№ 10 [81]
00`00``01.10.2009 [Σ=0]
ЖУРНАЛ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКЕ - «ОРГАНИЗМИКА»
Organizmica.org/.com/.net/.ru
НОВАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ОРГАНИЗМИКА

Физика

Разделы Организмики

Прогноз результатов использования коллайдера

Тюняев А.А., президент Академии фундаментальных наук, 20.09.2009 г.

Подписка на журнал «Organizmica» в каталогах:
«Роспечать» - 82846; «Пресса России» - 39245

Одной из основных целей проекта «Коллайдер» является экспериментальное доказательство существования бозона Хиггса – частицы, предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом в 1960 году в рамках Стандартной Модели. (Хотя Стандартная модель не может являться последним словом в физике элементарных частиц (ЭЧ), ибо она содержит слишком много внешних параметров, а также не включает гравитацию).

Неотъемлемой частью Стандартной модели является т.н. поле Хиггса – гипотетическое поле, якобы, обеспечивающее спонтанное нарушение симметрии электрослабых взаимодействий, благодаря нарушению симметрии вакуума. Хиггсовский бозон является квантом этого поля, и это единственная из частиц Стандартной модели, которая ещё не обнаружена. К тому же, она не является ЭЧ, имея сложное строение. Обнаружить их собираются путём столкновения в коллайдере пучков разогнанных протонов.

Между тем, в 2008 году автором разработана Периодическая система элементарных частиц, в которой представлено 27 ЭЧ, из которых примерно половина науке уже известна, а другая половина ЭЧ является прогнозируемой. Периодическая система ЭЧ в отличие от Стандартной модели не имеет никаких «лишних» факторов, описывает все известные взаимодействия, и в ней сформулирован Общий закон взаимодействия:

Fr2 = [G,j,k,] × {(K1±±±K[me,J,e]) × (K2±±±K[me,J,e])};

где: K1±±±K[me,J,e] и K2±±±K[me,J,e] – ЭЧ, участвующие во взаимодействии и сформированные из одинаковых параметров, обозначенных через матрицы элементарных параметров [me,J,e], но различными вариантами их включения, определёнными управляющими матрицами K1±±± и K2±±±, которые определяют их внутренние структуры; F – сила; r – расстояние между элементарными частицами; [G,j,k] – матрица коэффициентов пропорциональности; G – гравитационная постоянная; j – коэффициент пропорциональности, учитывающий движение; k – «кулоновский» коэффициент пропорциональности; me – элементарная масса; J – элементарный спин; e – элементарный заряд.

Или словами: сила взаимодействия между двумя элементарными частицами прямо пропорциональна результату попарных произведений входящих в их состав одноимённых элементарных физических параметров – масса, количество движения, заряд, – и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Не рассматриваемое Стандартной моделью гравитационное взаимодействие, согласно Периодической системе, осуществляется с помощью электронных нейтрино и антинейтрино, при этом гравитационное поле есть сообщение массе вещества вращательного движения вокруг собственной оси, как, например, Солнце, вращаясь, притягивает планеты. Гравитационное поле формируется совместно гравитонами, «дающими» массу, и фотонами, заставляющими её вращаться вокруг собственной оси; передаётся с помощью нейтрино. В коллайдере будут сталкиваться два противоположно направленных пучка протонов, то есть, возможна одна из двух ситуаций:

  1. p+(1836;1;1) + p+(1836;1;1) – если спины протонов обоих пучков однонаправлены;
  2. p+(1836;1;1) + bp+(1836;−1;1) – если спины протонов обоих пучков антипараллельны.

Согласно строению системы ускорения протонов, применяемой в коллайдере, ускорение осуществляется с помощью электромагнитного поля, а, следовательно, два пучка протонов будут иметь противоположные спины, то есть реализуется второй вариант. В этом случае столкновение двух протонов может привести к нескольким результатам.

1. В результате соударения протонов получатся две скалярные частицы, заряженные положительно η+(0;0;1), и одна не вращающаяся тяжёлая частица массой 3872me. Она не является элементарной и представляет собой только «кусочек» массы вещества. Если направление удара двух протонов будет точно соосным, и энергия обоих протонов будет равна, то эта масса останется покоящейся на месте соударения. Поскольку третий кластер у всех гравитонов, слагающих этот «кусочек» вещества, свободен, то два заряда η+(0;0;1), входящих в состав столкнувшихся протонов, перейдут на два гравитона φ(1;0;0). Получатся два конденсона, каждый из которых равен χ+(1;0;1), и «кусочек» массы 3870me. Таким образом, возможный идеальный ход реакций при столкновении протонов таков:

p+(1836;1;1) + bp+(1836;−1;1) → 3672φ(1;0;0) + 2η+(0;0;1) → 3670φ(1;0;0) + 2χ+(1;0;1);

2. Если же спины соударяющихся протонов окажутся однонаправленными, то выражение примет другой вид:

p+(1836;1;1) + p+(1836;1;1) → 3672φ(1;0;0) + 2γ+(0;1;0) + 2η+(0;0;1) → 3670φ(1;0;0) + 2e+(1;1;1);

В этом случае в идеале получится «кусочек» массы 3670φ(1;0;0) и свободные позитроны e+(1;1;1).

3. В общем же случае, когда энергии двух пучков не равны, и направление их столкновения не соосно, получится другой результат:

a{p+(1836;1;1)} + b{bp+(1836;−1;1)} + c{p+(1836;1;1)} → d{(1…3670)φ(1;0;0)} + e{2χ+(1;0;1)} + f{e+(1;1;1)};

где: a, b, c, d, e, f – коэффициенты, отражающие количество каждого вида частиц; (1…3670) в записи гравитона показывает наличие среди продуктов столкновения различных «кусков» массы» величиной от 1me до 3670me; умноженные на d, эти «куски» могут достигать величин, значительно превышающих 3670me.

Т.о., согласно Периодической системе ЭЧ, в эксперименте будут зафиксированы:

  1. «Выпадение» «чистой» незаряженной массы, равной d3670me (где d – в пределе может достичь количества, по порядку величины равного общему количеству сталкивающихся протонов), то есть много большей, чем масса двух протонов.
  2. Возникновение электростатического положительно заряженного поля, сформированного положительно заряженными конденсонами χ+.
  3. Возникновение позитронного тока.

Поскольку пучки сталкивающихся протонов имеют некоторое пространственное распространение, то «выпадение» «чистой» массы будет происходить в некотором объёме. В нём же будут образовываться скопления положительно заряженных конденсонов и позитронов. В связи с этим, некоторые участки области столкновения пучков протонов будут восприниматься, как незаряженные сгустки массы, а другие – как заряженные положительно сгустки массы.

Теперь рассмотрим бозоны. Бозон – частица с нулевым или целочисленным спином, подчиняющаяся статистике Бозе-Эйнштейна, характерная особенность которой состоит в том, что в одном и том же состоянии может находиться любое число одинаковых частиц. К бозонам относятся фотоны, кванты поля тяготения – гравитоны, мезоны и бозонные резонансы, а также составные частицы из чётного числа фермионов (частиц с полуцелым спином), например атомные ядра с чётным суммарным числом протонов и нейтронов (дейтрон, ядро 4He – α-частица и т.д.), молекулы газов.

Мезоны – обладают нулевым или целочисленным спином, массы некоторых из них – π-мезонов, κ-мезонов – имеют значения, промежуточные между массами протона и электрона: π+(264me,0,1), π(264me,0,−1), π0(264me,0,0) и κ+(970me,0,1), κ(970me,0,−1), κ0(970me,0,0). Массы некоторых бозонных резонансов (также относящихся к мезонам) превышает массу протона. Продукты распада π-мезонов – мюоны, нейтрино, фотоны, электроны и позитроны. Таким образом, мезоны, как часть бозонов, не являются элементарными частицами (в исходном смысле этого слова).

Теперь рассмотрим бозон Хиггса. Он должен обладать нулевым спином и в рамках Стандартной Модели отвечает за массу ЭЧ. При реализации хиггсовского механизма должен возникать один нейтральный бозон Хиггса или несколько различной массы и различного заряда, то есть – h0(1…N,0,0), h+(1…N,0,1), h(1…N,0,−1), где 1…N – любое количество гравитонов. То есть, бозон Хиггса аналогичен мезонам и бозонным резонансам. Он имеет массу, отличную от массы электрона – то есть от единичной массы. Вследствие этого, предположение, что бозон Хиггса отвечает за образование массы во Вселенной неверно, поскольку существуют частицы с массой, много меньшей, чем масса бозона Хиггса, – электроны, позитроны, нейтрино, конденсоны, да и сами гравитоны. Если же предполагаемому бозону Хиггса «сообщить» единичную массу, то незаряженный «бозон Хиггса» станет обычным гравитоном φ(1,0,0), а заряженный – конденсоном χ+(1,0,1). Таким образом, бозон Хиггса – это должна быть среднетяжёлая частица с массой от 2me до какого-то большого значения массы. Предполагают, что бозон Хиггса «весит» в 190 раз больше протона, то есть его масса равна 348840me.

Сравним предсказания Периодической системы ЭЧ и характеристики бозона Хиггса:

  1. Периодическая система предсказывает выпадение массы, сильно превышающей массу электрона – d{(1…3670)φ(me;0;0)}. Ожидаемая масса бозона Хиггса равна 348840me. Это ожидание должно подтвердиться результатами эксперимента.
  2. Периодическая система предсказывает выпадение как незаряженной массы d{(1…3670)φ(me;0;0)}, так и заряженной положительно e{2χ+(1;0;1)}. Ожидаемые заряды бозона Хиггса: «+», «−», «0», то есть – 348840h(me;0;1), 348840h(me;0;−1) и 348840h(me;0;0). Это ожидание должно подтвердиться результатами эксперимента в двух случаях из трёх – с зарядами «+» и «0».

Выводы

  1. Таким образом, в результате эксперимента обязательно получится некоторая и очень значительная масса вещества, которая будет местами заряжена положительно, а местами – нет. Эта масса будет столь значительна по сравнению с массой протона, что некоторыми специалистами будет интерпретирована как бозоны Хиггса – h0 и h+. Величина «выпавшей» массы будет напрямую зависеть от точности соосности сталкиваемых пучков протонов – чем более соосно, тем более высокого значения массы «бозона Хиггса» удастся достичь. Как побочный результат неточной соосности, может быть «открыто» некоторое количество «бозонов», основными отличиями которых отныне известных элементарных частиц будут величины их масс (или энергий). Что на самом деле говорит о том, что это не различные виды «бозонов», а разные по величине осколки массы, сформированной из гравитонов.
  2. Согласно определению, элементарные частицы – это первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя. Обладая наборной массой, все бозоны мезонного (среднего) и выше планов не являются элементарными частицами. Не является элементарной частицей и бозон Хиггса, который имеет массу, равную 348840 масс электрона. Исходя из предсказаний Периодической системы элементарных частиц, «сгусток» массы, составленной из 348840 масс электрона или приблизительно равный этому значению, будет обязательно обнаружен. Однако этот факт следует интерпретировать не как величайшее открытие, а как простое обнаружение места выпавшей массы. Этот сгусток, повторимся, не является элементарной частицей.
  3. Можно предложить механизм обнаружения результатов столкновения пучков протонов в Коллайдере. Сгустки массы следует искать с помощью вращающейся массы, к которой вследствие генерируемых ею гравитационных сил, будут «прилипать» свободные гравитоны. На гравитирующую массу осядут также положительно заряженные конденсоны и позитроны. Присутствие первых можно обнаружить по создаваемому ими электростатическому полю. Присутствие вторых – по отводимому позитронному току. Таким образом, если предсказания, обозначенные в данной статье, полностью реализуются в Коллайдере, то это будет означать не обнаружение бозонов Хиггса, которое, в общем, не имеет физического смысла, а подтверждение правильности Периодической системы элементарных частиц и экспериментальное обнаружение гравитонов и конденсонов.

Ссылки по теме: