№1 [105]
00`00``01.01.2012 [Σ=1]
ЖУРНАЛ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКЕ - «ОРГАНИЗМИКА»
Organizmica.org/.com/.net/.ru
НОВАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ОРГАНИЗМИКА

Физика

Разделы Организмики

Использование периодической таблицы элементарных частиц в процессе обучения студентов-физиков

В.В. Дикусар, профессор, д. ф.-м. н.,
А.А. Тюняев, ВЦ им. А.А. Дородницына РАН,
Москва, Россия, 12.01.2012 г.

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

В современной физике, как, в своё время, и в химии, остро стоит вопрос классификации и систематизации элементарных частиц.

Важность этого вопроса очерчена как необходимость синтетического осознания процессов рождения и исчезновения элементарных частиц (ЭЧ), так и возросшим требованием физического аппарата, на основании которого станет возможным открывать новые ЭЧ. Последнее, осуществляемое осознанно на основе разработанных классификаций и систематизаций, приведёт к новым и/или более ощутимым физическим результатам при соответствующей минимизации экономических затрат. Конечным результатом этой работы является разработанная диссертантом Периодическая система ЭЧ, которая, по нашему мнению, аналогична периодической системе химических элементов, разработанной Д.И. Менделеев.

Данную периодическую систему ЭЧ можно создавать разными способами. Один из них – построение логической модели и применение результатов такого эксперимента к известным характеристикам ЭЧ.

В качестве методологической и научной базой при разработке периодической системы ЭЧ использовались теоретические положения и математический аппарат, разработанные автором [2]. Поясним это.

Фундаментальное положение физики элементарных частиц (далее – ЭЧ) «аннигиляция и рождение пар» делает возможным моделирование [1], основанное на троичной логике (–1; 0; +1) [2]: каждый «0» способен породить пару «+1» и «–1», и – наоборот. Согласно определению, к ЭЧ относятся только частицы класса лептонов и фотон с базовыми параметрами: 1) спин, 2) масса, 3) электрический заряд [2]. Другие величины – производные.

Известные данные об открытых ЭЧ говорят: 1) спин может дискретно принимать значения –½, 0, +½ (для модели возьмём, что +½ = 1, а –½ = –1); элементарный электрический заряд, по модулю равный заряду электрона ee, может дискретно принимать значения –1, 0, +1; элементарная масса, равная массе электрона me, может дискретно принимать значения –1, 0, +1.

В модели присутствие или отсутствие у ЭЧ того или иного параметра обозначим через 1 и 0 соответственно, а знаками «+» или «–» отразим «полярность» конкретного параметра.


Рис. 1. Трёхмерная сферическая модель.

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.

Эти оси являются векторными представлениями указанных физических величин. Каждую точку на поверхности сферы можно записать в виде трёхкластерной однострочной матрицы (m;J;e). Или для ЭЧ справедлива такая запись – ЭЧ±(m;J;e). Например, для электрона – e(1;1;–1). Проставленная в кластере «1» обозначает положительное значение конкретного параметра, «–1» – отрицательное, а «0» – нулевое.

Шесть точек пересечения с осями дают шесть 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. Из них известны 67% ЭЧ. Центральная точка модели – центр пересечения осей – имеет все три параметра равные нулю – ρ0(0;0;0). Эта ЭЧ – «резон» (от лат. «начало») – квант пространства [2].

На выявленной троичной логике, управляющей включениями физических величин m, J, e, создана модель – «Периодическая таблица элементарных частиц» [2] (см. ниже).

Эта Периодическая таблица является некоторой своеобразной моделью с фиксированными свойствами, о чем будет подробно изложено в докладе. Здесь же кратко отметим следующее.


Рис. 2. Периодическая система элементарных частиц.

В системе 27 элементарных частиц. Они расположены в четырёх периодах: в 0-м – резон; в I-м периоде – кванты зарядов; во II-м – кванты полей; в III-м – кванты токов.

В структуре каждой ЭЧ II-го периода присутствует по два единичных параметра (у ЭЧ I-го периода – по одному). II-й период состоит из 12-ти ЭЧ: 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; и их 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 известны в физике (подробнее см. работу [3]).

Третий период содержит восемь элементарных частиц одного семейства – семейства электронов: это e+(1;1;1) – позитрон, e(1;1;–1) – электрон, остальные шесть ЭЧ – варианты античастиц. Третий период является поставщиком материала для последующего уровня [1] – Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Так, например, согласно модели, квант электромагнитного поля δ получается, когда кванту заряда (e+) сообщается квант движения (J = ½). Или иначе: заряд η+(0;0;1), двигаясь γ+(0;1;0), создаёт квант электромагнитной волны δ+(0;1;1):

Заряд + фотонквант 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)

Пара отрицательного заряда и фотона создаёт отрицательную часть полуволны электромагнитного поля δ (1). Пара соответствующих античастиц создаёт положительную часть полуволны электромагнитного поля – δ+ (2).

Все ЭЧ «Периодической таблицы» стабильны, то есть существуют вечно.

На основании изложенного можем сделать следующие выводы:

  1. Разработана Периодическая таблица (модель) элементарных частиц.
  2. На основании этой модели сформулирована Периодическая классификация как известных ЭЧ, так и ещё не открытых.
  3. Систематизация основана на трёх законах: 1) сохранения заряда; 2) сохранения количества движения; 3) сохранения энергии.
  4. В качестве взаимно-независимых параметров данной модели и проведённой классификации элементарных частиц выявлены три взаимно независимых параметра – масса, спин и электрический заряд.
  5. Разработанная Периодическая таблица элементарных частиц позволяет глубже и в полной мере осознать природу возникновения и взаимодействий элементарных частиц, придаёт более точную осмысленность проводимым экспериментам.
  6. И, наконец, самое главное. Периодическая таблица элементарных частиц существенно облегчает процесс обучения, касающийся физики элементарных частиц.

Литература:

  1. Дикусар В.В., Тюняев, А.А. Системный анализ и Организмика: от частного к общему // Динамика неоднородных систем / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.С. Попкова // Труды ИСА РАН. - 2008. - № 32 (3). - С. 317 – 331.
  2. Тюняев А.А. Периодическая система элементарных частиц // Организмика – фундаментальная основа всех наук. Том III: Физика / Под редакцией д. ф.-м. н., профессора, академика РАЕН О. А. Хачатуряна. – М.: Спутник+, 2009.
  3. 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). - C. 103 – 108.