zabika.ru 1

Известно, что какое бы замечательное открытие ни сделали физики, политики тут же постараются использовать его для развязывания гонки вооружений. Вся история человечества подтверждает эту аксиому.


Правда, в наше время научные открытия вызывают живой интерес не только у политиков, но и у самых широких слоев общества, осознающих ключевую роль науки и техники в современной жизни. Сказывается и все возрастающее беспокойство общественности энергетическими и экологическими проблемами. Они буквально разрастаются на наших глазах и заявляют о себе с каждым годом все настойчивее. Если человечество в ближайшие десятилетия не решит этих проблем, то именно они и станут своеобразным оружием массового уничтожения всего живого на Земле.

Физику элементарных частиц (или фундаментальную физику) называют еще физикой высоких энергий, так как взаимопревращения элементарных частиц сопряжены с колоссальными значениями энергии. Поэтому процессы, происходящие на уровне микромира - мира элементарных частиц вещества, могут быть использованы как для создания оружия ужасающей разрушительной силы, так и для получения практически неисчерпаемого источника энергии.

Этим объясняется небывалый размах исследований в области физики высоких энергий, проводимых во всех крупнейших научных центрах мира. В частности, в конце текущего десятилетия в Европе начнет функционировать новый сверхмощный ускоритель протонов – адронный коллайдер. Это поражающее воображение чрезвычайно дорогостоящее сооружение, имеющее 27 километров в длину, способно уже само по себе вызвать невольное ощущение потрясения.

РЕЗОНАНСНАЯ АННИГИЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА: супероружие или неисчерпаемый источник энергии?



Напомним, что при аннигиляции вещества и антивещества обе эти субстанции полностью уничтожаются и превращаются в энергию излучения в соответствии с известным соотношением Эйнштейна между массой и энергией. Однако каким же образом может происходить аннигиляции вещества в отсутствии антивещества?

Планирование и постановка экспериментов по резонансной аннигиляции вещества можно сказать уже стоит в повестке дня и является вполне реальной задачей. Такой вывод следует из недавно опубликованного исследования по фундаментальной физике (Верин О.Г. Динамика вакуума и солитонная теория элементарных частиц. М.: РТ - Пресс, 2002). Дело в том, что согласно результатам этого исследования окружающая нас материя, состоящая из протонов, нейтронов и электронов, условно говоря, на 94% состоит из частиц и античастиц (солитонов и антисолитонов).


Попытаемся разобраться во всем по порядку.

Почему речь идет именно о резонансной аннигиляции?

Элементарные частицы, согласно развиваемой автором концепции, являются своеобразными резонансами вакуума в виде вращающихся одиночных электромагнитных волн. В качестве наглядного примера одиночной волны (солитона) можно привести цунами. Эта огромная куполообразная волна, приносящая страшные бедствия, возникает в океане во время землетрясений. Одиночные электромагнитные волны элементарных частиц, в отличие от цунами, распространяются не прямолинейно, а вращаются, образуя кольцеобразные микроструктуры. Именно сходство формы вращающихся одиночных электромагнитных волн с солитонами явилось основанием для названия теории, описывающей это ранее не известное свойство электромагнитного поля. При этом переменное поле всех элементарных частиц содержит основную составляющую (ее частота равна частоте вращения одиночной волны) и кратные частоты. По своей сущности переменное внешнее поле солитона - это продольные стоячие электромагнитные колебания, описание физической природы которых также, пожалуй, впервые дано в этой книге.

Внешние и внутренние поля положительных и отрицательных солитонов имеют противоположные направления. Эти два вида резонансов, отличающиеся только направлениями полей, являются простейшими частицами и античастицами вещества (например, электрон и его античастица – позитрон).

Именно из этих двух видов солитонов с противоположными направлениями полей образуются все элементарные частицы, впрочем, с одной «небольшой» поправкой. В составе элементарных частиц (наряду с основными солитонами указанных двух видов) дополнительно имеются такие же одиночные волны, но со значительно меньшими амплитудами. Именно эти малые волны в составе барионов (состоящих из трех кварков) и мезонов (состоящих из двух кварков), накладываясь на основные волны, приводят к наблюдаемому многообразию свойств этих частиц. Таким образом, кварк можно рассматривать, как совокупность основного солитона и малых волн в его составе.


Оказалось, что протон имеет в качестве основных солитонов два положительных и один отрицательный, а суммарный заряд всех малых волн равен нулю. В противоположность этому, нейтрон состоит из двух отрицательных солитонов и одного положительного, в то время как суммарный заряд всех малых волн положителен и уравновешивает суммарный отрицательный заряд основных солитонов. В результате протон имеет единичный положительный заряд, а у нейтрона заряд равен нулю. Но если рассматривать строение протона и нейтрона только по основным солитонам, то они являются античастицами по отношению друг к другу!

Аналогичная процедура сложения магнитных моментов, создаваемых основными и малыми вращающимися волнами, приводит к выводу о том, что магнитный момент протона должен быть равен плюс 3 (фактически 2,793), а нейтрона – минус 2 (фактически – 1,913) в единицах так называемого ядерного магнетона. Причина наблюдаемого отклонения от целочисленного значения заключается в том, что суперпозиция, или наложение малых волн на основные одиночные волны солитонов обеспечивает, кроме прочих функций, взаимодействие между кварками. Результатом наложения полей является уменьшение суммарной амплитуды поля, что приводит к уменьшению (дефекту) массы частицы, которое как раз и характеризует в физике энергию связи.

Эти процессы наложения волн друг на друга, кроме отмеченного отклонения величин магнитных моментов от целочисленных значений, приводят к другому чрезвычайно интересному и важному следствию. Реальные массы частиц оказываются не пропорциональными их частотам (в квантовой механике эта связь выражается через постоянную Планка). Полученная в результате исследования таблица частот элементарных частиц может иметь такое же значение для переосмысления основ фундаментальной физики, какое в свое время имело открытие периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева для развития естествознания. Таблица частот элементарных частиц дает возможность понять закономерности ряда масс элементарных частиц.


Пожалуй, основной вывод можно сформулировать следующим образом. Электромагнитная природа элементарных частиц приводит к тому, что главенствующую роль в микромире играют резонансные процессы, и поэтому частоты всех элементарных частиц оказываются кратными или соизмеримыми с так называемой Главной частотой Вселенной. Эта частота равна частоте кварков протонов и нейтронов, в которых сосредоточена практически вся масса известной нам части Вселенной и приблизительно соответствует 332 Мэв. Легко посчитать, что 332 МэВ. (величина, названная эффективной массой кварка) превосходит одну треть массы протонов и нейтронов, состоящих из трех кварков, приблизительно в 1,06 раза, что равно средней величине отношений целочисленных значений магнитного момента к его фактическим величинам для протона и нейтрона (3/2,793 и 2/1,913).

Интересно, что барионы и мезоны (именуемые также общим термином – адроны, то есть, частицы состоящие из кварков) подразделяются в общей сложности на три четко выраженные подгруппы по величине отношения эффективной массы к реальной массе. Первая (включая протон и нейтрон) имеет отношение в пределах 1,06 – 1,07; вторая - 1,133 – 1,134; третья (только для барионов) - 1,31 – 1,34. Эти отношения, как было отмечено, характеризуют энергию связи. Таким образом, коэффициент связи между кварками не является постоянной величиной и имеет разные значения для разных подгрупп адронов.

Однако для нас особый интерес представляет тот факт, что среди мезонов есть такие частицы (π, η и другие), у которых реальные массы кратны или соизмеримы с 332 МэВ. Это означает, что отношение эффективной и реальной масс у этих частиц равно 1. Важно, что такие частицы имеют свойство распадаться на фотоны! Как мы видели, среди барионов именно у протонов и нейтронов указанное отношение наиболее близко к 1. Кроме того, если учесть, что большинство атомов химических элементов имеют в ядре почти равное количество протонов и нейтронов, то количество солитонов и антисолитонов, как следует из сказанного выше, будет приблизительно равным друг другу.


Таким образом, окружающее нас вещество почти поровну поделено, если можно так выразиться, на вещество и антивещество и при определенных условиях способно к аннигиляции. Может быть этим и вызваны колоссальные взрывы, время от времени наблюдаемые в глубинах космоса.

Именно поэтому есть все основания полагать, что постановкой специальных экспериментов можно создать условия, при которых будет происходить аннигиляция протонов и нейтронов (с участием электронов для устранения зарядовой асимметрии).

Следует упомянуть еще об одном веском доводе в пользу изложенных соображений. Между протоном, нейтроном, электроном и электронным нейтрино существует очень интересная и глубокая связь. Как показано в обсуждаемом исследовании, частота электрона (0,517 МэВ) в точности равна 2/5 от частоты биений, вызванных разностью масс нейтрона и протона (1,293 МэВ). С другой стороны, небольшое отклонение частоты электрона от величины, определяемой его реальной массой (0,511 МэВ), связано с наличием в структуре электрона малых волн (подобных тем, какие существуют в кварках адронов). Поэтому появление электронов в реакциях взаимопревращения частиц вызывает парное рождение дополнительных частиц – одной из них, антинейтрино, в свободном состоянии, а другой, нейтрино, образно говоря, в составе электрона в виде упомянутых малых волн. Этим и объясняется «странная» закономерность появления антинейтрино совместно с электроном во всех реакциях взаимопревращения частиц. Поэтому нейтрино иногда называют «тенью электрона». Расчеты показали, что указанный малый сдвиг частоты электрона соответствует массе покоя нейтрино 3,7·10-5 МэВ, что по порядку величины согласуется с имеющимися экспериментальными данными.

Таким образом, существует резонансная связь между протонами, нейтронами и электронами, придающая резонансный характер и известному в физике процессу, называемому бета распадом. Это еще раз подтверждает вывод о том, что резонансы в микромире играют главенствующую роль. Поэтому и решение проблемы аннигиляции вещества следует также искать путем осуществления резонансных процессов.


Замечания:
1. Мне, как автору работы, которая уже вышла из печати и разошлась по библиотекам, исследовательским центрам и высшим учебным заведениям, остается теперь только следить за ее дальнейшей судьбой. Семнадцать лет я распутывал загадки электродинамики элементарных частиц (или динамики вакуума). В этом небольшом обзоре, конечно, было невозможно рассказать обо всех полученных результатах. Впрочем, главные события нас ждут впереди. Активизация работ в этой области физики, несомненно, может привести в ближайшем будущем к самым неожиданным результатам.

2. Пользуясь этой возможностью, я хотел бы осудить создание в Новосибирске так называемой комиссии по борьбе с лженаукой. Во-первых, это очень напоминает лысенковщину сталинского периода, а во-вторых, истина рождается и должна рождаться в споре. В противном случае наука становится весьма похожей на жречество. Кроме того, вся история науки говорит о том, что все новое в первое время почти всегда объявлялось лженаукой и только в борьбе мнений новое направление укреплялось и, в конце концов, становилось так называемой официальной наукой.

Именно в нашей стране, с ее бюрократическими пережитками, традиционными суперсекретностью и единообразием мнений советского периода, необходимы меры, способные улучшить положение дел с гласностью и свободой слова в науке.

(Материалы к обсуждению вышедшей из печати

книги Верина Олега Гавриловича

по физике элементарных частиц)