№10 [91]
00`00``01.10.2010 [Σ=0]
ЖУРНАЛ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКЕ - «ОРГАНИЗМИКА»
Organizmica.org/.com/.net/.ru
НОВАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ОРГАНИЗМИКА

Физика

Академия фундаментальных наук

Применение Периодической системы элементарных частиц в моделях ядерного микроанализа

В.В. Дикусар, доктор физико-математических наук, Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН;
А.А. Тюняев, президент Академии фундаментальных наук, Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН, 20 октября 2010 года

Доклад:

В докладе рассматривается использование разработанной авторами Периодической системы элементарных частиц в целях проведения ядерного микроанализа. В качестве примера использования Периодической системы ЭЧ дан прогноз результатов, которые могут быть получены при проведении исследований и моделирования на Большом адроном коллайдере. Показана также возможность прогнозирования и обнаружения новых элементарных частиц с заранее известными физическими характеристиками.


Аннигиляция и рождение пар.
Электрон-позитрон.

Фундаментальное положение физики элементарных частиц, известное как «аннигиляция и рождение пар», непосредственно приводит к возможности моделирования процессов [1] этой сферы, основанных на троичной логике (–1; 0; +1) [2]: каждый условный «0» способен породить такую пару, в которой будет присутствовать условная «единица» и компенсирующая её условная «минус единица». Справедливо и обратное превращение.

Отсюда следует, что элементарные частицы как минимальные объекты микромира должны подчиняться троичной логике – при этом необходимо определить перечень физических параметров, которые являются базовыми для этого вида материи.

Согласно определению, непосредственно к элементарным частицам относятся частицы, не имеющие внутренней структуры, – это частицы класса лептонов и фотон. Это определение и ограничивает область нашего моделирования. Анализируя параметры этого класса частиц, несложно придти к выводу, что базовыми для них являются всего три физические величины: 1) спин, 2) масса, 3) электрический заряд [2, 3]. Другие величины являются производными указанных трёх.

Оценивая известные данные об открытых элементарных частицах, обнаруживаем, что их спин может дискретно принимать значения от –1/2, через 0 до +1/2. Элементарный электрический заряд, по модулю равный заряду электрона ee, может дискретно принимать значения от –1, через 0 до +1. При такой общей тенденции логично предположить, что и элементарная масса, равная массе электрона me, может дискретно принимать значения от –1, через 0 до +1.

Таким образом, в выстраиваемой модели присутствие или отсутствие у элементарной частицы того или иного параметра можно обозначить через 1 и 0 соответственно, а знаком «+» или «–» отразить «полярность» конкретного параметра.


Рис. 1.
Трёхмерная
сферическая модель.

В итоге наша модель принимает вид трёхмерной физической сферы единичного радиуса, осями которой являются: 1) ось «OJ» – ось момента количества движения (спина); 2) ось «Om» – ось массы; 3) ось «Oe» – ось электрического заряда. Эта модель может быть выполнена и в виде единичного куба, в котором назначение осей то же самое. На кубической модели проще воспринимаются элементарные частицы, а на сферической – некоторые частные случаи моделирования [4].

Этот физический куб (или шар, см. рис. 1) имеет шесть точек пересечения с тремя осями и к ним седьмую точку – начало координат. Поскольку оси являются векторными представлениями реальных физических величин, то каждую такую точку можно записать в виде трёхкластерной однострочной матрицы (m;J;e), или для элементарной частицы справедлива такая запись – ЭЧ±(m;J;e), и, например, для электрона такая запись имеет вид: e(1;1;–1). Проставленные в кластере «1» обозначают положительное значение конкретного параметра, «–1» – отрицательное, а «0» – нулевое.

Шесть геометрических точек пересечения с осями дают нам шесть физических квантов [2, 5]: 1) η(0;0;–1) – отрицательный электрический заряд; 2) η+(0;0;1) – положительный электрический заряд; 3) γ(0;–1;0) – антифотон; 4) γ+(0;1;0) – фотон; 5) φ(–1;0;0) – антигравитон; 6) φ+(1;0;0) – гравитон. Четыре из шести квантов науке известны, что составляет 67%.

Центральная точка модели – геометрический центр пересечения осей – имеет все три физических параметра равные нулю – ρ0(0;0;0). Мы дали этому кванту название «резон» от латинского «начало» [2]. Равенство нулю одного или двух физических параметров – распространённый случай среди ЭЧ, а равенство всех трёх – единственный и имеющий право быть. Свойства резона – кванта пространства – исследованы в работе [6].

Уже эти данные позволили нам перейти к построению периодической системы из известных и гипотетических элементарных частиц, основанной на обнаруженной нами троичной логике, управляющей включениями физических величин m, J, e. В результате исследований была создана Периодическая система элементарных частиц [2], в которой содержится всего 27 элементарных частиц, расположенных в четырёх периодах.

Резон – единственный – расположен в нулевом периоде. Первый период составляют перечисленные выше кванты зарядов. Второй период составляют кванты полей. Третий период – кванты токов.

У каждой элементарной частицы второго периода в её структуре присутствует по два единичных параметра, а не по одному, как у элементарных частиц первого периода. Второй период, таким образом, состоит из двенадцати элементарных частиц: 1) ν+(1;1;0) – нейтрино; 2) ν(–1;1;0) – антинейтрино; 3) χ+(1;0;1) – конденсон; 4) χ(1;0;–1) – антиконденсон; 5) δ+(0;1;1) – S-магнитон; 6) δ(0;1;–1) – U-магнитон; а также античастицы по второму единичному параметру – 7) bν+(–1;1;0) – чёрное нейтрино; 8) bν(–1;–1;0) – чёрное антинейтрино; 9) bχ+(–1;0;1) – чёрный конденсон; 10) bχ(–1;0;–1) – чёрный антиконденсон; 11) bδ+(0; –1;1) – чёрный S-магнитон; 12) bδ(0;–1;–1) – чёрный U-магнитон.

Каждая четвёрка этих квантов описывает соответствующее ей поле. Четвёрка нейтрино – грави-кинетическое (гравитационное); четвёрка конденсонов – грави-электрическое (электростатическое); четвёрка магнитонов – электрокинетическое (магнитное). Свойства этих квантов и представляемых ими полей полностью соответствуют известным в физике и подробно описаны в работе [5].

Третий период содержит восемь элементарных частиц одного семейства – семейства электронов. Прежде всего, это e+(1;1;1) – позитрон и e(1;1;–1) – электрон. Остальные шесть – варианты. Третий период – последний. И он является поставщиком материала для последующего организмического уровня [1, 3] – Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.


Рис. 2. Периодическая система элементарных частиц [2].

В качестве иллюстрации работы модели рассмотрим следующий случай. Согласно модели, квант электромагнитного поля d получается тогда, когда кванту заряда (e+) сообщается квант движения (J = ½). Или в другой записи: заряд η+(0;0;1) при его движении γ+(0;1;0) создаёт квант электромагнитной волны (S-магнитон) δ+(0;1;1):

Заряд + фотон квант электромагнитного поля 
η+(0;0;1)+γ+(0;1;0)δ+(0;1;1),(1)
η(0;0;–1)+γ+(0;1;0)δ(0;1;–1),(2)

Квант электромагнитного поля по совокупности входящих в него параметром можно назвать «заряженным фотоном» или «движущимся зарядом». Пара отрицательного заряда и фотона создаёт отрицательную часть полуволны электромагнитного поля (2). Отсюда становится ясно волновые проявления «заряженного фотона» δ+. Следует также отметить, что все элементарные частицы Периодической системы являются стабильными.

Построенный в Европе БАК не сумел решить, как заявляли некоторые учёные, главную проблему – обнаружение бозона Хигса. Столкновение пучков протонов не дало ожидаемого результата. В августе 2010 года финансирование БАКа сокращено. В июле 2010 года физик Томмазо Дориго из Университета Падуи в своём блоге сообщил, что эту задачу решил ускоритель «Теватрон», расположенный в США, в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми.

Гипотезу существования бозонов и бозонного поля выдвинул Питер Хиггс. По его мнению, при движении частиц сквозь это поле, бозоны «прилипают» к некоторым из них, увеличивая их массу, а к другим, например, не имеющим массы фотонам, – нет.

По построению, хиггсовский бозон является скалярной частицей, то есть обладает нулевым спином. О необходимости хиггсовских бозонов авторы работы, в частности, рассуждают так: «Зачем же нужны хиггсовские бозоны? Грубо говоря, чтобы: а) построить перенормируемые модели слабых взаимодействий и б) объяснить неуниверсальность масс частиц». Под неуниверсальностью масс частиц авторы подразумевают различия в массах всех частиц, которые сегодня известны науке.

Но, согласно определению, элементарными частицами являются только те, которые не имеют внутренней структуры. В этом случае элементарной частицей является, допустим, электрон с единичной массой, а протон элементарной частицей не является. Протон – составная частица.

Таким образом, кроме 27 элементарных частиц Периодической системы элементарных частиц, о которых мы уже упоминали выше [2], все остальные частицы – составные. Задача поиска составных частиц в физике аналогична задаче обнаружения новых соединений в химии: нужное дело, но не является основой мироздания. Не исключение из этого и метод поиска – столкновение протонов.

Согласно модели [2], запись элементарной частицы имеет вид (1):

ЭЧ = K±±±K(me,J,e),  (1)

где: ЭЧ – элементарная частица; me – кластер массы элементарной частицы, выраженный в массах электрона; J – кластер спина элементарной частицы, выраженный в удвоенных единицах спина; e – кластер электрического заряда элементарной частицы, выраженный в единицах заряда электрона; K±±± – управляющая матрица, которая может принимать любые значения: K-1,-1,-1; K-1,-1,0; …; K0,0,0; … K+1,+1,+1; K – корректура (тензор) организма.

Напомним, каждый кластер в подкорректурном выражении (me,J,e) в (1) может быть заполнен в соответствии с троичной логикой: либо «–1», либо «0», либо «+1». Запись любой составной частицы (без отражения особенностей её внутренней структуры) имеет вид (2):

ЭЧ±(n1me; n2J; n3e),  (2)

где n1, n2, n3 – количества элементарных параметров, использованных в составной частице.

Запись протона в этой системе принимает вид (3):

p+(1836;1;1),  (3)

где число 1836 обозначает массу протона в единицах масс электрона, или то, что в протоне использовано 1836 гравитонов.

При столкновении в ускорителях пучков протонов их противоположность отражается в записи сменой знака во втором кластере (J) у одного из пучков симметрично – с «плюса» (p+) на «минус» (bp+), и запись самого процесса приобретает вид (4):

p+(1836;1;1) + bp+(1836;–1;1) →

→ ЭЧ(3672me;0;2e) →

→ 2χ(me;0;e) + {nBh(1…3670me;0;0)}  (4)

Как видно из выражения (4), спин действительно может компенсироваться, то есть может получаться частица с нулевым спином (как у Bh – бозона Хаггса). В результате столкновения двух протонов p+ и bp+ будет накапливаться положительный заряд – в виде конденсонов χ(me;0;e). Но самое главное – будет получаться большое количество свободных скалярных гравитонов φ(me;0;0) (то есть большое количество массы, равное 3670me), которые, слипаясь, будут представлять собой куски массы nBh(1…3670me;0;0), различные по величине – от 1 до 3670me. Это и есть гипотетические «бозоны Хиггса». Свойства их, следуя данным Периодической системы элементарных частиц, заведомо известны и не представляют никакого интереса для исследователей.

Между тем, не дожидаясь полного прекращения финансирования и сворачивания экспериментов, уже построенный БАК можно задействовать в проведении экспериментов, направленных на подтверждение (или, точнее, комплексное изучение) положений Периодической системы ЭЧ.

В частности, важны опыты по идентификации гравитонов φ(me;0;0), о чьём существовании физики говорили ещё в прошлом веке.

Кроме того, возможен эксперимент по идентификации конденсонов χ(me;0;e) – покоящихся ЭЧ, которые имеют единичную массу и единичный электрический заряд. Причём, можно предсказать и некоторые их свойства. Например, конденсон порождает вокруг себя статическое электрическое поле, при облучении которого фотонами γ(0;J;0), получается электрический ток e(me;J;e).

Можно предложить ещё множество экспериментов, которые вполне реализуемы в БАКе и результаты которых могут быть чётко прогнозируемыми и несущими ожидаемое число практически полезных свойств.

Заключение

На основании проделанной работы оказалось возможным моделирование ядерных процессов, касающихся класса элементарных частиц (в пределах жёсткого соответствия последних определению). Создание такой модели позволяет с более глубоким пониманием подойти к проблеме изучения мира элементарных частиц – аналогично, как в своё время произошло с введением Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

В частности, возможным оказывается прогнозирование обнаружения новых элементарных частиц, причём, с заранее известными физическими характеристиками. Кроме того, создание модели уровня элементарных частиц позволяет на её основе предполагать возможные конструкции материи уровнем, более низким, чем уровень элементарных части.


Литература:

  1. В.В. Дикусар, А.А. Тюняев. Системный анализ и Организмика: от частного к общему // «Динамика неоднородных систем» / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. 2008. № 32 (3). С. 317 – 331.
  2. А.А. Тюняев. Периодическая система элементарных частиц // Организмика – фундаментальная основа всех наук. Том III: Физика / Под редакцией д. ф.-м. н., проф., академика РАЕН О. А. Хачатуряна. – М.: Спутник+, 2009.
  3. В.В. Дикусар, А.А. Тюняев. Появление дробностей в единичных моделях на примере возникновения дробных значений зарядов кварков // Динамика неоднородных систем / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. Сентябрь 2010.
  4. В.В. Дикусар, А.А. Тюняев. Кванты основных физических взаимодействий Периодической системы элементарных частиц // Динамика неоднородных систем / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. Сентябрь 2010.
  5. В.В. Дикусар, А.А. Тюняев. Резон – квант пространства: свойства, особенности, качества // «Динамика неоднородных систем» / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. 2010 (в печати).