализованный квант, ведь слита порция энергии, а не вся энергия, к тому же попала эта порция сразу в секцию энергии, а не в "чужую" секцию. В ходе разработки фундаментальных связей физических постоянных уже проскакивало одно число 1,0135..., которое было отвергнуто по причине его непонятности.

К месту будет сказано, космический зонд Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), измерявший параметры реликтового излучения, позволил получить самые точные на сегодняшний день оценки космологических постоянных, среди которых существует так называемая полная плотность Вселенной W = 1,02 с возможной погрешностью +-0,02. И если представить, что к элементарным частицам тоже хоть в какой-то мере применимо понятие полной плотности, кое-что в формулах связей физических постоянных становится на свои места и приобретает осмысленное значение.

Наименование величиныСимвольное обозначениеФормула или значение
число Пи3,1415926535897932384626433832795
магнитная постояннаяmo4¶ * 10-7 =
12,566370614359172953850573533118-7
скорость светаc299792458
полная плотностьW1,01354576517105395336016814076679

по измерениям WMAP
W = 1,02 +-0,02
круговая частота вращенияn0,180951360305635993787006282699696
элементарный зарядen / 4¶c2 =
1,60217733 * 10-19
постоянная Планкаhmoe / Wc =
6,6260755 * 10-34

К тому же, учитывая появившуюся благодаря данным WMAP гипотезу о додекаэдральной (похожая на шар фигура из 12 пятиугольников) модели нашей Вселенной, вполне можно предположить, что та самая полная плотность Вселенной (в точности она называется total mass-energy density, то есть суммарная масс-энергетическая плотность) действительно применима и к элементарным частицам, как будто каждая из них в отдельности напоминает собой Вселенную в смысле соответствия физических и геометрических параметров. Что касается величины плотности, то она рассчитывается как Wx = px / pc, где pc - это критическая плотность Вселенной, а px - массовая плотность вещества заданного типа x. Причем в случае плоской модели Вселенной W = 1, но для додекаэдральной модели предполагается, что должно быть W = 1,013. Дата публикации: 9 февраля 2004
Источник: SciTecLibrary.ru


Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.