Полевая теория элементарных частиц
Данная статья была написана Владимиром Горунович для сайта "Викизнание", копия помещена на сайт автора в целях защиты информации от вандалов. Информация данной статьи достоверна, пока не подверглась вандальной правке.
. Согласно последовательной теории поля весомую материю или составляющие ее элементарные частицы следовало бы рассматривать как особого рода «поля», или особые «состояния пространства». Это высказывание Альберта Эйнштейна отражает сущность полевого подхода в физике.
Попытки построить полевую теорию элементарных частиц начались с открытием элементарных частиц, и продолжаются, по сей день. Данный подход является альтернативным гипотезе кварков. Спор между волновым и корпускулярным подходами в физике продолжается не одну сотню лет. В настоящий момент он принимает форму спора между полевым подходом и квантовой теорией поля. Здесь представлена одна из последних попыток построения полевой теории элементарных частиц.
Полевая теория элементарных частиц, действуя в рамках НАУКИ, опирается на проверенный ФИЗИКОЙ фундамент:
- Классическую электродинамику,
- Квантовую механику (без виртуальных частиц, противоречащих закону сохранения энергии),
- Законы сохранения - фундаментальные законы физики.
От виртуальных частиц пришлось отказаться: причины см. ([1], ранее можно было посмотреть в статье "Виртуальная частица" на сайте "Викизнание", но над ней поработали противники теории). Также пришлось отбросить, по причине недоказанности, некоторые квантовые числа, постулированные Квантовой теорией и Стандартной моделью и связанные с ними якобы законы сохранения, бездоказательно приписанные их сторонниками к числу законов физики.
В этом сущность научного подхода полевой теории элементарных частиц.
Содержание
Основные положения полевой теории элементарных частиц: [ править ]
1. Каждая элементарная частица, за исключением фотона, является определенным состоянием вращающегося со скоростью света поляризованного переменного электромагнитного поля с постоянной составляющей.
2. Во внешнюю среду данное поле создает постоянное электрическое и магнитное поля.
3. Вводится следующая тройка квантовых чисел (для описания спектра основных состояний элементарных частиц):
L – главное квантовое число (отвечает за распределение частиц на группы):
L = 0; 1/2; 1; 3/2; 2; 5/2; 3; …..
ML – квантовое число, отвечающее за разделение частиц на подгруппы:
ML= – L; – L+1; … ;L–1; L - всего 2L+1 значение;
Как видим, за квантовыми числами L и ML стоит квантовая механика .
Q – квантовое число, отвечающее за электрический заряд и направление силовых линий магнитного поля нейтральных частиц (в наружу «+0», во внутрь «–0»):
Расщепление по квантовому числу Q возникает, потому что вращение может осуществляться либо в плоскости электрической составляющей поля (заряженная частица и античастица), либо в плоскости магнитной составляющей (нейтральная частица и античастица). Как видим, за квантовым числом Q стоит классическая электродинамика. Самопроизвольное вращение поляризации электромагнитного поля внутри элементарных частиц запрещено законом сохранения энергии и законами электромагнетизма.
Спин элементарной частицы (J) следующим образом связан с квантовым числом (L):
(Таким образом, у лептонов и барионов оказывается одинаковая величина спина 1/2.)
4. Элементарные частицы (с L>0) могут находиться и в возбужденном состоянии (аналогично атомам), отличающемся от основного наличием дополнительного вращательного момента (V):
Где V = 0 - частица находится в основном (невозбужденным) состоянии, знак «+» означает, что направления дополнительного вращательного момента и внутреннего вращательного момента совпадают, а знак «–» означает, что их направления противоположны.
5. Все переходы (реакции) между элементарными частицами, независимо от их состояния – основного или возбужденного, осуществляются с помощью других элементарных частиц и подчиняются законам сохранения энергии, импульса, спина (вращательного момента), а также законам электромагнитного поля (уравнениям Максвелла), поскольку они являются электромагнитными процессами.
Как видим, спектр элементарных частиц определяется Квантовой механикой и Классической электродинамикой и то, что в нем НЕ нашлось места для сказочных частиц - это решение ПРИРОДЫ.
Из представленного набора квантовых чисел следует, что в природе существует бесконечное число действительно элементарных частиц каждая из которых (кроме фотона) имеет бесконечное число возбужденных состояний. - Таковы реалии микромира. Фрагмент спектра элементарных частиц приведен на рисунке. Для кварков, виртуальных частиц, глюонов, бозона Хиггса и т.п. места не нашлось - дробный электрический заряд может существовать только в математике, а закон сохранения энергии действует вместе с другими законами природы. Что касается глюонов, бозона Хиггса а также "открытых" переносчиков слабых взаимодействий - число элементарных частиц со спином 1 равно 20 (только в основном состоянии) и бесконечности в возбужденных состояниях, а из частиц со спином 0 (в основном состоянии) осталось открыть заряженный эта-мезон.
Радиус элементарной частицы [ править ]
Полевая теория элементарных частиц определяет радиус (r) частицы как расстояние от центра до точки в которой достигается максимум плотности массы.
- главное квантовое число элементарной частицы; - постоянная Планка; - масса, заключенная в переменном электромагнитном поле элементарной частицы; - скорость света.
Радиус области пространства, занимаемого элементарной частицей, определяется как:
Масса покоя элементарной частицы (следствие Классической электродинамики) [ править ]
В соответствии с классической электродинамикой и формулой Эйнштейна, масса покоя элементарных частиц с квантовым числом L>0, определяется как эквивалент энергии их электромагнитных полей:
где определенный интеграл берется по всему электромагнитному полю элементарной частицы, E - напряженность электрического поля, H - напряженность магнитного поля. Здесь учитываются все компоненты электромагнитного поля: постоянное электрическое поле, постоянное магнитное поле, переменное электромагнитное поле. Эта маленькая, но очень емкая для физики формула (которая выводится из Классической электродинамики и формулы Эйнштейна), на основании которой получены уравнения гравитационного поля элементарных частиц, отправит в утиль не одну сказочную "теорию" - поэтому ее возненавидят некоторые их авторы.
Как следует из приведенной формулы, величина массы покоя элементарной частицы зависит от условий, в которых она находится. Так поместив элементарную частицу в постоянное внешнее электрическое поле (например, атомное ядро), мы повлияем на E 2 , что отразится на ее массе и стабильности. Аналогичная ситуация возникнет при помещении элементарной частицы в постоянное магнитное поле. Поэтому некоторые свойства нуклонов внутри атомного ядра, отличаются от тех же свойств свободных нуклонов в вакууме, вдали от полей.
Полевая теория и теория гравитации элементарных частиц [ править ]
Полевая теория элементарных частиц оказалась недостающим кирпичиком фундамента в здании теории гравитации элементарных частиц.
В теории гравитации элементарных частиц были найдены следующие уравнения напряженности гравитационного поля свободной покоящейся элементарной частицы:
- радиус элементарной частицы (среднее расстояние от центра элементарной частицы, на котором сосредоточена масса вращающегося переменного электромагнитного поля); - масса, заключенная в переменном электромагнитном поле; - масса постоянного электрического и постоянного магнитного поля, заключенная в кольцевой области; - плотность вещества постоянного электрического и постоянного магнитного поля за пределами кольцевой области;
Было подтверждено, что электромагнитная полевая масса элементарных частиц не только создает их гравитационные поля, но и является причиной их инерционных свойств. Попутно рухнула кучка сказочных теорий гравитации, вызвав гнев их авторов. Цитата: "Категорически не согласен с тезисом: каждая элементарная частица состоит из электромагнитного поля. Это какой-то прошлый век теории поля. а у вас из этого целая теория выводится. " Fedosin - Господин Федосин вправе иметь собственное мнение по данному вопросу, а меня интересует: как устроена природа. Что касается прошлого века - Классическая электродинамика была создана еще раньше и прекрасно работает, несмотря на все попытки противников подсунуть вместо нее свою "Квантовую электродинамику".
Следствия полевой теории элементарных частиц [ править ]
Представленная теория не является чисто классической, поскольку в ее фундаменте лежат квантовая механика и классическая электродинамика - дополняющие друг друга. Данная теория в настоящий момент является единственной теорией описывающей весь спектр элементарных частиц. Она объясняет механизм образования и квантования электрического заряда, природу и характер ядерных взаимодействий, расстояния на которых они возникают, аномальные магнитные моменты протона и нейтрона и многое другое. Но уравнения поля еще предстоит написать – получены только некоторые новые ограничения на уравнения.
Более подробно с полевой теорией можно ознакомиться [2] . Микромир - это мир дипольных постоянных электрического и магнитного полей и переменного электромагнитного поля. На больших расстояниях нейтральные элементарные частицы ведут себя как элементарные частицы не обладающие электрическими полями. Но в ближней зоне существуют мощные поля с определенной структурой. А у заряженной элементарной частицы внутри имеется область с противоположным электрическим зарядом.
И наконец так выглядят фундаментальные взаимодействия в природе, согласующиеся с полевой теорией элементарных частиц:
Фундаментальные взаимодействия в природе и их (физические поля) Электромагнитные взаимодействия (электромагнитные поля) Гравитационные взаимодействия (гравитационные поля элементарных частиц)
Полевая теория элементарных частиц: Итог [ править ]
Итак, полевую теорию элементарных частиц нельзя рассматривать как часть «теории всего» несмотря на ее близость к единой теории поля. Полевая теория элементарных частиц, работая в рамках действующих законов природы, нашла научные ответы на следующие вопросы:
- Почему элементарные частицы обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами
- Из чего состоят элементарные частицы
- Откуда берется масса покоя элементарных частиц и из чего она состоит
- Как возникает электрический заряд элементарных частиц и почему он квантуется
- Как образуются постоянные магнитные поля элементарных частиц
- Что представляют собой поля элементарных частиц в ближней зоне
- Каковы истинные размеры элементарных частиц
- Что лежит в основе механизма вероятностного поведения элементарных частиц
- Каков спектр элементарных частиц и их возбужденных состояний
- Что такое ядерные силы
- Какие фундаментальные взаимодействия действительно существуют в природе
- Приблизила к пониманию, что такое спин
- Почему почти все элементарные частицы нестабильны
- Законы, действующие в микромире
- Позволила отбросить ряд ошибок и заблуждений физики двадцатого века.
С помощью полевой теории элементарных частиц были совершены: интересные открытия в области физики нейтрино, микроволнового фонового космического излучения, красного смещения, найден природный имитатор "Темной материи", источник энергии исходящей из недр Земли и других планет, построена первая часть теории гравитации элементарных частиц, из которых состоит все вещество Вселенной, отправлена в архив сказочка о "Черных дырах", похоронена сказочка о "Большом взрыве". Сколько еще будет сделано открытий в Новой физики - физике 21 века, время покажет.
Знания физики об электромагнетизме значительно изменились за последние 150 лет. Если 150 лет назад считалось что электрические поля создаются электрическими зарядами, а магнитные поля как создаются электрическими токами, так и сами могут создавать электрические токи. После появления уравнений Максвелла физика установила возможность самостоятельного существования в природе электромагнитного поля в виде волн. В двадцатом веке физика установила существование в природе электрических и магнитных полей самостоятельно, независимо от электрических зарядов и токов. В начале 21 века (в 2010) физика установила, что электромагнитные поля элементарных частиц сами порождают поля зарядов и токов: первопричиной электромагнетизма являются не заряды и токи, как это считалось в 19 веке - а сами электромагнитные поля. В 2015 физика установила (хотя предположения этого были высказаны сто лет назад), что электромагнитные поля еще создают гравитационные поля элементарных частиц и их инерционную массу (Теория гравитации элементарных частиц), подтвердив тем самым, что «Элементарные частицы, из которых состоит вещество Вселенной - являются формой электромагнитной полевой материи».