№11 [104]
00`00``01.11.2011 [Σ=1]
ЖУРНАЛ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКЕ - «ОРГАНИЗМИКА»
Organizmica.org/.com/.net/.ru
НОВАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ОРГАНИЗМИКА

Физика

Разделы Организмики

Симметричная модель пространства элементарных частиц на метрике mJe

Дикусар В.В., Тюняев А.А., Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН, Москва, 2011

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

Начнём с базового определения: пространство в математике, логически мыслимая форма (или структура), служащая средой, в которой осуществляются другие формы и те или иные конструкции; пространство определяют как множество каких-либо объектов, отношения между которыми определяют «геометрию» пространства.

Для того чтобы представить совокупность лептонов как уникальное топологическое пространство и рассмотреть в нём физические построения, необходимо выработать метрику этого пространства – такие пространственными характеристиками, совокупностью которых это пространство описывается полностью.

Такими характеристиками академик Л.Б. Окунь предлагает считать три величины ћ, e, me, которые позволяют получить размерности всех физических величин [1]. Иными словами для описания пространства лептонов предложена метрика ћeme, которую мы со своей стороны уточним. Вместо постоянной Планка будем использовать спин J – собственный момент количества движения элементарных частиц. Он присутствует в описании всех элементарных частиц и измеряется в единицах ћ. То есть сформированная нами метрика примет вид – mJe.

Предложенная метрика mJe является основой физической системой координат, осями которой являются три вектора – m; J; e1. Они расположены, направлены и функционируют особым образом. Первый орт – орт массы m. В данной системе координат масса является векторной величиной. Второй орт – орт спина J (напомним, спином или моментом количества движения обладают также электромагнитное, гравитационное и другие физические поля). Третий орт – орт электрического заряда e. Электрический заряд в данной системе так же, как масса, является векторной величиной.

Видно, что указанная система координат построена следующим образом. Орт массы m перпендикулярен орту электрического заряда e. Оба вектора приложены к рассматриваемой материальной точке. Третий орт J сформирован вращением указанной материальной точки, но приложен не к ней, а к центру, вокруг которого вращается эта материальная точка. Орт J направлен перпендикулярно двум первым ортам. Вектор J закручивает материальную точку, к которой приложена пара векторов m и e, в результате этого вектор массы m совпадает с радиусом вращения материальной точки, то есть в каждый момент времени вектор массы направлен по радиусу к центру вращения. А вектор электрического заряда e направлен в сторону вращения по касательной. Последовательность смены положений вектора e представляет собой окружность.

Таким образом, из этой физической системы координат следует, что масса всегда направлена к центру вращения. А поскольку масса определяет силу тяготения, то и эта сила направлена к центру вращения. При этом необходимо чётко понимать, отметить, что ось массы – это не есть неподвижная ось; это всё множество радиусов, направленных от периферии окружности к её центру. Поэтому точки, расположенные на одинаковом удалении от центра, находятся на оси массы в одной её точке и, в связи с этим, имеют одинаковые значения, и связанные с ними силы тяготения также одинаковы, а их векторы сонаправлены – направлены в одну и ту же точку центра вращения. В свою очередь, ось электрического заряда e является периметром окружности с направлением, вдоль которого располагаются заряды.

Применяя систему координат mJe к элементарным частицам, получаем следующую картину. Допустим в некоторой точке A пространства xyz располагается квант этого пространства, названный в работе [2] – резоном. Его параметры в системе mJe имеют нулевые значения – ρ0(0;0;0). При рождении пары из нулевого резона одновременно происходят несколько событий, связанных понятием конденсированной среды. Резон разделяется на два потока частиц. Первый поток связан с «положительной» областью элементарных частиц. В этой области значения всех трёх векторов m, J, e имеют положительные значения. Второй поток, соответственно, связан с «отрицательной» областью элементарных частиц и отрицательными значениями тех же трёх векторов.

Из всего множества значений, присущих возможным элементарным частицам, формируются две названные области специфической системы координат. Каждая из областей по форме является половинкой сферы. Обе половинки соприкасаются точкой «ноль», которая соответствует резону с нулевыми параметрами mJe. Радиус верхней полусферы, направленный из резона вертикально вверх, – это ось спина с положительными значениями, а радиус нижней полусферы, направленный из того же резона вертикально вниз, – это ось спина с отрицательными значениями.

Ось массы представлена двумя параллельными вариантами. Один вариант состоит из радиусов, направленных от максимального периметра к «положительному» участку ρ0J+ оси Jρ0J+. Второй вариант – к «отрицательному» участку Jρ0 той же оси Jρ0J+. Ось электрического заряда представлена также двумя вариантами. Первый вариант состоит из кольцевых сечений «положительной» полусферы, направленных под прямым углом к оси ρ0J+. Второй вариант симметричен и состоит из аналогичных сечений, перпендикулярных «отрицательному» участку оси Jρ0.

Таким образом, вся предлагаемая система координат представляет собой систему координат «m» и «e», которые представлены двумя симметричными вариантами, вращающимися вокруг соответствующего симметричного участка Jρ0J+. Вся система координат уравновешена законами сохранения. Из неё видно, что масса имеет всегда только положительные значения. Электрический заряд представляет собой вращение: «положительный» – направленное в одну сторону, и «отрицательное» – направленное в противоположную.

Эту систему координат можно представить в ином виде: симметричные полусферы соприкасаются не в точке резона, где все параметры равны нулю; полусферы соприкасаются своими основаниями, составляя теперь целую сферу. В этом случае нулевая точка резона разделяется в пространстве xyz на две полностью идентичные – ρ0+(0;0;0) и ρ0−(0;0;0). Это полюса элементарной частицы, через которые проходит её ось вращения.

В указанной метрике mJe для объяснения устройства и свойств мира элементарных частиц сформирована модель под названием «Периодическая система элементарных частиц» [3]. В ней каждая элементарная частица характеризуется выбранными выше тремя параметрами [1]: масса m, момент количества движения J, электрический заряд e. Каждый из параметров может быть включен в состав конкретной элементарной частицы только один раз. При этом единичной массой является масса электрона (1 = me), единичным зарядом – заряд электрона (1 = e), а единичным моментом количества движения – спин, равный ½ (1 = ½).


Рис. 1. Периодическая система элементарных частиц.

Все входящие в Периодическую систему ЭЧ стабильны, то есть имеют практически бесконечные времена жизни.

С учётом сказанного формулу элементарной частицы можно записать так (1):

O = K±±±K(me;J;e),  (1)

где: O – искомая элементарная частица; K(me;J;e) – матрица основного набора «качеств», с помощью включения которых она формируется; K±±± – управляющая матрица [3], включающая или не включающая соответствующее «качество» в матрице основного набора этих «качеств» ЭЧ.

Так для фотона γ формула записи в этой метрике имеет вид:

γ±(0;±1;0),

Отметим, что знаком «–», «0», или «+» в K обозначается знак определяющий частицы. При этом для фотона γ определяющим является знак спина – «плюс» (фотон) или «минус» (антифотон); (0;±1;0).

С использованием (1) формулы некоторых элементарных частиц выглядят так:

Позитрон → O = +++K(1;1;1)   → e+(1;1;1).
Электрон → O = ++−K(1;1;−1) → e(1;1;−1).
Нейтрино → O = ++0K(1;1;0)   → ν+(1;1;0).

В работе [4] показаны кванты основных физических взаимодействий: электрического, кинетического и гравитационного, и их полное соответствие элементарным частицам.

При построении Периодической системы ЭЧ использовался принцип «включён-выключен» без учёта качественных оценок величины параметра. На итог систематизации такой подход не оказывает существенного влияния, но на уровне точной оценки некоторых данных могут иметь место некоторые уточнения.

Периодическая система элементарных частиц (рис. 1) содержит четыре периода – от нулевого до третьего. В нулевом периоде располагается всего одна элементарная частица – резон ρ0(0;0;0), отождествлённая нами с квантом физического вакуума [2]. Резон участвует в таких реакциях как рождение пар и аннигиляция. Проявляется в эффектах Казимира, Унру и др. С его посредством в физическом вакууме распространяется электромагнитное поле.

Первый период Периодической системы ЭЧ составляют кванты зарядов: гравитон – φ±(±1;0;0), фотон – γ±(0;±1;0) и электрический заряд – η±(0;0;±1). Здесь знак «±» обозначает две возможные поляризации ЭЧ по соответствующему признаку, обозначенному в формуле ЭЧ символом «1».

Все три кванта зарядов пока в разной степени являются и установленными, и гипотетическими частицами. Так гравитон был объявлен существующим уже более 70-ти лет тому назад, хотя до сих пор экспериментально надёжно не установлен.

Во втором периоде Периодической системы элементарных частиц все представленные кванты полей, у которых во втором кластере стоит символ присутствия спина – «1», на самом деле имеют спины, равные ½.

В третьем периоде все элементарные частицы являются квантами токов, и все они имеют спин, поименованный как «1», и также численно равный ½. Поясним это.

В третьем периоде представлены кванты токов, у которых единицами заняты все три кластера. Различия формируются только за счёт знаков «+» или «–» в каждом кластере.

На основании предложенной модели оказалось возможным моделирование ядерных процессов, касающихся класса элементарных частиц (в пределах жёсткого соответствия последних определению), также 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, оказывается возможным прогнозировать обнаружения новых элементарных частиц с заранее известными физическими характеристиками. Более того, создание модели уровня элементарных частиц позволяет на её основе формулировать возможные конструкции материи уровнем, более низким, чем уровень элементарных части.

Выводы:

На трёх физических константах me, J, e построена физическая система координат, подтверждаемая известными физическими явлениями, которая позволяет описывать все обнаруженные на сегодня элементарные частицы (лептоны). Сформулированная на её основе «Периодическая система элементарных частиц» описывает, как обнаружить на сегодня элементарные частицы, так и прогнозировать открытие новых.

Литература:

  1. Окунь Л.Б., Фундаментальные константы физики. Успехи физических наук. 161 (1991) 177 – 194.
  2. Дикусар В.В., Тюняев А.А., Резон – квант пространства: свойства, особенности, качества // «Динамика неоднородных систем» / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. 2010. № 50 (1). С. 72 – 79.
  3. Тюняев А.А., 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.
  4. Дикусар В.В., Тюняев А.А., Кванты основных физических взаимодействий Периодической системы элементарных частиц // «Динамика неоднородных систем» / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды Института системного анализа РАН. 2010. № 49 (1). С. 98 – 102.

1 В настоящей работе и масса, и электрический заряд – векторные величины.