О природной реальности сильных и слабых взаимодействий

Размещено на http://www.allbest.ru/

О природной реальности сильных и слабых взаимодействий

Начнём с сильных взаимодействий.

Фундаментальная база, требующая существования сильных взаимодействий это ядерные силы. В том, что атомное ядро состоит из нейтронов и протонов в настоящее время сомневаться не приходиться. А раз так, то в атомных ядрах в соответствии с законом Кулона должны действовать могучие кулоновские силы отталкивания между протонами. Ядерные силы, для обеспечения компоновки атомного ядра, обязаны превосходить их по величине. Так принято считать с момента установления структурного состава атомного ядра, и, основываясь на этом выводе, почти целое столетие продолжаются экспериментальные и теоретические поиски реальных переносчиков ядерных сил.

Однако, автором настоящих строк, на рубеже тысячелетий, была проведена систематизация потенциально реальных, и наглядно заявляющих о своем существовании, в макро проявлениях, всех разновидностей переносчиков физических сил и энергии, в рамках «Таблицы заведомо элементарных» - ТЗЭС, по шести состояниям протон - антипротонных структур [1, 2]. Номенклатура полевых переносчиков физических сил, включённая ТЗЭС, правда, пока в основном только гипотетически предсказываемая. Тем не менее, именно из ТЗЭС стало, окончательно, ясно: электрон 4.0.2 состоит из антивещества, и способен вырабатывать, и испускать электростатические антиструктуры 3.0.2 и электромагнитные структуры 3.1.2, тоже из антивещества.

С другой стороны, согласно идеологии экспериментов Милликена, элементарная электростатическая антиструктура 3.0.2, представляет для заряда протона порцию энергии, энергетический квант, способный сообщить протону конкретное ускорение, при условии, что протон свободен, или заставить протон излучить собственную электростатическую структуру 3.0.1, если он входит в атом и связан с веществом. Электростатическая структура 3.0.1, в свою очередь, оказывается порцией энергии для электрона, способной за счёт взаимодействия с его зарядом, провести аналогичные действия. Такой обмен электростатическими структурами и антиструктурами между двух разноименно заряженных тел и создаёт обменные силы притяжения между электронами одного тела и протонами другого.

А, вот с объяснением природы сил кулоновского отталкивания вопрос оказался сложнее, т.к. электростатическая структура 3.0.1 для протона не представляет порцию энергии, и заряды протонов второго тоже положительно заряженного тела с первым просто не должны взаимодействовать. По такой логике, электростатические структуры 3.0.1 вроде должны просто чисто механически отталкивать второе тело, с его положительным зарядом. Однако общая формулировка экспериментально выверенного закона Кулона, и жестко справедливого для сил притяжения и для сил отталкивания такового не допускает, и требует именно жесткого обменного характера электростатических сил отталкивания. А не каких-то вероятностных взаимных отталкиваний.

В результате проведённого анализа, оказалось, что объяснить формирование обменных сил отталкивания можно, только опираясь на следующий факт: Закон Кулона это макро закон, сформулированный на основании результатов экспериментов с макротелами, содержащими и протоны и электроны. А, раз так то, в макротелах, к примеру, заряженных отрицательно, захват антиструктур 3.0.2 могут проводить конструктивно присутствующие в них протоны, и преобразовывать их свою протонную разновидность структур 3.0.1, но лишние электроны не позволяют их излучить, они их захватывают, преобразуют в антиструктуры 3.0.2, и излучают их в сторону второго тела. При таком варианте, электростатическое отталкивание также будет обменного характера, и с жесткой формой проявления сил отталкивания, как этого требует закон Кулона. Однако при этом происходит двойное преобразование электростатических структур, и именно за счёт их двойного преобразования и рождаются между одноименно заряженных макротел силы отталкивания. Эта особенность в формировании физических сил электростатического отталкивания, как не удивительно, впервые обнаружена автором, с помощью ТЗЭС [3, 4], только в этом тысячелетии.

Однако такая механика формирования сил электростатического отталкивания не приемлема для конфигураций, состоящих из элементарных частиц, обладающих одним видом электрического заряда, любого знака, и она заставляет считать: силы электростатического отталкивания, в кулоновских масштабах, в конфигурациях, состоящих из одних электронов или одних протонов, не действуют! [3, 4].

Для такого смелого вывода сразу нашлись готовые экспериментальные подтверждения в виде отсутствия сил электростатического отталкивания в электронных и протонных пучках с диаметрами вплоть до сотых долей миллиметра, формируемых, как в бытовой технике, так и в ускорителях элементарных частиц.

Эта фундаментальная особенность проявления закона Кулона, ставшая понятной именно с помощью идеологии ТЗЭС, лишает атомные ядра могучих кулоновских сил отталкивания. А раз так, то разумно рассмотреть до сих пор не решённые проблемы формирования теории ядерных сил, с начала их зарождения.

А именно: Ещё в 1932 г. Гейзенберг высказал мысль: «Взаимодействие нейтрона с протоном обязано электростатическому обмену между этими частицами». А, впоследствии даже утверждал: «Эта гипотеза устойчиво объясняет основные структуры и устойчивость ядра» [5] .

Можно считать, что далее данную мысль Гейзенберга в какой-то мере развили И.Э. Тамм и Л.Д. Ландау: «Соответственно этому ядерные сводились бы к электрическим силам взаимодействия ядерных частиц, посредством мезотронов и объяснялись бы специфическими особенностями уравнений движения мезотронов»[6] . Причём отрицательным мезотроном, отечественные классики считали нейтронный довесок нейтрона по отношению к протону.

Однако незнание о факте отсутствия кулоновских сил отталкивания в атомных ядрах и последующие количественные оценки требуемой величины ядерных сил, сделанные с учётом кулоновских сил отталкивания, заставили И.Э. Тамм и Л.Д. Ландау отказаться от своих первоначальных идей, и начать помогать развивать зарождающуюся глюонно - мезонную теорию сильных взаимодействий.

Однако реальную природу обмануть невозможно, так что даже с учётом специально созданного раздела ядерной физики, получившего название квантовой хромодинамики, до настоящего времени не удалось определить количественно даже базовый потенциал нуклон - нуклонного взаимодействия [7].

И физически до сих пор совершенно неясно, каким способом способны формироваться и взаимодействовать, и во что превращаться после взаимодействия, гипотетические глюоны - предполагаемые активные структуры мезонно-глюонных переносчиков сильных взаимодействий. А их, по подсчётам, должно быть аж восемь разновидностей. Причём, с пока неопределёнными параметрами и принципами формирования.

А, на основании уточненной выше обменной природы электростатических сил можно с уверенностью утверждать, что функции ядерных сил способны выполнять силы электростатического притяжения. Да, и приведённые выше цитаты классиков физики 20-ого века явно одобряют такой вариант решения данной проблемы.

Вопрос только в том, что в современной физике у нейтронов в атомных ядрах, до сих пор, не признаётся существование, именно отрицательных, мезотронов Тамма. Нейтроны считают электрически нейтральными, и способными, только к взаимодействиям, с непонятно как формируемым и расформируемым, и поэтому дважды гипотетическими глюонами.

В такой ситуации приходится идею И.Э. Тамма о том, что внутри атомного ядра электрон отрицательного мезотрона активен, считать пока постулатом. Причём, независимо от того способен мезотрон, превращать нейтроны в атомных ядрах в протоны, а протоны в нейтроны. /Таковое допускали иногда классики при попытках разработки вариантов теорий ядерных сил./

При наличии активных электронов у нейтронов в атомных ядрах, и при отсутствии электростатических сил отталкивания в кулоновских масштабах в атомных ядрах, электростатические силы притяжения вне сомнений способны связать в единое целое и протоны и нейтроны.

При этом всё же приходится считать, что мезотроны в атомных ядрах предпочитают быть постоянно или большей частью связанными к протонам нейтронов. В этом случае их проще временно скомпенсировать взаимодействиями с электростатическими структурами 3.0.1, или электромагнитными структурами 3.1.1, а. такая компенсация требуется для нейтронов покидающих атомные ядра, и в случаях их отрыва от ядерных осколков.

Правда, создание атомных ядер без кулоновских сил электростатического отталкивания порождает и такой, на первый взгляд, наивно - элементарный вопрос. Если нет «кулоновской пружины» разжимающей нуклоны с помощью электростатических сил отталкивания, то они обязаны слипнуться друг с другом, и вообще не распадаться?

Однако отсутствие кулоновских сил отталкивания между нуклонами, во-первых, совершенно не исключает возможность существования других более слабых сил отталкивания, к примеру, на магнитном уровне. Насколько реально такое предположение, это вопрос отдельного рассмотрения.

Во-вторых, отсутствие слипания нуклонов в атомных ядрах можно объяснить и другими способами: к примеру, в современной физике пока совершено игнорируется проблема, что на каждое из взаимодействий требуется время. А, если признать существование конкретного времени затрачиваемого на свершение взаимодействия конкретной электростатической структуры с электрическим зарядом, то это будет означать, что поочередно преобразуемые зарядами в атомном ядре электростатические структуры способны сблизить нейтрон и протон только до определённого расстояния, характеризуемого предельной частотой свершения электростатических взаимодействий.

Что при этом произойдёт это отдельный проблемный вопрос.

А, в нашем случае активные электроны в мезотронах обязаны взаимодействовать не только с зарядами ближних протонов, но, и свершать конструктивные электростатические взаимодействия внутри самого мезотрона. Вдобавок ещё, и с протоном нейтрона. Плюс дополнительно, свершать взаимодействия с тепловыми переносчиками энергии, обязательно присутствующих в веществе. Эти четыре вида обязательных взаимодействий активного электрона мезотрона явно, за счёт затрат времени на каждое из четырёх взаимодействий, будут способствовать увеличению расстояния между нуклонами в атомном ядре.

При этом, переменную и конструктивно не нормируемую загрузку взаимодействиями для электронов мезотронов представляют взаимодействия их зарядов с тепловыми, и инерционными переносчиками энергии. Такие электростатические переносчики макро энергии, блуждая между нуклонами атомного ядра, могут оказаться способными нарушить плановое функционирование конструктивных сил, формирующих ядро, и даже привести к его распаду, если атомное ядро окажется не способным противодействовать их накоплению, путём своевременного от них избавления.

Вероятность повышения подобных распадов атомных ядер, должна увеличиваться при нарушениях оптимальных соотношений между протонами и нейтронами, и по мере роста общего роста числа нуклонов в атомном ядре.

Как видим, наша логика вывела нас на обоснование причин возможного распада атомных ядер, для случая их формирования за счёт сил электростатического притяжения. Достоверность такой точки зрения хорошо подтверждают результаты экспериментов Б.В. Болотова [8], в которых многократно экспериментально апробирована возможность осуществления принудительных распадов атомных ядер железа при нагреве их СВЧ энергией. В данных экспериментах, в атомные ядра железа подсовываются с частотой 300 МГц полуволны, состоящие из электромагнитных структур 3.1.1, и полуволны из антиструктур 3.1.2, и отдельным из них удаётся нейтрализовать конструктивные электростатические силы, выполняющие роль ядерных сил, и вызвать распад отдельных атомных ядер с последующим выделением позитронов.

Подобные эксперименты дополнительно подтверждает, что в существовании специальных переносчиков ядерных взаимодействий виде глюонов, в реальной природе, нет никакой необходимости, т.к. получается, что мезатрон действительно имеет активный электрон, и функции переносчиков ядерных взаимодействий явно выполняют структуры 3.0.1 и антиструктуры 3.0.2 электростатических полей. Ведь, если функции ядерных сил выполняли бы массивные глюоны, то подобный принудительный распад атомных ядер был просто невозможен.

А, с учётом вынужденного признания факта, что электрон испускает электростатическую антиструктуру 3.0.2, а заряд протона структуру 3.0.1, то собственная потенциальная энергия электростатических структур, оказывается равной по модулю активной части электрического заряда.

Величина электрического заряда определённа экспериментально Милликеном, в Кулонах, по сути, определяющих не заряд, а величину импульса электрического тока. Такая размерность электрического заряда не позволяет построить нормальную теорию ядерных сил, т.к. в общепризнанных системах физических единиц невозможно перевести заряд в энергию. А, в мало кем признаваемой системе единиц LT, правда считающейся Абсолютной системой физических единиц, табличное значение электрического заряда порождает парадокс: масса заряда оказывается в два раза больше массы электрона.

В результате на повестку дня остро встаёт вопрос с повторением экспериментов Милликена, с целью определения электрического заряда в нормальных единицах энергии.

По слабым взаимодействиям.

Предпосылки для признания существования слабого взаимодействия возникли в процессе поиска причин порождающих распад нейтрона в реакции

После экспериментального открытия существования заряженных и нейтральных Z0 промежуточных векторных бозонов, элементарных частиц со спином 1 и собственными потенциальными энергиями, превышающими 80 ГэВ стали считать, что экспериментально обнаружены именно переносчики слабых взаимодействий [9].

За экспериментальное открытие W бозонов в 1984 году присуждена Нобелевская премия. Их образование экспериментально удалось зафиксировать в 1983 году на коллайдере ЦЕРН, при столкновениях протонов и антипротонов, но только косвенно по обобщённому сигналу слабого взаимодействия

.

Вот что по этому поводу пишет один из авторов открытия К. Руббиа в своей Нобелевской лекции. « Экспериментальное наблюдение промежуточных векторных бозонов обосновывает, сигнал

,

являясь не косвенным, а нормальным подтверждением возникновения таких бозонов в реакциях столкновения протонов и антипротонов с соответствующими энергиями». И, именно авторы данного открытия утверждают, что открытые ими экспериментально W бозоны, являясь переносчиками слабого взаимодействия, и более тогоспособствуют образованию дейтерия в реакции

(1),

за счёт реакций синтеза, обеспечиваемых слабым взаимодействием.

Так что в настоящее время вариант, предложенный К. Руббиа, приходится даже считать наиболее авторитетным подтверждением осуществления термоядерного синтеза в солнечных недрах.

Однако с позиций идеологии « Таблицы заведомо элементарных структур» - ТЗЭС [5, 6], предлагающей в качестве переносчиков физических взаимодействий конкретную номенклатуру полевых переносчиков энергии, в первую очередь не понятно, почему слабое взаимодействие считают по величине энергетических параметров промежуточным взаимодействием между гравитационными и электромагнитными взаимодействиями? Ведь оно опирается на базовые формулы слабого взаимодействия, реакцию распада

(2) и реакцию синтеза (3).

Обе эти формулы приводятся и К. Руббиа в Нобелевской лекции, и по его заверениям именно они осуществляются в солнечных недрах, и обеспечивают первоначальный синтез дейтерия из протонов в соответствии соотношением (1), хотя и с малой вероятностью.

А, на самом деле данные формулы просто постулаты, не предлагающие никакой физики, разъясняющей динамику формирования и участия W бозонов в синтезе дейтерия, тем не менее, в целом в масштабах солнечного вещества, они всё же позволяют считать слабое взаимодействие даже обменным. Так как одна формула описывает процесс распада нейтрона, а вторая его восстановление, но в масштабах солнечной плазмы. В результате именно на данные реакции ныне и возлагается обязанность непрерывного вырабатывания Солнцем основной массы его энергии за счёт синтеза дейтерия и последующего синтеза гелия.

В том, что для образования нейтронов из протонов требуются предварительно затраты дополнительной энергии сомнений нет, и W бозон по такой логике вполне может выполнять функции переносчика дополнительной энергии, необходимой для начала этапа синтеза слабого взаимодействия, однако его в соотношение (3) К. Руббиа не включил? Почему?

Не включены W бозоны и в ТЗЭС. Так как при проведении систематизации, явно существующих и стабильно проявляющих себя переносчиков энергии, в рамках

« Таблицы заведомо элементарных структур» - ТЗЭС [1, 2], для переносчиков слабого взаимодействия в виде W бозонов не удалось найти в ней места ни по масштабам их масс, ни масштабам их энергии. А, вот электроны и позитроны, являющиеся как бы побочными продуктами слабых взаимодействий, образовали в ТЗЭС полноценное семейство IV, и естественно более крупное, чем семейство III, содержащее электростатические и электромагнитные структуры.

Во- вторых экспериментальные данные К. Руббиа, да и обоснования разработчиков теории слабого взаимодействия о W бозонах, с позиций идеологии ТЗЭС, не позволяют даже трактовать слабые взаимодействия, как осуществляемые с помощью конкретных переносчиков физических сил, формируемых конкретными физическими зарядами. Их можно трактовать только, как макровзаимодействия, осуществляемые, за счёт нерегулярных, и конкретно не обменных процессов, с суммарным вовлечением в них множества конкретных действительно фундаментальных, но более мелких переносчиков энергии, из которых, согласно экспериментов, проведённых в ЦЕРН, и возможно формирование, по сути, макроструктур, виде W бозонов.

Так что W бозоны, по логике ТЗЭС могут представлять только одноразово формируемые, но конкретные макро порции энергии, сформированные как энергетические макроструктуры, за счёт предварительного накопления конкретных полевых переносчиков энергии, сформированных уже конкретными энергетическими зарядами, и в заданном количестве. Найти и проанализировать факты, подтверждающие формирование W бозонов вне коллайдеров, мне не удалось.

В Нобелевской лекции К. Руббиа, и в доступных описаниях теорий слабого взаимодействия приводятся только диаграммы формирования W бозонов, без раскрытия физической природы процессов, осуществляемых при их формировании, и с их участием во взаимодействии. Вот некоторые из таких диаграмм.

ядерный электростатический кулон нейтрон протон

Сравнивая диаграммы с формулами (2), (3) вновь невольно возникает вопрос: почему К. Руби не включил W бозон в левую часть формулы (3) ? Просто забыл или посчитал, что это и так очевидно, или всё же у него были определённые сомнения? Ведь соотношение (3) это реакция обеспечивающая рождение нейтрона, с попутно образующимися продуктами в виде . Её осуществление обязано начинаться именно с захвата протоном внешней конкретной порции энергии, и без такого захвата реакция просто немыслима.

В рамках обоснования слабого взаимодействия, привлечение внешней энергии некоторые авторы учитывают, и записывают реакцию (3) в виде

.

Так как именно этот момент определяет характер слабого взаимодействия, но и как

К. Руббиа не дают конкретного ответа на вопрос: какой именно, из трёх векторных бозонов W может обеспечить образование нейтронов из протонов? Однако ответ на него можно получить из диаграмм, это должен быть антибозон W- .

В экспериментах с протонами, и антипротонами антибозоны W- , действительно могут образовываться за счёт земного изобилия электронов, накопления электростатических антиструктур 3.0.2, ускоряющих в коллайдерах протоны, и тем более с участием в столкновениях антипротонов. Однако, на Солнце изобилие протонов, позитронов и электростатических структур 3.0.1, с явной протонной родословной, но мало электронов, и совсем нет антипротонов. Так что образование там W- антибозонов даже в небольших количествах требует детального обоснования, за счёт чего и в каких нуклонных структурах могут накапливаться нужные переносчики энергии, чтобы из них можно было сформировать антивещество в количестве достаточном для формирования промежуточного векторного антибозона?

Согласно диаграммам, и формул, приводимых, в том числе и К. Руббиа, антибозон W- обязан сформировать в солнечных недрах кварк d при преобразовании его в кварк u. Кварк d обладает зарядом -1/3 и массой, примерно, 5 МэВ/с2 , а кварк u зарядом 2/3 и массой, примерно, 3 МэВ/с2. Так что, это преобразование, весьма просто выглядящее графически, физически выливается в преобразование антикварка d, с массой 5 МэВ/ с2 , в обычный кварк u, с массой 3 МэВ/с2 , т.е. в преобразование антивещества в вещество, с попутным изменением величины модуля и знака дробного электрического заряда, и вдобавок ещё способное попутно выделить дополнительную, лишнюю порцию антивещества в количестве 2 МэВ/с2 . А ведь, для рождения в таком процессе W- антибозона, обладающего полным отрицательный электрическим зарядом, и хотя кратковременно, но требуется антивещество с массой 80, 4 ГэВ/с2 , т.е. в 40 000 раз большей. Так что для таких необычных преобразований, и непонятно как и с помощью каких структур осуществляемых даже в условиях солнечной плазмы, явно требуется ещё какие-то дополнительные, и совершенно не изученные, по сути, фантастические преобразования по заряду, и по массе? Более того, после выполнения бозоном своих функций, его временно созданную массу 80, 4 ГэВ/с2 надо, каким - то способом, преобразовать ещё в сигнал для случая образования нейтрона, и в сигнал для случая распада протона.

Обеспечение выполнения кварками, с их гипотетическими дробными электрическими зарядами, таких необычных фантастических преобразований зарядов и масс, дополнительно явно требует, чтоб в солнечных недрах энергия в нуклонах сообщалась конкретным кваркам, и они её между собой не делили, т.е. ею не обменивались. В результате становится совершенно непонятно, как так избирательно внутри себя могут накапливать энергию нуклоны в своих внутренних структурах? Какими бы не были эти внутренние структуры нуклонов, кварками или какими-то другими элементарными структурами?

Ведь, если оторваться от куцых формул и диаграмм слабого взаимодействия, объясняющих всё эти чудеса якобы элементарно на обобщённых математических символах, и конкретно рассмотреть каждое из необходимых энерго - массовых и зарядных преобразований, то - затребованные слабым взаимодействием преобразования d кварка в u кварк оказываются совершенно непонятными. В добавок совершенно неизученными, ни в рамках математики, ни в рамках физики, при чём даже, без учёта процессов образования, функционирования и последующей ликвидации W бозонов.

В результате возникают серьёзные сомнения не только по возможности реального функционирования таких процессов в природе, но даже и по реальности кварковых представлений о строении нуклонов?

Не проще ли считать, что нуклоны состоят мезонов, представляющих атомы, а может быть даже молекулы, сформированные из структур четвёртого семейства по ТЗЭС? Такой вариант, по крайней мере, сразу видно, что не потребует дробных электрических зарядов, и восьми разновидностей дважды гипотетических глюонов. И, можно даже ожидать, что позволит считать процесс распада свободного нейтрона, к примеру, просто следствием энергетических затрат на его движение, требующих переформирования его структуры, и порождающих распад нейтрона.

Так что до получения достоверных и именно физических данных о процессах формирования W бозонов, а не сигналов свойственных образованию и распадам нейтронов, хотя бы в условиях солнечной плазмы, базовое соотношение (2) нельзя рассматривать, как физическую закономерность, требующую для своего осуществления именно фундаментального слабого взаимодействия. Причём, со специальным переносчиком энергии виде W+ бозона, вдобавок обязанного сформироваться в процессе движения нейтрона после отрыва его от осколков атомного ядра. Сформироваться непонятно, как, и из чего?

Другими словами слабые взаимодействия, в отличие от сильных, т.е. внутриядерных взаимодействий, для обоснования своего реального существования, по состоянию на сегодня, ещё не имеют даже экспериментально обоснованных ни макро, ни микро предпосылок.

Литература

В.А. Кишкинцев, «Физика ТЗЭС, кратко», Материалы VIII МНК «Пространство, время, тяготение», С. Петербург, 2004 г, 138 - 142

В.А. Кишкинцев, «Энергия разновидность материи или свойства элементарных структур». http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11462.html

В.А. Кишкинцев, Новое, в природе электростатических сил, ж-л «Знак вопроса» №1, 2011, 97 - 108.

4. В.А. Кишкинцев, «Световые фотоны способны порождать и силы притяжения». forum.lebedev.ru

И.Е. Тамм, «Бета- радиоактивность и ядерные силы», СНТ, т.I, М., Наука, 290- 319, 1975.

И.Е. Тамм и Л.Д. Ландау, « О происхождении ядерных сил», СНТ, т. I, М. Наука, 326 -327, 1975.

7. Э.Е. Саперштейн, «Ядерная материя», ФЭ. т.5, М., БРЭ, 655 -666, 1998.

8. В.А. Кишкинцев «Железо - топливо для ядерных реакторов» ж-л «Знак вопроса», № 2, 2007, 84 - 88.

Размещено на Allbest.ru