Научно-религиозная гипотеза о зарождении и эволюции
Вселенной - основа мировоззрения будущего.
А также альтернативные мнения обо всем.
 
В началоВаш псевдоним: ИнкогнитоВаш статус:  Читатель (можете только читать тексты) Контакт
 
      
  Еновик    
  02.08.22    
     О ФИЗИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ.

   Основные тезисы.
   1. "Элементарные частицы" имеют внутреннюю структуру, подобную структуре атома.
   2. Внутренняя структура "элементарных" частиц состоит из фотонов - концентрированных порций энергии, которые также являются "элементарными" частицами.
   3. "Элементарные" частицы состоят в непрерывном энергообмене, заключающимся в обмене фотонами.

   Краткая история.
   Великие физики прошлого создали учение, которое в настоящее время даже претендует на роль науки наук вместо несколько потускневшей философии.
   Речь идет, конечно, о квантовом представлении микромира, посягнувшим на раскрытие самых основ мироздания. Но, несмотря на все величие, и включенным в это учение наукам может требоваться серьезная помощь.
   Создавая, например, Квантовую механику, великие дали наглядное объяснение потоку открытий в микромире, и это обещало широкие перспективы. Их объяснение базировалось на понятиях элементарных частиц и квантов. Но сами эти понятия, с физической точки зрения, так и не были корректно определены.
   КМ в изначальном виде была стройной и доступной, но по формату напоминала аллегорическое произведение, где реальные идеи передаются с помощью сказочных персонажей.
   Действительно, ни элементарных частиц, ни квантов никто до сих пор не видел, фиксируются только отдельные следы их взаимодействий. Но это не было бы серьезной проблемой теории при наличии корректных физических определений этих персонажей.
   Например, описание кванта электромагнитной энергии, как подобие элементарной частицы, летящей со скоростью света, подходит для литературного произведения, но не для научной теории. По крайней мере, надо точно описать «частицу», о которой идет речь, определить, что значит «подобно», перечислить различия кванта и частицы и т.д.
   И целый ряд "недоопределений" лежит в основе КМ. Возможно, великие умышленно не перегружали деталями первый вариант теории для ознакомления широкой общественности. Далее предполагалось создать более строгий вариант теории уже для практических целей, но этого не произошло.
   Развивая идеи квантования энергии, великие вовсе не предполагали корпускулярное строение микромира. Например, корпускулярная планетарная модель атома презентовалась, как только первое приближение представлений о реальной Природе.
   Кроме того, квантование электромагнитной энергии еще не предполагает возможность найти минимальный квант, лежащий в основе мироздания. Вообще говоря, кванты могут делиться неограниченно, и тогда процесс нахождения минимального кванта будет практически бесконечным. Возможно, из этих соображений вместо термина "квант", которым изначально обозначалась минимально возможное количество энергии, чаще стали применять термин "фотон" для обозначения относительно устойчивых порций электромагнитной энергии - безмассовых элементарных частиц. Элементарные частицы кроме энергии могут обладать еще целым рядом характеристик, что предполагает наличие у них некоторой внутренней структуры и термин "элементарный" уже не следует понимать буквально.
    Сохранилось множество свидетельств о понимании создателями КМ необходимости уточнения теории. Из цитат великих можно сделать вывод, что материя, по их мнению, является формой существования энергии (или поля), в некотором концентрированном и структурированном виде. Из этого, в частности, следовало, что и все элементарные частицы микромира должны быть представлены, как обособленные аккумуляторы энергии без четко определенных форм и размеров, а не как очень маленькие шарики, летающие и соударяющиеся в вакууме. Тогда квантовая теория принимала бы энергетический вид.
   Общепризнанные великие физики прошлого однозначно высказывались об энергии, как о первичном строительном материале, из которого, в конечном итоге состоит материя. Эйнштейн писал: "Элементарные частицы — это сгущения электромагнитного поля" [1], "То, что действует на наши чувства в виде вещества, есть на деле огромная концентрация энергии в сравнительно малом пространстве" [2], "Основным элементом, или кирпичиком, реальности следует вместо массы считать поле" [3]. В этом вопросе с Эйнштейном был полностью согласен Гейзенберг: "...можно сказать, что все элементарные частицы состоят из энергии" [4].
   На основание многочисленных экспериментальных данных к подобному выводу пришли и современные физики: "Элементарные частицы — элементарные возбуждения квантовых полей" [5].
   Но эти идеи не нашли достойного отражения при развитии КМ, она так и осталось корпускулярной. И квантование природы сегодня фактически считается синонимом корпускулярности ее структуры.
   Продолжатели дела великих приняли аллегорию в буквальном смысле и продолжают развивать корпускулярную теорию. Под давлением экспериментальных данных было введено понятие дуализма, что предполагало отход от чисто корпускулярных представлений, но в формалистике теории практически ничего не изменилось. Просто частицам стали приписывать некоторые волновые свойства, чем-то похожие на простые ярлыки. За всеми теоретическими описаниями энергетических взаимодействий в КМ продолжают проглядывать соударения упругих шариков или конструкций из шариков. Результат был предсказуем. Прикладной наукой КМ так и не стала, в отличии, например, от пересекающейся с ней по тематике ядерной физики, имеющей грандиозные приложения.
   Пока роль КМ заключается только в попытках построить модель Природы, позволяющую непротиворечиво объяснять наблюдаемые в микромире явления на базе изживших себя корпускулярных представлений.
   Но у КМ есть огромный потенциал и множество экспериментальных данных. Просто надо вернуться к заветам великих и поправить некоторые формулировки.

   Принципы распространения фотонов.
   По заветам великих фотон следует считать не субъектом - частицей, а энергией или импульсом, деформировавшим окружающую среду. Фотон создает начальную деформацию среды, далее деформация распространяется по законам, зависящим только от свойств среды, как это схематически изображено на рис.1:
  
   По классической теории генерирование электромагнитной энергии означает испускание потоков фотонов-частиц, способных распространятся прямолинейно со скоростью света в прозрачной среде и не взаимодействовать с ней. Одной из основных характеристик фотонов является их частота.
   Фотон-импульс не распространяется в среде, он преобразуется в деформацию среды, которая далее распространяется тоже со скоростью света, но, вообще говоря, по случайной траектории, что и отражено на рис.1.
   Распространение деформации среды под воздействием одиночного фотона-импульса может напоминать случайные движения броуновской частицы. В этом смысле фотон-импульс тоже можно трактовать, как частицу, летящую в среде со скоростью света, но не прямолинейно, а по случайной ломанной траектории в соответствии с мгновенными направлениями наименьшего сопротивления.
   В случае распространения потока энергии перемещения каждого фотона-импульса будут зависеть от движения окружающих фотонов и описываться условной вероятностью. Например, энергия молнии не рассыпается равномерно по всему небу, а распространяется, в основном, в одном канале с минимальным сопротивлением, "пробитом" в воздушной среде предыдущими фотонами.

   Основная характеристика фотона-импульса.
   Здесь будет предложено обоснование трактовки фотонов, как импульсов, которые взаимодействуют даже с прозрачной средой - деформируют ее. А далее в среде распространяется деформация сжатия. Распространение деформации зависит только от свойств среды, например, в межзвездной среде деформация распространяется со скоростью света. Основной характеристикой фотона-импульса является скорость, с которой он деформирует среду или скорость, с которой он фактически наносит удар. Скорость деформации следует отличать от скорости распространения деформации. Скорость распространения деформации в космической среде для всего электромагнитного спектра одинакова - скорость света, а скорость или жесткость, с которой разные фотоны воздействуют на среду, может существенно различаться. Фотон только "наносит первый удар" по среде с характерной для него скоростью и соответствующим образом деформирует ее, а далее в среде распространяется деформация с характерной для нее скоростью.
   Деформации сжатия в микросредах распространяются подобно распространению деформаций в макросредах, наблюдаемых невооруженным глазом и относительно глубоко изученных. Деформации сжатия распространяются не прямолинейно, а в направлении мгновенного минимального сопротивления. Многочисленными примерами служат распространения трещин. Подобно трещинам распространяются и деформации в средах микромира. Одним из наблюдаемых примеров в этой области может служить разряд молнии, изображенный на рис.2:
  
   На приведенном выше рисунке явно проступает случайный характер распространения энергии в средах, имеющих аномалии. Энергия молнии как бы выбирает траекторию с минимальным сопротивлением и формирует канал, по которому проходит разряд.
   Наблюдаемое прямолинейное распространение оптической энергии не противоречит предлагаемой стохастической трактовке ее распространения. Видимый свет - это потоки мириад фотонов, распространяющихся по случайным траекториям. Но усреднение по огромному количеству одинаково распределенных величин, очевидно, даст практически детерминированный результат, соответствующий классической прямолинейной оптике. Случайные траектории составляющих не противоречат прямолинейному распространению суммарного оптического потока, с одной стороны, и, с другой стороны, позволяют естественным образом объяснить не прямолинейное распространение света при наличии препятствий на его пути и непрямолинейное распространение отдельных фотонов.

   Механизм возникновения фотонов-импульсов.
   Не корпускулярное представление о структуре микромира является одним из естественнонаучных следствий новой гипотезы о зарождении и эволюции Вселенной, изложенной на странице //1424.ru/uni/page_uni_cre.html. По этой гипотезе Вселенная формировалась, как первичная однородная среда с внутренним давлением. Здесь ограничимся только описанием ее физических свойств.
   Первичная среда состояла из первичных энергоемких элементов, подобных, с физической точки зрения, упругим телам с бесконечно пластичной и эластичной оболочкой, которые могут практически неограниченно сжиматься или расширяться в зависимости от давления внешней среды. Первичные элементы стремятся к расширению собственного пространства. В их среде отсутствуют пустоты, первичные элементы могут частично пересекаться и не имеют определенных форм и объемов. Фрагмент первичной среды схематично изображен на рис.3:
  
   В процессе эволюции Вселенной начали создаваться локальные обособленные объединения первичных элементов. Процесс укрупнения представленных объединений продолжался длительное время, и на очередном витке начали создаваться, так называемые, элементарные частицы. Структурная схема элементарной частицы, находящейся в первичной среде, представлена на рис.4:
  
   "Элементарные" частицы, как и все во Вселенной, состоят исключительно из обособленных и структурированных первичных элементов. Внутри "элементарных" частиц создается повышенное давление по сравнению с давлением в окружающей первичной среде. Чем ближе к ядру, тем выше внутреннее давление и внутреннее содержимое частиц находится в относительно сжатом состоянии.
   Если лопнет надувной шарик, то содержащийся в нем воздух расширяется и деформирует окружающую среду. Это приводит к распространению звука - хлопка. Аналогичные явления происходят и при распадах "элементарных" частиц. Окружающая среда деформируется в результате расширения освободившихся первичных элементов в соответствии со скоростью их расширения и длительностью процесса.
   Если лопнет автомобильная шина, то резких хлопок будет слышен далеко и может потревожить многих, но если шина медленно спускается, то этого может не заметить даже водитель. Объемы освободившегося воздуха из шины в обоих случаях совпадают, но характер деформации окружающей среды будут существенно отличаться. Подобным образом влияет на среду и скорость расширения освободившихся элементов. Эта скорость характеризует "жесткость" излучения энергии и по смыслу соответствует классическому аналогичному понятию.
    Если лопнет воздушный шар, содержащий не только воздух, но и надувные шарики, мячи и т.д., то, возможно, часть содержащихся в нем надувных конструкций несколько расширится, но сохранится и продолжит автономное существование. Подобное, предполагается и в микромире при распаде элементарных частиц со сложной внутренней структурой. При этом часть содержимого распавшейся частицы может продолжить распад вплоть до свободных первичных элементы и слиться с окружающей первичной средой, а часть продолжит существовать в виде более простых устойчивых элементарных частиц.
   Вероятным представляется распад сложной элементарной частицы подобно разрыву снаряда во время салюта. Снаряд разрывается, и из него разлетаются более мелкие заряды, которые тоже взрываются, освобождая еще более мелкие заряды и т.д.
   При освобождении внутренних элементов "элементарных" частиц они попадают во внешнюю относительно разреженную среду, что может провоцировать продолжение распада. Тогда при распаде "элементарной" частицы может возникнуть каскад распадов, что соответствует излучению множества фотонов разных частот и энергии, как это иллюстрируется на рис.5:
  

   Формальное описание воздействия распада элементарной частицы.
   Деформация окружающей среды при распаде элементарной частицы определяется скоростью увеличения объема, занимаемого ее элементами, и длительностью процесса расширения. Формально деформация среды описывается величиной dV изменения ее объема в процессе распада элементарной частицы.
При распаде элементарной частицы происходит каскад расширений освобождаемых элементов частицы. Расширение каждого i-го элемента описывается величиной Vi изменения его объема в процессе расширения. Предполагая, в первом приближении, расширение i-го элемента с постоянной скоростью V' увеличения объема в течение времени , получаем очевидное равенство:
   Vi = V' * .
   На рис.6 приведен график, описывающий деформацию среды в результате расширения i-го элемента, освобождающегося при распаде гипотетической элементарной частицы:
  
   Если при распаде элементарной частицы освобождаются и расширяются N элементов, то суммарная деформация среды определяется по формуле:
   dV =
   Среда, деформируемая при распаде "элементарной" частицы, имеет внутреннее давление P. Тогда энергия Ei, приобретаемая средой в процессе расширения i-го элемента, очевидно, равна:
   Ei = Vi * P
   A суммарная энергия dE, приобретаемая средой в процессе полного распада "элементарной" частицы, вычисляется по формуле:
   dE = dV * P

   Энергообмен стабильных элементарных частиц.
   Относительно стабильные элементарные частицы, которые могут существовать длительное время, не распадаясь, также взаимодействуют с окружающей средой. Предположительно, они постоянно находятся в энергообмене. "Элементарные" частицы практически непрерывно поглощают, передают и генерируют энергию (фотоны). Процесс передачи одиночного фотона между "элементарными" частицами иллюстрируется на рис.7:
  
   Энергообменом, предположительно, управляет ядро частицы, где в концентрированном виде содержится основа энергии частицы. Энергообмен между частицами заключается в выделении из ядра концентрированной квантованной порции энергии и передаче этой энергии в разреженную периферийную область частицы. В разреженной области концентрированная энергия взрывоподобно расширяется - формируется фотон-импульс, деформирующий соседнюю "элементарную" частицу. Энергия фотона-импульса, полученная "элементарной" частицей передается в ее ядро, а затем следующей "элементарной" частице и т.д.
    В идеально проводящей среде полученная частицей энергия полностью передается соседней "элементарной" частице , как это изображено на рис.7. В неидеально проводящей среде полученная ядром энергия полностью или частично преобразуется и излучается в другой форме. Примером может служить нить лампочки накаливания, атомы которой частично передают получаемую электроэнергию, частично излучает в виде тепла и света.
   Фотон-импульс можно трактовать, как частицу, перемещающуюся в среде со скоростью света. Но перемещения одиночных фотонов-импульсов, во-первых, не являются прямолинейными, и, во-вторых, описываются они не искусственными частотами, а измеряемыми величинами скорости и времени расширения.

   Заключение.
   Ядро "элементарной" частицы имеет функциональный смысл: концентрация, преобразование и излучение энергии.
   Безмассовые "элементарные" частицы являются импульсами (фотонами), деформирующими окружающую среду в результате взрывоподобного расширения освобожденных квантованных порций энергии. Далее деформация распространяется в среде со скоростью, характерной для среды, передающей данный тип деформации.
   "Элементарные" частицы, обладающие массой, состоят из квантованных концентрированных порций энергии, находящихся в сжатом состоянии в ядре. Освобождение и расширение концентрированной энергии во внешней среде вызывает ее деформацию. В этой деформации и заключается явление, называемое излучением фотона.

   Список литературы.
   1. Эйнштейн А, Собрание научных трудов. Том 1 (М.: Наука, 1965-1967, стр. 689)
   2. Эйнштейн А, Собрание научных трудов. Том 4 (М.: Наука, 1965-1967, стр. 511)
   3. Эйнштейн А, Собрание научных трудов. Том 4 (М.: Наука, 1965-1967, стр. 329)
   4. Гейзенберг В, Физика и философия (М.: Наука, 1989, стр. 35)
   5. Брандт Н Б и др, Квазичастицы в физике конденсированного состояния (М.: Физматлит, 2005, стр. 632)