МАТЕРИАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ В КВАНТОВОМ ПОЛЕ

Свойства Мультивселенной, содержащей множество Вселенных, не определяются эмпирическими методами познания, ограниченными рамками нашей Вселенной. Но это не препятствует теоретическим исследованиям, выявляющим взаимосвязи между структурами макро и микро уровней. Так, моделируя динамику Мультивселенной... more
326
Views
Scientific papers > Science
Published on: 2013-05-17
Pages: 13

М. М. Каценберг МАТЕРИАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ В КВАНТОВОМ ПОЛЕ Новая модель макро- и микромира выявляет происхождение квантового поля, условия расширения Вселенной, порядок взаимодействия микрочастиц. ДИНАМИКА КВАНТОВОГО ПОЛЯ Предположим, что Мультивселенная имеет структуру кубической гексагональной решетки (Рис. 1). Она состоит из Вселенных, которые появились одновременно, расширяются синхронно. После сближения их границ зародится очередное поколение Вселенных. Другие Мультивселенные отличаются размерами своих Вселенных и заполняют последовательные иерархические уровни в едином космическом универсуме. Рис. 1. Кубическая гексагональная решетка. При сменах поколений Вселенных, принадлежащих одному из уровней, их материя перераспределяется. Для вышестоящего уровня данная Мультивселенная служит тканью пространства, у компонентов которой регулярно меняется массивность – М, перемещающаяся по волновым траекториям, свойственным кубической гексагональной решетке. Границей каждой Вселенной является перепад параметра М. Вовне величина М выше, чем внутри. Поэтому граница расширяется, наполняя Вселенную волнами параметра М. Из них формируется квантовое поле, которое координирует преобразования микрочастиц, стабилизирует переменные энергетические состояния. Без квантового поля вещество не существует. В межвселенской среде его нет.


ГРАВИТАЦИЯ – ДИССИПАТИВНЫЙ ПРОЦЕСС Если во Вселенной имеется квантовое поле, и материальные объекты не разрушаются под воздействием его волн, у них должны быть механизмы, обеспечивающие устойчивость. Простейший механизм устойчивости – сходящийся поток волн квантового поля с экстремумом М в центре. Вокруг него постоянно образуется градиент параметра М, который изменяет их амплитуду и частоту. В точке экстремума амплитуда приближается к нулю, а поступивший приток параметра М расходуется на диссипацию, создающую данный градиент. Рис. 2. Преон. Устойчивый объект с равновесием поглощения и диссипации представляет собой первичную микрочастицу преон (Рис. 2). Волны квантового поля движутся к его центру по эвольвентам с одинаковым закручиванием. Следовательно преоны обладают идентичной центральной хиральностью. Их доминирование над антипреонами, имеющими противоположную центральную хиральность, ведет к барионной асимметрии нашей Вселенной - преобладанию вещества над антивеществом. Градиент М - это гравитационное поле. В нем амплитуды волн, сходящихся к центрам преонов или антипреонов с противоположных сторон, изменяются неравномерно. Происходят сдвиги экстремумов М по градиенту, а значит притяжение микрочастиц к его источнику. Такой же механизм

гравитационного взаимодействия свойственен всем материальным объектам. Источниками гравитационного поля являются преоны, антипреоны и композитные материальные объекты, в которых имеются устойчивые экстремумы М. Они трансформируют энергию квантового поля в энергию гравитационного поля. Другим источником гравитации является граница Вселенной. Расширяясь с неизменной скоростью, она продуцирует градиент М, вызывающий притяжение галактик, ускоряющий их радиальный разлет. ЗАРОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННЫХ После стыковки Вселенных в их границах появляются расширяющиеся промежутки, которые не воспроизводят квантовое поле, необходимое для устойчивости преонов. Теперь вглубь каждой Вселенной движется фронт распада материальных объектов: звезд, планет, атомов... Экстремумы М преонов и антипреонов нивелируются, растекаясь волнами параметра М. Во всех ячейках Мультивселенной встречаются волны из четырех соседних сливающихся Вселенных. Трехмерная интерференция когерентных волн порождает множество экстремумов М. Те из них, которые расположены в центральной части интерференционной решетки, превышают определенный порог и превращаются в преоны. В то же время вблизи преонов средняя величина параметра М становится ниже, чем за пределами занятой ими области. Образуется перепад М – граница новой Вселенной. Она сразу же начинает расширяться, создавая квантовое поле, обеспечивающее устойчивость преонов. Так зарождаются Вселенные очередного поколения, и взамен прежнего массива Мультивселенной формируется аналогичный массив со смещенным расположением Вселенных. Повторения циклов, включающих рождение, расширение, слияние, вызывают равномерную пульсацию Мультивселенной. Синтез преонов и антипреонов продолжается после рождения Вселенной. Через ее границу в составе космических лучей поступают потоки волн параметра М, возникших при распаде вещества прежних Вселенных. Когда их интенсивность меняется, интерференционные решетки с


экстремумами М формируются в разных областях Вселенной. От каждой из четырех предшественниц она получает столько преонов и антипреонов, сколько было в их сопредельных секторах. Если этот долевой вклад не одинаков, вещество неравномерно распределяется по секторам Вселенной. Секторное наследование материи в микроуровневой Мультивселенной конфигурирует волны параметра М в пространстве нашего уровня. Вселенные микроуровня не являются компонентами нашей материальной среды. Они в миллионы раз меньше преонов. СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Поначалу во Вселенной существовали только преоны и антипреоны, а единственным взаимодействием была гравитация. Как сформировалось многообразие материального мира? Рассмотрим условия притяжения двух преонов. В зоне их контакта благодаря резонансу когерентных волн образуется волновой пакет, имеющий не центральную, как у преона, а осевую хиральность. Это переносчик сильного взаимодействия глюон. Его поглощает третий преон. В то же время гравитационное взаимодействие сблизившихся преонов нивелируется, и они дистанцируются. Так как экстремум М преона снижается при излучении глюона и возрастает при поглощении, меняется интенсивность его гравитационного поля – его масса. Преон, поглотивший глюон, сближается с тем из двух преонов, отдавших глюон, чья масса больше. Начинается повторный цикл сильного взаимодействия, в котором они передают новый глюон преону с меньшей массой, оставшемуся без пары. Устойчивую композитную частицу, состоящую из трех преонов, связанных сильным взаимодействием, мы назвали «Пробарион». В нем преоны обмениваются глюонами поочередно. Подобно кваркам их можно подразделять по трем цветовым зарядам. Пробарионы, появившиеся на втором этапе эволюции вещества, не существуют в земных условиях и не выявлены экспериментально. Они стали предшественниками всех барионов, в том числе нейтронов и протонов.

КВАНТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ Звезды образовались благодаря гравитационному уплотнению конгломератов пробарионов, из которых сформировалась преон-глюонная плазма. Она является источником излучения. Известно, что кванты излучения обладают разной длиной волны. Им присвоено несколько названий: гамма-кванты, фотоны, радиоволны и др. Мы предположили, что все кванты излучения возникают при аннигиляциях преонов с антипреонами. Обозначим хиральность преона знаком (-), а антипреона (+). Сливаясь под действием гравитации, они теряют устойчивость и образуют два потока волн с осевыми хиральностями (-) и (+), составляющие дубль-поток (±), движущийся с постоянной скоростью, присущей волнам квантового поля. Через определенное время благодаря турбулентности нелинейных волн в нем происходит самофокусировка преона и антипреона с центральными хиральностями (-) и (+), которые вновь аннигилируют, и дубль-поток (±) перемещается к новой точке сборки. Цепочка переносов дубль-потока (±) – это квант излучения, длина волны которого равна интервалу между точками сборки. Чем выше энергия повторяющихся аннигиляций, тем короче периоды сборок и длина волны. Поляризация квантов излучения (поляризация света) вызвана пространственной ориентацией пар преонов и антипреонов в точках сборки. 6 марта 2014 г. в журнале Nature Communications была опубликована статья «Extraordinary momentum and spin in evanescent waves» с результатами экспериментальных исследований, согласно которым импульс и спин волн излучения имеют поперечные компоненты, ориентированные под прямым углом к направлению их распространения. По мнению авторов, свойства данных волн противоположны свойствам обычных волн. Эти сведенья подтверждают наше предположение о наличие точек сборок-аннигиляций в волновом потоке кванта излучения. Квантами излучения преон-глюонной плазмы, расположенной в центре звезды, являются Z-бозоны. Их энергия выше, чем у гамма-квантов. Когда

пробарионы, принадлежащие оболочке звезды, окружающей преон- глюонную плазму, начали облучаться Z-бозонами, они преобразовались в нейтроны, состоящие из кварков. Кварк поглощает Z-бозон в его точке сборки. При этом возникает метаустойчивая структура из трех сферических волновых потоков, у двух из которых центральная хиральность (-), а у одного (+). Иначе говоря, к преону, представлявшему кварк до поглощения, добавляется преон и антипреон. В такой триаде происходит аннигиляция прежнего преона с поступившим антипреоном, излучается новый Z-бозон. Поскольку масса этого преона превышает массу аннигилирующего с ним антипреона, оставшаяся часть его волнового потока (-) не включается в аннигиляцию. Лишившись устойчивости, она меняет центральную хиральность на осевую и излучается в виде бозона W-. В составе кварка остается лишь преон с меньшей массой. Он поглощает бозон W-, излученный другим кварком в ходе неравновесной аннигиляции, увеличивая свою массу до начального уровня. После этого кварк поглощает очередной Z-бозон, и цикл его трансформаций повторяется. СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Переносы бозонов W- между кварками происходят в ходе слабого взаимодействия с участием мезонов - метаустойчивых частиц, состоящих из пар: кварк + антикварк. Не останавливаясь на детализации присущих им волновых процессов, зависящих от условий среды, отметим, что различные мезоны обмениваются с близлежащими микрочастицами квантами излучения и бозонами W- или W+. Мы предположили, что в нейтроне в одном цикле слабого взаимодействия задействованы два мезона. Каждый из них группируется с тем кварком, который в данный момент излучает бозон W-. Поглощая и излучая бозон W-, мезон переносит его от одного кварка другому. При этом он на непродолжительное время наделяет сопряженный кварк классификационным отличительным признаком - так называемым ароматом. В нейтроне синтезируются мезоны с наименьшей массой (пионы), которые

придают двум кваркам аромат d. Кварк, оставшийся свободным от мезона, краткосрочно приобретает аромат u. При слабых взаимодействиях антикварков ассоциированные с ними мезоны переносят бозоны W+. Внутри нейтрона гравитационные поля мезонов нейтрализуют внешнюю гравитацию, препятствуя притяжению его кварков к центру звезды. После этого в каждой сцепке кварка с мезоном начинается серия аннигиляций, в ходе которых мезон распадается, излучаются три Z-бозона. Один из них попадает в нейтрон, расположенный ближе к центру звезды, где стыковка трех Z-бозонов в одной точке сборки инициирует синтез очередного мезона. Так, передислоцируясь из нейтрона в нейтрон, мезоны достигают плазменного ядра, в котором их кварки и антикварки аннигилируют, образуя новые Z-бозоны, поступающие в нейтронную оболочку. Масса нейтрона, содержащего сеть переносов мезонов и элементарных бозонов, значительно превышает массу пробариона. УСТОЙЧИВОСТЬ ЗВЕЗД Встречная циркуляция Z-бозонов и мезонов в нейтронной оболочке звезды препятствует ее гравитационному коллапсу. Эти обменные процессы, в отличие от стихийных столкновений частиц в ускорителях, идут по сбалансированным, упорядоченным траекториям. Плазменное ядро звезды трансформирует энергию квантового поля в энергию квантов излучения. Подобной энергетикой обладают ядра планет и шаровая молния. Она состоит из плазменного ядра и нейтронной оболочки, в которой гравитация мезонов компенсирует воздействие внешнего гравитационного поля, противодействует падению на поверхность Земли. Свечение шаровой молнии обусловлено тем, что у нее нет массивной мантии, способной поглотить кванты излучения, покидающие нейтронную оболочку. При проектировании реактора, рабочее тело которого преон-глюонная плазма, необходимо учитывать, что ее устойчивость требует стабильной циркуляции Z-бозонов и мезонов в нейтронной оболочке. Интенсивность излучения реактора зависит от массы плазмы и оболочки. Степень

уплотнения плазмы лимитируется тем, что взаимное отторжение преонов в ходе сильного взаимодействия исключает ее превращение в черную дыру, которой по закону тяготения, не учитывающему особенности структурно- функциональной организации микромира, приписывается способность перманентно поглощать вещество. УСТОЙЧИВОСТЬ АТОМОВ На трех этапах эволюции Вселенной сформировались преоны, пробарионы и первичные звезды. Их устойчивость обеспечивалась упорядоченными обменными процессами, идущими в стабильных условиях среды. Четвертый этап начался, когда у звезд появились мантии, в которых не сохраняется баланс переносов Z-бозонов, необходимый для стабильной устойчивости нейтронов. Здесь условия взаимодействия частиц варьируются. Происходят бета-распады нейтронов на протоны и электроны. Электрон, в отличие от кварка, поглощает не Z-бозоны, а кванты излучения с другими длинами волн – фотоны. До поглощения фотона электрон состоит из одного антипреона. В момент поглощения он представляет собой метаустойчивую триаду из двух антипреонов и преона. В ней происходит аннигиляция прежнего антипреона с преоном, и излучается фотон. Поскольку у электрона масса преона, принесенного поглощенным фотоном, всегда больше, чем масса антипреона, имевшегося до поглощения, в аннигиляцию не включается избыточная часть потока волн с центральной хиральностью (-). Она нивелируется и растекается в пространстве убывающими волнами элементарного электрического заряда с осевой хиральностью (-). Эти волны не поглощаются электронами, так как их хиральность противоположна хиральности антипреонов. После аннигиляции в составе электрона остается лишь антипреон с большей массой. За счет диссипации его масса понижается до начального уровня. При поглощении очередного фотона цикл трансформаций электрона повторяется. Бета-распад нейтрона обусловлен дефицитом Z-бозонов в среде, благодаря которому один из его мезонов теряет возможность постоянно

воспроизводиться. Он распадается на электрон и позитрон. Первый поступает в оболочку атома, а второй остается ассоциированным компонентом протона, образовавшегося взамен нейтрона. После поглощения фотона позитрон представляет собой метаустойчивую триаду из двух преонов и антипреона. В ней происходит неравновесная аннигиляция, излучается фотон, а также растекающиеся волны элементарного электрического заряда (+). Внутри протона позитрон поочередно взаимодействует с каждым кварком, обмениваясь с ними фотонами, и поэтому не фиксируется в качестве обособленного источника электрического заряда. Равенство абсолютных величин электрических зарядов протона и электрона обусловлено тем, что они поглощают фотоны в едином ритме, продиктованном постоянством скорости света. Так как в нейтроне поглощаются все волновые потоки элементарных бозонов (+) и (-), у него нулевой заряд. Арифметический расчет, согласно которому кварки стабильно обладают дробными зарядами: 2/3 или -1/3, лишен оснований. Находясь в оболочке атома, электроны перемещаются вокруг ядра от точки поглощения одного фотона к точке поглощения другого. Количество электронов, распределенных по энергетическим уровням в электронной оболочке, зависит от числа фотонов, излучаемых ядром в каждом цикле электромагнитного взаимодействия, а значит от числа протонов в ядре. Протоны, находящиеся на разных расстояниях от центра ядра, отличаются энергетически и излучают фотоны различной длины волны. Если в спектре их излучения имеются фотоны с равной длиной волны и противоположной поляризацией, два электрона огибают ядро по встречным направлениям на одной орбите. Радиусы орбит зависят от длин волн фотонов, излучаемых ядром. Когда у атома изменяется энергетическое состояние, меняется спектр излучения ядра, и передислоцируются точки сборки внутриатомных фотонов. Чем выше их энергии, тем меньше радиусы орбит электронов. В ответ на любые внешние воздействия у атома меняются, как длины волн фотонов, курсирующих между ядром и электронной оболочкой, так и

дислокации мезонов в нуклонах ядра. Тем самым варьируются его резистентные состояния. При переменных условиях среды гравитационные поля мезонов придают компонентам атома ускорение, а при статичных стабилизируют инерционное движение. Механизмы устойчивости атомов сложнее, чем встречные переносы Z-бозонов и мезонов в нейтронных оболочках звезд, которые осуществляются без участия электронов. Точная математическая модель обменных процессов в атомарном веществе поможет конкретизировать знания о глубинной организации всех механических взаимодействий, связать их с физическими явлениями микромира. КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ 1. Преон. Устойчивая моночастица, состоящая из сходящегося потока волн квантового поля и являющаяся диссипативным источником гравитационного поля. Его масса варьируется в широком диапазоне, так как зависит от текущих взаимодействий, а значит от условий окружающей среды. У преона центральная хиральность (-), у антипреона (+). 2. Фермион. Метаустойчивая частица: кварк или лептон, исходным компонентом которой является преон или антипреон. При поглощении кванта излучения фермион приобретает вид преон-антипреоной триады. В ней происходит аннигиляция двух компонентов, являющихся хиральными антагонистами, а третий становится новым исходным компонентом, взаимодействующим с очередным квантом излучения. Когда энергетические состояния фермионов изменяются, в среде возникают перепады гравитационного поля, которые прежде ошибочно интерпретировались как микрочастицы нейтрино. Эти перепады перемещаются в пространстве, суммируются, образуют осцилляции, и могут вызвать реорганизацию взаимодействий микрочастиц, фиксируемую с помощью детектора нейтрино. В сильном взаимодействии кварки обмениваются глюонами, а в слабом излучают и поглощают Z-бозоны и бозоны W-. Лептоны, в частности электроны, отличаются от кварков тем, что не участвуют в сильном взаимодействии. Поэтому массы компонентов их метаустойчивых триад

значительно меньше, чем у кварков, и им свойственно не слабое, а электромагнитное взаимодействие. В нем лептоны излучают фотоны и волны электрического заряда (-). Сильное взаимодействие антикварков сопровождается обменом антиглюонами, а слабое - излучением Z-бозонов и бозонов W+, Антилептоны в ходе электромагнитного взаимодействия излучают фотоны и волны электрического заряда (+). Если при каких-либо условиях, например в составе свободного мезона, кварк и антикварк лишены сильного взаимодействия, они превращаются в антилептон и лептон. 3. Бозоны. К их числу относятся: глюоны, являющиеся переносчиками сильного взаимодействия преонов или кварков; кванты излучения, образующиеся при аннигиляциях преонов с антипреонами в преон-глюонной плазме и в композитных структурах фермионов; бозоны W- и бозоны W+, излучаемые, когда эти аннигиляции неравновесны; а также различные мезоны. Все элементарные бозоны представляют собой трансформации волн единого квантового поля. Волновые потоки глюонов и антиглюонов, бозонов W- и W+, а также элементарных электрических зарядов (-) и (+) обладают левой или правой осевой хиральностью. В фотонах, Z-бозонах и других квантах излучения совмещены обе эти хиральности. Дальнодействие глюонов, бозонов W- и W+ соизмеримо с интервалами между их донорами и акцепторами, находящимися в составных частицах. У квантов излучения оно не ограничено. Мезоны - составные бозоны, состоящие из различных пар: кварк + антикварк. Кварки подразделяются по поколениям, зависящим от типологии сопряженных с ними мезонов. Следовательно, и мезоны можно подразделять по поколениям. При определенных условиях среды мезоны кратковременно присоединяются к композитным структурам электронов, образуя лептоны второго или третьего поколения: мюоны или Т-лептоны. 4. Барионы. Составные частицы, представляющие собой триады кварков, связанных сильным взаимодействием. Среди них лишь нейтроны и

протоны присутствуют в звездном и атомарном веществе. В космических лучах и ускорителях частиц обнаружены барионы (гипероны и др.), летящие со скоростями, не свойственными веществу звезд и планет. Помимо кварков с ароматами u и d, они содержат массивные кварки второго или третьего поколения, обозначенные ароматами c, s, t, b. Композитные структуры данных кварков регулярно дополняются мезонами высших поколений. Устойчивость гиперонов недостижима без сверхвысоких скоростей. ЭНЕРГИЯ КВАНТОВОГО ПОЛЯ Благодаря расширению границы во Вселенной возрастет фоновый уровень параметра М. Поэтому снижается пограничный перепад и уменьшается энергия волновых процессов. Фиксируя свет далеких галактик, излученный несколько миллиардов лет назад, мы видим, что с течением времени увеличилась его длина волны. Это красное смещение обусловлено ростом фонового параметра М, понижающим энергию ранее излученных фотонов. Прежняя интерпретация, согласно которой причина красного смещения - ускорение звезд при расширении Вселенной, лишена логики. Тот факт, что скорости звезд когда то были меньше, чем сегодня, никак не влияет на разлетающиеся кванты излучения. В эпоху зарождения первых звезд квантовое поле представляло собой сеть Z-бозонов. Они поглощались и излучались звездами, сохранявшими энергетический баланс с окружающей средой. Последующая деградация энергии квантового поля вызвала дефицит Z-бозонов на перифериях нейтронных оболочек звезд. Начались бета-распады нейтронов. У звезд появились мантии из атомарного вещества. В настоящее время энергия квантового поля снизилась до уровня радиоволн. Термоядерные реакции, идущие в мантии, играют роль энергетического буфера вокруг звезды и создают разнообразие химических элементов Вселенной. Их мощность зависит от массы мантии, поглощающей космическую пыль, кометы, экзопланеты… Дестабилизация мантии может лишить нейтронную оболочку устойчивости, инициировать взрыв сверхновой.

При ускорении композитных микрочастиц, в частности барионов, возрастают энергии их компонентов и квантов излучения. Наглядным примером служит недавнее открытие бозона Хиггса. В Большом адроном коллайдере происходят разноскоростные столкновения протонов, и разлетаются кванты излучения с разной энергией. Если энергия кванта, поступившего в детектор, превышает порог с расчетной массой 125 ГэВ, образуются частицы, свидетельствующие о том, что это бозон Хиггса. Когда скорость сталкивающихся протонов недостаточно высока, энергии излученных квантов варьируются в диапазоне с расчетной массой от 91,18 до 125 ГэВ. Реализуются реакции, свойственные поглощениям Z-бозонов, в ходе которых не синтезируются частицы, подходящие для такого открытия. Руководствуясь математическими выкладками, основанными на поверхностных представлениях о взаимодействиях микрочастиц, ученые приписывают бозонам Хиггса и Z-бозонам массы, в десятки раз превышающие массу атома водорода. Но все элементарные бозоны не являются источниками гравитационного поля, а значит, не обладают массами. Их расчетные массы - формальные характеристики, отражающие величину аккумулированной ими энергии квантового поля. Бозоны с нулевой массой участвуют в гравитационном взаимодействии, поскольку в градиенте М изменяются частоты их волновых пакетов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Теория единого квантового поля определила ключевые механизмы гравитационного, сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия материальных объектов. Для ее верификации подходят многие экспериментальные методы современной науки. Будут созданы различные технологические инновации, в том числе преон-глюонные реакторы, потребляющие энергию расширения Вселенной.

Chkmark
The end

do you like it?
Share with friends

Reviews