Г.Ю. Никольский

Рассматриваются данные опытов с покоящимся и быстрыми электронами, а также противоречивые теоретические представления о строении электрона. Объяснение фактов и классических понятий рамках полевой зарядовой парадигмы позволяет решить ключевую дилемму физики.

 

 

Введение

Электрон – греческое название янтаря, о свойствах которого человек знает не одну тысячу лет. Новые сведения, собранные за последние сто лет, несмотря на их описательный характер, всесторонне используются, но не дают понимания. Опираясь на опытные данные современной физики и не изменяя классической научной традиции, можно прийти к пониманию устройства электрона, пересматривая существующую парадигму.

Тщетные попытки представить модель устройства электрона позволили физикам, освоившим смежную математическую специальность, показать в полной мере свою гениальность, как друзей парадоксов. А опыт остался пасынком ошибок трудных, которые не удалось уложить в прокрустово ложе фундаментальной теории. Хотя, «было бы вполне достаточно по-настоящему понять электрон» (Эйнштейн) [1].

Концепция Демокрита, жившего в V-м веке до нашей эры о наименьших неделимых элементах, стала претерпевать дифференциацию лишь век назад. Наука прошла путь от представлений о молекулярном строении веществ к химическим атомам Менделеева, а от них к элементам структуры атомов: электронам, протонам, нейтронам. Соглашаясь с Демокритом, мы признаем, что существует конечный пункт на этом пути, считаемый целью научного познания. Однако само понятие о цели задается человеком, его психологией, а не объективной реальностью, связанной с опытом. Представление о самой элементарной частице – электроне основывается на противоречивой интерпретации опытов, не дающих понимания с позиций здравого смысла.

По следам открытий электрона

Одной из последних попыток раскрыть тайны электрона являются «Эксперименты с покоящейся изолированной субатомной частицей», в которой опровергается то, что «…сегодня каждый «знает», будто электрон является неделимым «атомоном», т. е. дираковской точечной частицей с радиусом R=0 и g=2. Но так ли это? Как и протон, он может оказаться составным объектом» [1]. В опытах нобелевского лауреата Ханса Демельта определялась аномальная составляющая магнитного момента, характеризуемая величиной g^а = (g – 2)/2. Гиромагнитное отношение - отношение магнитного момента к механическому в какой-то мере анахронизм, чего нельзя сказать о его аномальной компоненте, позволяющей оценивать магнитные силы, вызываемые не инертным источником, а зарядовым полем.

Теория Дирака обнулила не только электрон, но и протон, приписывая ему радиус: R=0, но экспериментальные данные по рассеянию электронов, вынудили вернуть классический радиус протону: R_р=0.86∙10^{-15 m}. Эксперимент заставил отказаться от «чистой» теории и привел к необходимости создания «технического» проекта – модели структуры протона из кварков (чепухи в переводе с англ.). Перед теоретиками открылись необъятные перспективы сотворения вещественного мира из «чепухи», а эфира из «темной» материи.

Ханс Демельт попытался возродить электрон из «точечного состояния» в реальное, исследуя изолированную частицу. Важный вывод, к которому пришел Демельт, анализируя отклонение гиромагнитного отношения от Дираковского значения, состоит в том, «что электрон имеет размер и структуру! …новое предельное значение радиуса электрона: R≈10^{-20 см}. Верхний предел R<10^{-17 см} определен экспериментально в Сиэтле по столкновениям электронов с высокими энергиями» [1].

Демельт, анализируя свои измерения, старается сохранить верность официальной парадигме: «Салам и другие исследователи предложили составные модели электрона и кварков (Лайонс, 1983). На основе этих предложений я рассматриваю электрон как третье приближение дираковской частицы и как частицу, образованную из трех частиц (элементов - авт.), являющихся четвертым приближением дираковской частицы» [1].

Опыт проводился с изолированным электроном, который постоянно находился в ловушке Пеннинга при сверхвысоком вакууме и температуре 4 К. Условия опыта позволили наблюдать действие внутреннего механизма электрона. Однако интерпретация, ограниченная рамками парадигмы, остается в замкнутом круге понятия об инертных частицах, когда речь идет об элементах внутренней структуры электрона. В согласии с парадигмой, «предполагается, что три субкварка с огромной массой m, находящиеся в глубокой прямоугольной потенциальной яме, образуют электрон. При этом их масса почти полностью компенсируется за счет сильной связи, так что полная релятивистская масса оказывается равной наблюдаемой массе электрона m_е. Диаграмма значений g^а (R) может даже подсказать и более рискованную экстраполяцию: составные части электрона в бесконечной регрессии имеют все более массивные, все меньших размеров суб-суб... части. Однако эти субкварки высших порядков реализуются только до «космона», наиболее массивной частицы, когда-либо появлявшейся в этой Вселенной. В начале Вселенной уединенная связанная пара космон-антикосмон, или уширенное из-за времени жизни состояние атома космония с почти нулевым полным релятивистским отношением масса—энергия, была порождена из метастабильного состояния «ничто» (Виленкин, 1984) с нулевой релятивистской энергией в спонтанном квантовом скачке космической пустоты» [1].

Вселенная со всей массой вещества рождается через исчезновение в данной интерпретации. Однако можно объяснить опыты с покоящимся электроном не столь фантастическим способом. Стереотип мышления не позволяет увидеть альтернативную суть материальности, невоплощенную в массе. Электрон, обремененный массой, являясь инертной частицей вещества, не может быть элементом поля, которым может быть только заряд, освобожденный от массы. Электрон, как частицу вещества удалось изолировать, чего нельзя сделать с элементами его структуры – зарядами и проводить с ними опыты, как с покоящимися изолированными «частицами». В покоящемся электроне работает зарядовая структура. Результаты опытов дают дополнительный повод к размышлению о строении электрона, которое в идеале следует согласовать со всей совокупностью опытных данных, связанных не только с электроном. Основой построения теории поля служит понятие о единстве электрона и электрического заряда, который частицей не является. Раздел фундаментальной теории: «Заряд в электромагнитном поле» начинается со слов: «Вместо того чтобы говорить о том, что одна частица действует на другую, можно сказать, что частица создает вокруг себя поле; на всякую другую частицу действует некоторая сила.

В классической механике поле является лишь некоторым способом описания физического явления – взаимодействия частиц. В теории же относительности …поле само по себе становится физической реальностью» [2]. Исходные предпосылки следует понимать так, что частицы – то же самое что заряды являются самостоятельными источниками полей, осуществляющих взаимодействие посредством обмена квантами энергии. Основание получается довольно зыбким из-за неопределенности физических отношений в триединстве заряда поля и частицы. Отсюда вырастает много- полевая концепция. Как следствие этой неопределенности, для объяснения внутренней структуры частиц придется умозрительно вводить ненаблюдаемые кварки, которые обмениваются квантами энергии.

Кварки послужили строительным материалом для внутренней структуры протона, которому вернули классический радиус. Для моделирования структуры электрона нужны слишком уж экзотические кварки, поэтому среди физиков согласия нет, причем, расходятся, как экспериментальные данные, так и теоретические. Дилемма выражается так: «Имеет ли смысл вопрос о размере электрона? Зависит ли размер электрона от условий опытов? Объяснение этих фактов представляет собой нерешённую проблему современной физики» [Википедия, ст. Электрон]. Хотя дилемма разрешается в рамках зарядовой парадигмы. Отношение классических радиусов структур протона и электрона можно объяснить различием плотности зарядов в их структурах [3].

Если спросить у серьезного теоретика о размерах электрона, то он представит вам математические аргументы в пользу нулевого варианта, который будет свидетельствовать скорее об особом складе мышления, чем о реальном устройстве электрона. Он верит в своего бога-математика и не допускает мысли о существовании реальности, ему не подвластной. Мир создается из формул и базовым элементом математического мира «темной материи» становится точка.

Эксперименты не дают однозначного ответа о размерах электрона. Расхождение опытных данных невозможно объяснить погрешностью измерений. Опытные данные спасают электрон от обнуления «чистой» теорией, но не согласуются с его классическим радиусом: R_кл=2.817940∙10^{-15 m}. Это значение определяется из условия равенства электростатической энергии электрона: е²/R_кл его полной релятивисткой энергии: М_ес². Классический радиус отделяет внутреннее пространство электрона от внешнего мира. Причем внутри электрона признаются не действующими классические законы электродинамики.

Мы невольно представляем себе частицу, о размерах которой можем судить лишь по данным о ее радиусе, как о шарике. Принимая во внимание только самые убедительные данные о размерах электрона, мы получаем целый ряд значений: R=0 (Дирак); R≈10^-20 sm (Демельт), R≈ 10^-17 sm (эксперимент в Сиэтле), R_кл = 2.818∙10^-13 sm.

Представление о заряде как элементе электромагнитного поля снимает все видимые противоречия. Неопределенность радиуса электрона вызвана тем, что его конфигурация определяется прецессией «диска», радиус которого – это классическое значение: R_кл. В опытах с покоящимся, изолированным электроном определена толщина «диска»: 10^-20 sm. В опытах с быстрыми электронами определено среднее значение радиуса мишени сталкивающихся, прецессирующих электронных «дисков».

В предлагаемой модели электрона два отрицательных заряда вращаются со световой скоростью вокруг положительного заряда. Непрерывный стационарный процесс поддерживается балансом электрических сил, скрепляющих структуру. Внутренняя энергия «покоя» электрона определяется в первом приближении частотой вращения зарядовой структуры:   

     ν_в=αc/(2πR_кл) [s^-1] или ν_в=α_t∙c/R_кл, где α_t = α/2π; с – скорость света.

Частотная величина энергии переводится в обычные единицы: E_e=hν_в=0.511 МeV при умножении на постоянную Планка: h = 4.14·10^-15 eV·s.

Получен ожидаемый и в то же время чудесный результат, поскольку энергия электрона: E_e=hν_в определяется без участия физических характеристик – заряда и массы. Константа α=1/137 известная, как постоянная тонкой структуры, связывает заряд (е) с фундаментальными величинами (h, с): е² = α∙h∙с/2π. А классический радиус электрона определяет характерный размер метрики, связывающей пространство-время при рождении частицы: hν_в = α∙h∙с/2πR_кл. Заряд оказывается элементом метрики – «узлом» полевой сети, что ни в коей мере не умаляет его физическую природу.

Обычное толкование константы α расширяется с учетом ее определяющей роли в структурных преобразованиях. Константа структурного перехода: α_t = α/2π есть отношение энергий, характеризующее переход от осцилляционной формы взаимодействия зарядов к вращательной. При энергии колебаний зарядов эфира, достаточной для структурного перехода, происходит известное явление рождения электрон-позитронной пары. Рождение электрона – это элементарный процесс самоорганизации материи, при котором электрические заряды образуют самостоятельную инертную структуру.

Электрическое поле двух зарядов с отрицательным потенциалом скрепляется с полем положительного заряда в центре диска. Внутренняя динамика взаимодействия зарядов проявляется во вращение структуры и осцилляциях полевой оболочка. Осцилляционная компонента дает добавочный вклад в полную энергию «покоя» электрона: ν_п = ν_в (1+α).

Вращением зарядовой структуры обуславливается магнитный момент электрона (µ_е). Согласно официальной догме, µ_е определяется как проекция спинового механического момента на направление магнитного поля, известное как магнетон Бора: µ_Б = еħ/(2М_ес). Приведенное выражение для магнетона Бора освободим от механики, воспользовавшись следующими формулами: ħ= e²/αc; М_ес² = e²/R_кл. Тогда получим: µ_Б = e R_кл/2α.

Отказываясь от догмы, воспользуемся также общим определением магнитного момента; а именно, можно записать: µ_е = m R, где m – эквивалентный магнитный «заряд» контура, а R – расстояние между зарядами [4]. Магнитный заряд не существует в качестве макро явления. Но по отношению к электрону, приобретающему механические характеристики, вследствие электромагнитного взаимодействия зарядов, такое понятие вполне уместно. Сравнивая выражения для µ_Б и µ_е, определяем магнитный заряд электрона: m= e/2α.

Понятие о полном моменте подпадает под неотразимое обаяние «чистой» теории. Для экспериментаторов, как показывает знакомство с опытами Демельта, значимый интерес представляет аномальный магнитный момент, происхождение которого можно объяснить прецессией электронного диска и как следствием флуктуациями проекции магнитного поля. Аномальный магнитный момент электрона определяется относительно полного момента, составляя: g^а = 0,00115965… Совпадение этой величины с константой структурного перехода: g^а ≈ α_t свидетельствует о взаимодействии зарядовой структуры диска с зарядовым полем эфира, что подтверждает причину аномалии и концепцию в целом. Практически полное совпадение достигается при разложении g^а в ряд по степеням α_t [5].

Масса «покоя» или внешняя инертность электрона, создается внутренней энергией вращения зарядовой структуры:

М_е = v_в / c² = α_t / (c R_кл ) = 1370 [s/m²].                     

Осцилляционная компонента в формулу не включается, так как в сумме она дает нулевой вклад, вследствие переменного знака, характеризующего притяжение отталкивание.

При умножении М_е на: h = 6,626·10^{-31 g} m²/s можно получить массу «покоя» в механических единицах: М_ем= hМ_е = 9.1·10^{-28 g} и понять происхождение массы, оцениваемой в граммах.

Стационарный процесс вращения зарядовой структуры под действием электрических сил создает инертность или массу «покоя» электрона. Размерность массы – это квант времени, отнесенный к площади т.е. плотность времени, локализованного электронной оболочкой.

Величина с размерностью, обратной размерности М_е характеризует динамику пульсаций электронной оболочки: R_кл c = α²/20π = 8.5∙10^-7 [m²/s].

Мы можем определить частоту пульсаций оболочки, площадь которой: S_о=2πR²_кл, так как толщина диска на несколько порядков меньше его диаметра. Частота пульсаций оболочки: v_о = c/2πR_кл. Можно убедиться, что отношение частот составляет: v_в / v_о = α.

Проникая на субатомный уровень, мы выясняем различные аспекты регуляции энергии зарядовых структур через константу α, что изначально открылось на уровне атомных структур. Вспомним о связи Боровского радиуса атома с классическим радиусом электрона: R_Б = R_кл/α². Макромир, естественным образом связанный с микромиром, наследует его закономерности. При анализе движения планетарных систем и Вселенной также можно обнаружить связь временных циклов через структурную константу [6].

Вольфганг Паули говорил, что первое, о чем спросит, представ пред богом – это о смысле константы α. Смысл открывается тому, кто ищет его еще на пути к богу. Полагаю, что нам удалось кое-что прояснить, продвинувшись вглубь и вширь, но мы еще в начале пути. Образные представления о физическом мире, как о многослойной иерархии энергоинформационных уровней превосходят математические модели. 

Материальность рождается из нематериального, а вернее из невещественного, измеряемого не массой, а энергией взаимодействия полярностей зарядов в частицах вещества и в эфире. Мы существуем в двух ипостасях материальности: в инертном веществе и в невещественной материи эфира [7]. Энергия – это «продукт первичный», а масса – «продукт вторичный». Идеологи будущего «…говорят, что вторичное первично, а первичное вторично. В таком случае вообще никакой разницы между выдумкой и реальностью не существует» [Войнович. «Москва-2042»].

Что считать первичным, что было в начале? Вначале было слово. И это слово – энергия. Энергией излучения создаются интерференционные структуры – голограммы [7] и частицы вещественной материи. Полевая энергия света – это волновая энергия эфира или энергия, привнесенная в вакуум массой частиц? Ответ на этот вопрос неразрывно связан с решением вопроса о строении электрона.

Вакуум или эфир

Отдельным фактам, событиям, явлениям и даже научные опытам можно находить разные объяснения, выдвигать различные версии, также как при криминальном расследовании. Добросовестный следователь ищет и случается находит версию, охватывающую и объясняющую всю совокупность известных фактов, убеждая затем компетентный суд в справедливости своих выводов и заключений. Такая идеализация далеко не всегда осуществляется в следственной практике, и еще менее в научной.

«Ни ученый совет, ни суд присяжных, и никакая церковь не могут доказать что бы то ни было относительно «глубокой реальности» или хотя бы опровергнуть что бы то ни было». Это мнение философа-анархиста Р. Уилсона, который пишет также, что …измерения при помощи наших инструментов (и при помощи нашей нервной системы – того инструмента, который интерпретирует все остальные инструменты) не обеспечивают сами по себе понимание [8]. Высказывания философа слегка причесаны, так как они или их перевод выглядели через чур растрепанными. Высказывая скептическое отношение к научному сообществу, «которое может только болтать по поводу глубокой реальности», Уилсон отдает должное глубоким философам: последователям Платона, Аристотеля, которым мы обязаны не только знанием о силе, исходящей от электрона – янтаря, но и глубоким осмыслением наблюдаемых явлений. Несмотря на ограниченность сведений о микромире они были ближе к пониманию «глубокой реальности», чем современные компетентные, но узкие специалисты, разъявшие понимание целостности мира на ряд относительных истин. Познание относительных истин дает глубокое понимание при обращения к глубокой философии. Один из самых глубоких философов – Платон утверждал, что пространство – это творящий эфир, материнский субстрат, космический океан, из которого рождается видимое вещество. Это видимое, отражающее свет вещество – наш электрон, разъятый на части современной физикой.

Платон осознавал родство электрона с эфиром, даже не зная о реакции рождения из эфира электрон-позитронной пары, известной каждому студенту-физику. Но студенту говорят, что эти частицы рождаются от одной лишь энергии, не объясняя, откуда берутся заряды в «поле ядра», которое, согласно теории является вакуумом. Студенты получают знания, но не понимание от хитрых теоретиков. Теоретики предлагают «две возможности трактовки квантовой электродинамики — «теоретическая» и «прагматическая». Теоретическая состоит в том, что, принимая ее уравнения всерьез, мы решаем их методом предельного перехода и приходим к тривиальному решению: е = 0 («нуль-заряд»). Прагматическая считает заданным эмпирически физический заряд е; тогда есть решения в виде ряда теории возмущений, …но к малым расстояниям теория неприменима, оставляя открытым вопрос о том, что делается на малых расстояниях» [9].

Теоретики предоставляют себе асимптотическую свободу трактовки опытных данных. Прагматическое понятие о размерах заряда предоставляет нам еще большую свободу, не ограниченную размерами электрона при выходе в эфир, где свобода теоретиков ограничена их же догматами. «Решение совместной системы уравнений единой динамической системы «поле и заряды» наталкивается на непреодолимые трудности» [9].

Непреодолимые трудности связаны с тем, что теоретики пытаются разрешить созданные ими же парадоксы электрона с помощью парадоксов вакуума, представляя его, в частности, как поле флуктуаций виртуальных электрон-позитронных пар, а те в свою очередь образуются из флуктуаций или «взрывов» виртуальных вселенных. Сознание, несвободное от стереотипного представления об электроне, как носителе единственного заряда, флюктуирует где-то рядом с реальностью, состоящей в том, что в «вакууме» флюктуируют «голые» заряды. Представляя пространство, как непрерывное поле, структурированное зарядами, можно объяснить происхождение «реликтового» излучения», а также опытные данные, связанные с «красным смещением» и энергией «покоя» нейтрино [10]. Таким образом, зарядовая концепция объясняет, дает понимание не отдельных фактов и опытных данных, а их целостной совокупности. Кроме того, удается разрешить кажущиеся противоречия, связанные с неоднозначностью опытных и теоретических данных о размерах электрона, с помощью его адекватной модели в рамках зарядовой полевой концепции. 

Открывается путь, ведущий к пониманию и объяснению опытных данных, связанных с физикой нейтрино, как зарядовых элементов структуры эфира. Элементарность или наименьший неделимый элемент существует не как отдельность, а как часть целостности. Адекватная опытным данным модель электрона приводит к заключению, что все, имеющее энергию, состоит из неделимых, связанных между собой полярных дискретностей единого поля электромагнитных сил, включающих эфирную среду. Нет никаких данных, которые противоречат этой гипотезе. Опытные данные об энергии «покоя» нейтрино проблематично объяснить иначе, как с помощью полевой зарядовой концепции. Измеренная энергия «покоя» нейтрино составляет: Е_н<0,28 эВ [10], что соответствует энергии взаимодействия пары зарядов, структурирующих эфирную сеть. Соотношение энергий «покоя» нейтринного диполя и электрона определяется структурной константой: Е_н = Е_е∙α³ [7].  Грубая материя вещества и тонкая материя эфира сотканы из единого природного материала. Поля эфира и электрона, таким образом, следует рассматривать как единое поле.

            Литература

1.      Ханс Демельт. Эксперименты с покоящейся изолированной субатомной частицей. УФН. Т. 160, в. 12. 1990.

2.      Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Механика. Электродинамика. М.: Наука, 1969.

3.      G. Nikolskiy The Charge Structures of Aether and Substance. Open Access Library. 2018 V.5. ISSN Online 2333-9721

4.      С.В. Вонсовский. Магнетизм микрочастиц. М. 1973.

5.      Физическая энциклопедия, под ред. А. М. Прохорова. Ст. Аномальный магнитный момент. 1988.

6.      Г.Ю. Никольский. Кванты времени и физические «часы». PROATOM, август 2018.

7.      Г.Ю. Никольский. Мы не можем жить без космического интернета. Из чего сотканы темная и светлая материи. Голография души. LAP LAMBERT. 2017.

8.      Р. А. Уилсон. Квантовая психология. К.: София. 1998.

9.      В.Б. Берестецкий. Нуль-заряд и асимптотическая свобода. УФН. Т. 120, в. 3. 1976.

10.  Shaun A. Thomas, Filipe B. Abdalla, Ofer Lahav. Upper Bound of 0.28 eV on Neutrino Masses from the Largest Photometric Redshift Survey. Phys. Rev. Lett. Т. 105, в.3. 2010.