4.1. Электрические заряды, как противофазные квантовые пульсации.

По прошествии нескольких столетий активного изучения электрических явлений, официальная физика не может сказать о сущности электрического заряда ничего сверх того, что заряды бывают двух типов, причём разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые – отталкиваются. Такой уровень понимания имелся уже в самом начале эпохи изучения электричества, и до сих пор серьёзного продвижения в этом вопросе не произошло.

О каком-то важном изъяне в традиционном подходе к электричеству свидетельствуют следующие энергетические парадоксы. Считается, что заряженные частицы взаимодействуют друг с другом на расстоянии, и что это взаимодействие характеризуется особой формой энергии – электрической. Кулоновская энергия взаимодействия пары элементарных зарядов, находящихся друг от друга на расстоянии ядерного масштаба, сравнима с собственной энергией электрона mec2, где me - масса электрона, c - скорость света. Спрашивается [Г1]: куда же исчезает кулоновская энергия взаимодействия электрона и позитрона при их аннигиляции? Ведь при таком событии, как полагают, в энергию гамма-квантов превращается лишь собственная энергия электрона и позитрона! Более того: полагают, что такое свойство, как электрический заряд – ответственное за взаимодействие с другими зарядами на расстоянии – некоторым образом распределён по объёму даже элементарной заряженной частицы, и это распределение описывается с помощью т.н. формфакторов [Ф1]. Если электрический заряд электрона размазан по его объёму, то на каждый элемент этого объёма приходится какая-то часть этого заряда. По традиционной логике, эти элементы объёма электрона должны расталкиваться – а тогда следует допустить наличие какого-то контр-воздействия, которое сдерживает электрон от того, чтобы он взорвался. Мало того, что при таком допущении подмачивалась бы репутация электрона как элементарной частицы. Энергии разрывающих и сдерживающих электрон воздействий превышали бы его собственную энергию на порядки. Выходит, что и эти чудовищные энергии бесследно исчезали бы при аннигиляции!

Эти или аналогичные несуразицы неизбежны, пока считается, что свойства порождать взаимодействия частиц вещества на расстоянии – и, соответственно, порождать энергии этих взаимодействий! – присущи самим частицам вещества. Порочность такого подхода мы уже проиллюстрировали для случая феномена тяготения (Раздел 2). Теперь мы постараемся проделать то же самое для случая взаимодействия электрических зарядов на расстоянии. Мы увидим, что физика электромагнитных явлений радикально упрощается, если допустить, что, в отличие от массы, электрический заряд не является энергетической характеристикой.

Вспомним, что, по логике «цифрового» мира, электрон является квантовым пульсатором (1.4). Квантовые пульсации – это неопределённо долго длящаяся цепочка циклических смен всего двух состояний. Эта, простейшая в «цифровом» мире, форма движения обладает энергией, которая зависит только от частоты f квантовых пульсаций: E=hf, где h - постоянная Планка. Эту же энергию можно выразить через массу квантового пульсатора, и, для случая электрона, записать

mec2=hfe, (4.1.1)

где fe - частота квантовых пульсаций электрона, которую мы называем электронной частотой. Из формулы (4.1.1), зная значения фундаментальных констант, несложно получить, что электронная частота fe=1.24·1020 Гц. Нас неоднократно спрашивали: какую форму имеет электрон, будучи квантовым пульсатором. На наш взгляд, этот вопрос некорректен: понятие формы имеет смысл для структурных образований из элементарных частиц, но не для отдельной элементарной частицы. Тем не менее, применительно к элементарной частице, имеет чёткий смысл её характерный пространственный размер, который мы определяем как произведение периода её квантовых пульсаций на скорость света – что даёт комптоновскую длину волны частицы h/mc. У электрона комптоновская длина h/mec равна 0.024 Ангстрем.

Теперь можно сказать, как мы представляем, что такое электрический заряд: частица имеет электрический заряд, если в дискретном спектре её квантовых пульсаций имеется компонента на электронной частоте. Мы говорим «в спектре», потому что в отличие от электрона, имеющего лишь одну компоненту квантовых пульсаций, существуют частицы – например, протон (4.6) – у которых этих компонент несколько. Конечно, наличие у частицы квантовых пульсаций на электронной частоте – ещё не полностью определяет её электрический заряд: ведь что-то должно задавать ещё и знак заряда. Нам представляется, что два противоположных знака электрического заряда задаются двумя противоположными фазами квантовых пульсаций на электронной частоте. Положительные заряды «пульсируют» синфазно, и отрицательные заряды «пульсируют» синфазно – но те и другие пульсации сдвинуты по фазе на 180о друг относительно друга. Разумеется, такое отождествление знака заряда – по фазе квантовых пульсаций – имеет смысл при одной и той же частоте этих пульсаций. А ведь частоты квантовых пульсаторов, по логике частотных склонов (1.6), зависят от гравитационного потенциала: электронная частота, не будучи исключением, увеличивается при перемещении вверх по местной вертикали. Поэтому, на наш взгляд, на каждом уровне любого частотного склона задана не только электронная частота, но и две противоположные текущие фазы квантовых пульсаций на этой частоте – для идентификации положительных и отрицательных электрических зарядов.

Почему – «для идентификации»? Потому что сами по себе квантовые пульсации на электронной частоте – с фазой положительного или отрицательного заряда – не порождают никаких взаимодействий на расстоянии. Эти пульсации у частицы являются лишь меткой, идентификатором, для пакета программ, который управляет свободными заряженными частицами так, что у нас создаётся иллюзия их взаимодействия друг с другом. Если частица имеет идентификатор положительного или отрицательного заряда, то она оказывается охвачена управлением этого пакета программ. Алгоритмы этого управления свободными зарядами, вкратце, таковы. Во-первых, двигайтесь так, чтобы выравнивались отклонения от равновесного пространственного распределения зарядов – при котором средняя плотность положительных зарядов везде равна средней плотности отрицательных зарядов (хотя значение этой плотности может отличаться от места к месту). Выравнивание объёмных плотностей разноимённых зарядов – это проявление действия «электрических сил». Во-вторых, двигайтесь так, чтобы, по возможности, компенсировались коллективные движения зарядов, т.е. чтобы компенсировались электрические токи. Компенсация коллективных движений зарядов – это проявление действия «магнитных сил». Электромагнитные явления, происходящие по этим алгоритмам, энергетически обеспечены тем, что в кинетическую энергию частиц превращается часть их собственной энергии (4.4).

При таком подходе к электрическому заряду – как к идентификатору для программного управления – совершенно ясно, что электрический заряд не является энергетической характеристикой. Мы немедленно устраняем следующие из традиционного подхода проблемы, связанные с «исчезновением» зарядовой энергии при аннигиляции электрон-позитронной пары.

Тут же проясняется ещё такое важное свойство элементарного электрического заряда, как его целостность: либо частица им обладает, либо не обладает. Т.е., элементарная частица не может иметь дробную часть элементарного электрического заряда – ибо идентификатор на части не разделяется. Гипотетические «кварки», якобы, обладающие электрическими зарядами, дробными от элементарного – это чистая придумка теоретиков, которые умозрительно раздробили то, сущность чего до сих пор не представляют.

 

4.2. Спин электрона – шутка теоретиков.

Размышляя об электроне, как о квантовом пульсаторе (4.1), мы обнаруживаем нечто примечательное. Такое характеристическое свойство частицы, как масса, является непременным атрибутом квантовых пульсаций: чем больше их частота, тем больше масса. Но такое характеристическое свойство, как электрический заряд, «довешено» электрону без каких-либо физических модификаций в нём – а ведь могла, например, быть устроена модуляция его квантовых пульсаций! Нет, была проявлена разумная экономия ресурсов: на тех же квантовых пульсациях, которым в обязательном порядке соответствует масса и вся собственная энергия, было чисто формально организовано необязательное свойство, электрический заряд, которому не соответствует никакая энергия (4.1). При таком, стопроцентном, использовании квантовых пульсаций электрона для задания его характеристических свойств, электрон не может иметь ни одного дополнительного характеристического свойства, поскольку у него нет необходимых для этого дополнительных внутренних степеней свободы.

Но в официальной физике считается, что ещё одно характеристическое свойство у электрона есть – это его собственный магнитный момент, или спин. И это – при том, что до сих пор отсутствует вразумительная модель, которая поясняла бы: чем же, физически, магнитный момент электрона обусловлен.

Исторически, Паули формально, без предложения какой-либо физической модели, ввёл дополнительное квантовое число, характеризующее состояния атомарных электронов – чтобы описать расщепление спектральных линий атомов на мультиплеты. Прочитав статью Паули, Гаудсмит и Уленбек вспомнили про результат Штерна и Герлаха, которые пропускали пучок атомов серебра (с одним внешним электроном) через область с неоднородным магнитным полем – и пучок там расщеплялся на два. Поскольку атомы электрически нейтральны, то казалось ясным, что расщепление пучка было обусловлено воздействием на магнитные моменты атомов. Правда, для этого магнитные моменты атомов должны были иметь лишь две ориентации: либо по магнитному полю, либо против. Эту «пространственную селекцию» магнитных моментов никто не мог объяснить. Так вот, Гаудсмит и Уленбек решили, что всё становится гораздо понятнее, если вести речь не о магнитных моментах атомов, а о собственных магнитных моментах атомарных электронов. Чем же обусловлен магнитный момент у электрона? Гаудсмит и Уленбек полагали, что электрон имеет ненулевой размер, и что электрический заряд распределён по объёму электрона. Значит, чтобы у электрона был магнитный момент, электрон должен, мол, вращаться вокруг своей оси. Такое вращение называется в английском языке словом «спин». Сами авторы идеи о спине электрона сразу получили, что, для обеспечения требуемой величины магнитного момента, угловая скорость вращения электрона должна быть столь высока, что линейная скорость вращения на «экваторе» электрона во много раз превысила бы скорость света. А у Лорентца, которого попросили прокомментировать идею о спине электрона, всё получилось ещё хлеще: магнитная энергия вращающегося электрона должна быть столь велика, что эквивалентная ей масса превысила бы массу протона, а, при обычной массе электрона, его радиус должен превышать радиус атома!

Но теоретикам так понравилась идея о магнитном моменте электрона, что они нашли беспрецедентное оправдание своему бессилию построить здесь разумную физическую модель. «Наши традиционные представления, - заявили они, - никуда не годные! Природа устроена гораздо интереснее, чем мы думали!» Это по поводу спина электрона Ландау выдал своё знаменитое изречение: «Сегодня мы можем постигать даже то, чего не можем вообразить!» Идеология была такая: не нужно пытаться представить себе наглядно, что такое спин – а нужно просто использовать это красивое понятие, чтобы оно работало в теориях! На спин навесили ответственность не только за спектральные дублеты атомов, но и за намагниченность ферромагнетиков, за сверхпроводимость, сверхтекучесть, и за много чего ещё. Это называется так: то, что понимали плохо, объясняли на основе того, чего не понимали вовсе. И этим чрезвычайно обогатили официальную физическую картину мира, ибо триумф концепции спина электрона был полный.

Но, как ни ликовали по этому поводу теоретики, никому не удалось на опыте доказать, что свободный электрон спином действительно обладает. Например, никому не удалось, в том же неоднородном магнитном поле, расщепить надвое пучок электронов. Пучок атомов расщепить получается, а пучок электронов – нет. Не странно ли: действия неоднородного магнитного поля на спины электронов недостаточно, чтобы растащить эти электроны, но зато достаточно, чтобы растащить атомы, массы которых на четыре порядка больше!

Нет, для теоретиков это было не странно. Сия публика – своеобразная: критерием истины они считают не опытные факты (особенно неудобные для них), а навороченные теоретические придумки. «Наличие у электрона спина, - кричали они, - подтверждает тот факт, что электроны подчиняются квантовой статистике!» Да неужели это факт? Давайте посмотрим. Из высоконаучных соображений следует, что частицы с полуцелым спином, который приписали электрону, обязаны подчиняться статистике Ферми-Дирака, описывающей их распределение по энергиям. Значения энергии дискретны (квантованы), и каждое из них могут иметь не более двух электронов – с противоположными спинами. Для электронов проводимости в куске металла, условие, задающее дискретные значения энергии, таково (см., например, [К1,К2]): на характерном размере этого куска должно укладываться целое число дебройлевских волн электрона: одна, две, три, и т.д. Если свободных электронов в куске металла столько же, сколько и атомов – как утверждает концепция электронного газа в металлах [К1, К2] – то можно прикинуть, какие энергии достаются последним парам электронов, если состояния по энергиям заполняются снизу и без пропусков. И получится тихий ужас: даже при низких температурах, практически все электроны проводимости в куске железа оказываются ультрарелятивистскими! Во славу статистики Ферми-Дирака, кусок железа испарился бы моментально! Поэтому теоретикам пришлось мухлевать. При том, что статистика Ферми-Дирака – это распределение по энергиям, состояния свободных электронов в металлах стали пересчитывать не по энергиям, а по импульсам. Секрет здесь в том, что энергия – это скаляр, а импульс – это вектор. Одну и ту же энергию позволили иметь, в виде исключения, толпам электронов – были бы по-разному направлены их импульсы. Этим трюком, к тихой радости теоретиков, резко сокращалось требуемое число состояний по энергии – которые, при таком повороте дел, уже не залезали в ультрарелятивистскую область. Однако, требования квантовой статистики на неодинаковость состояний электронов переключились на их проквантованные импульсы: один и тот же импульс, мол, могут иметь, опять же, не более двух электронов (с противоположными спинами). И вот такая статистика, уверяют нас, в металлах работает! Позвольте, электроны проводимости в металлах сталкиваются с атомами, отчего векторы их импульсов изменяются – по миллионам раз в секунду. Каким же образом из этого хаоса чеканится идеальный порядок, при котором каждое значение импульса имеют не более двух электронов? Каким образом, после каждого столкновения электрона с атомом, перетряхивается распределение по импульсам – для несметного числа электронов в куске металла?

Этот вопрос у теоретиков до сих пор не проработан. Вот как, оказывается, подчинение электронов квантовой статистике «доказывает» наличие у них спинов! Можно, конечно, прислушиваться к декларациям теоретиков о том, что они способны постигать даже то, чего не могут вообразить. Но, по-нашему, здесь всё гораздо проще, и вполне объясняется одним словом: «Заврались».

 

4.3. Волновые свойства электрона – ещё одна шутка теоретиков.

Вспомним, что термин «корпускулярно-волновой дуализм» теоретики придумали, чтобы прикрыть им своё бессилие объяснить противоречивые свойства фотонов (3.5). Конечно, такое положение дел вызывало у теоретиков некоторую неудовлетворённость. Поэтому сама постановка вопроса о том, что корпускулярно-волновой дуализм может оказаться универсальным принципом – если у частиц вещества обнаружатся волновые свойства – встретила бурное одобрение.

Идею о том, что частицам вещества присущи волновые свойства, проталкивал Луи де Бройль. «Каждой частице, - твердил он, - можно сопоставить волну. Чтобы найти длину этой волны, следует постоянную Планка разделить на импульс частицы, т.е. на произведение её массы на скорость. Тогда всё сойдётся!» Увы, сходилось не всё. Мало того, что физический смысл волн де Бройля до сих пор не ясен, и, соответственно, их приемлемая физическая модель до сих пор отсутствует. И мало того, что имеет место очевидная сингулярность при скорости частицы, равной нулю – когда длина волны де Бройля должна быть бесконечной. Проблема была ещё и в том, что в разных системах отсчёта скорость частицы различна – а, значит, различна и её длина волны де Бройля. А это прямо противоречило принципу относительности, делая различимыми два случая: частица налетает на неподвижную дифракционную решётку (при этом дифракция есть), или решётка налетает на неподвижную частицу (при этом, из-за бесконечной длины волны у частицы, дифракции нет).

«Но кто там будет задумываться над этой чепухой, - прикидывали теоретики, - если волновые свойства у частиц вещества обнаружатся на опыте?!» Вот почему обнаружение этих свойств было очень, очень востребовано. Первыми частицами, у которых усмотрели волновые свойства, стали электроны. В «Фейнмановских лекциях по физике» описан потрясающий опыт с прохождением электронов сквозь две щели. Мол, если не мешать им пролетать сквозь эти щели, то на сцинтилляционном экране за щелями получаются дифракционные полосы. Перекроешь одну из щелей – полосы пропадают. Попытаешься проследить, через какую щель пролетает электрон – полосы тоже пропадают… На впечатлительных читателей это сильно действует. Они же не знают, что никто и никогда таких опытов не делал. Ведь у электрона дебройлевская длина волны маленькая: щелью для неё является зазор между атомными плоскостями. Прикиньте: как можно, для электронов, сделать экран всего с двумя щелями? Как можно перекрывать только одну из них?

Дэвиссон и Джермер делали совсем другое [Д1] – вполне возможное. Они направляли низковольтный пучок электронов ортогонально на полированный срез монокристалла никеля (с никелем у них особенно здорово получилось), и исследовали угловое распределение электронов, рассеиваемых кристаллом в обратную полусферу – за вычетом центрального створа, затенённого электронной пушкой. Детектор настраивался так, чтобы отсекались электроны с малой энергией и регистрировались только те, которые испытали упругое или почти-упругое рассеяние. Выводы о картинах рассеяния делались на основе величины тока с детектора в зависимости от трёх параметров: энергии падавших электронов и двух углов, определявших направления рассеяния.

И вот, авторы представили резонансные пики рассеяния, которые интерпретировали как результаты брэгговского отражения «электронных волн» от систем параллельных атомных плоскостей, наклонённых к поверхности среза. Эти пики соответствовали брэгговскому режиму как по геометрии расположения параллельных атомных плоскостей в монокристалле, так и по резонансным длинам отражаемых волн, которые с точностью до нескольких процентов совпадали с длинами дебройлевских волн электронов при соответствующих ускоряющих напряжениях в электронной пушке. Казалось бы – вот они, волновые свойства у медленных электронов! Ибо их рассеяние хорошо объясняется в терминах дифракции волн де Бройля – аналогично тому, как объясняется дифракция рентгеновского излучения с теми же длинами волн! Но этот вывод основан на далеко не полной картине того, что наблюдалось в действительности.

Прежде всего, авторы сообщили не о всех пиках рассеяния, которые у них обнаружились. Самым сильным был широкий пик зеркального рассеяния, который имел место всегда – при любых энергиях пучка – и, значит, он не мог быть порождением брэгговской дифракции. Да и под другими углами рассеяния были «лишние» пики рассеяния [Л1,К3,Р1]. Далее, концепция брэгговского отражения (см., например, [С1]) подразумевает объёмное взаимодействие волн с трёхмерной атомной решёткой. Однако, имеются свидетельства о том, что у Дэвиссона и Джермера рассеяние электронов было обусловлено не объёмным их взаимодействием с монокристаллом, а поверхностным. Перечислим самые, на наш взгляд, показательные:

1. При уменьшении скорости падающих электронов должна уменьшаться их глубина проникновения в кристалл, и, соответственно, должен уменьшаться эффективный рассеивающий объём кристалла, т.е. должна уменьшаться резкость дифракционных пучков. «Опыт этого, однако, не показывает… наблюдение дифракции в низких вольтах, как раз наоборот, чрезвычайно облегчается, и при малых энергиях оказывается возможным получение наиболее резких пучков» [К2].

2. Допущение разумного коэффициента поглощения потока электронов при углублении в кристалл «даёт, что количество электронов, рассеянных даже вторым атомным слоем кристалла, должно быть… меньше количества рассеянных первым слоем», как минимум, на порядок. «При этом делается непонятным само возникновение резких максимумов» [К2].

3. «Нанесение на рассеивающий кристалл плёнки другого металла в два атомных слоя всегда вызывает практически полное исчезновение первоначальной картины» [К2] – и появляется новая картина, соответствующая металлу этой плёнки. Этот факт прямо указывает на число поверхностных атомных слоёв, ответственных за рассеяние медленных электронов – что полностью отрицает концепцию рассеяния на объёмной решётке.

Всё это говорит о том, что никаких «волновых свойств» у электронов Дэвиссон и Джермер не обнаружили [Г2]. Их результаты, по-видимому, являются частным случаем явления, хорошо известного специалистам по низковольтной электронографии: «С изменением энергии падающих электронов дифракционные картины появляются и исчезают, сменяя друг друга. С увеличением энергии, например, вначале на общем фоне появляются слабые симметрично расположенные пятна-рефлексы, которые разгораются до максимальной яркости, а затем их яркость ослабевает, и рефлексы исчезают на ярком фоне. При дальнейшем увеличении энергии появляются рефлексы в других позициях и также проходят через максимум яркости при определённой энергии» [З1]. Не менее хорошо известно, что эти сменяющие друг друга дифракционные картины, как правило, не согласуются с предсказаниями волновой теории де Бройля. Некоторые пики, которые должны наблюдаться в согласии с этой теорией, отсутствуют вовсе, а, кроме того, всегда наблюдаются «лишние» пики [Л1,К3,Р1], которым приписывают дробные (!) порядки дифракции. Это означает полный отказ от концепции брэгговского отражения, на которой основана теория дифракции «электронных волн».

Чем же тогда были обусловлены пики рассеяния электронов у Дэвиссона и Джермера? На наш взгляд, они были обусловлены хорошо известным явлением, происходящим при бомбардировке поверхности металла медленными электронами – вторичной электронной эмиссией [Б1]. При таком подходе [Г2], объясняются не только вышеназванные особенности, не укладывающиеся в концепцию брэгговского отражения, но и тот факт, что электронные пики рассеяния, по сравнению с рентгеновскими пиками для тех же длин волн, имеют существенно большую угловую ширину и много большую энергетическую ширину. Но такой подход, конечно, не требует приписывания электронам волновых свойств – в согласии с указаниями различных исследователей [К2,Л1,К3,Р1], повторявших опыт Дэвиссона и Джермера.

Но к этим исследователям не прислушались. В дальнейшем было множество экспериментов, в которых волновые свойства электронов не доказывались, а уже использовались, как будто они есть на самом деле. Считалось, что, имея конкретную энергию после прохождения конкретного ускоряющего напряжения, электроны имеют конкретную длину волны – и, по результатам рассеяния в веществе этих «волн», судили об особенностях тех структур, на которых эти «волны», якобы, рассеивались. С учётом вышеизложенного ясно, что цена подобным суждениям – копейка в базарный день.

 

4.4. Автономные превращения энергии квантовых пульсаторов.

Теоретики приписывали статус физической реальности объектам с совершенно фантастическими энергетическими характеристиками. Так, удивительной находкой оказалась идея о физических полях – гравитационном, электромагнитном – с их бесконечными числами степеней свободы, а, значит, и с бесконечным энергосодержанием. Впоследствии физические поля проквантовали – и назвали «физическим вакуумом» состояние полей с минимальной возможной энергией (которая всё равно осталась бесконечной). Ещё больше оживили физическую картину мира «виртуальные частицы», которыми, якобы, бурлит физический вакуум. На этих виртуальных частиц теоретики имеют обыкновение сваливать ответственность за разного рода энергетические парадоксы – ведь виртуальная частица, якобы, способна произвести в локальности как угодно большое отклонение от закона сохранения энергии. Правда, такое отклонение длится, в согласии с принципом неопределённости, исключительно недолго – но теоретикам и этого хватает для решения своих проблем.

В реальном физическом мире подобный произвол с энергиями не имеет места. Мы сознательно устраняем «энергетических паразитов» из понятийного базиса физики и утверждаем, что обладателем всех форм физической энергии является только вещество. Причём, каждая форма физической энергии соответствует конкретной форме движения в веществе. По логике «цифрового» мира, элементарные частицы вещества представляют собой квантовые пульсаторы (1.4). У квантового пульсатора мы усматриваем три основных формы энергии. Главная из них – собственная энергия; соответствующая ей форма движения – это квантовые пульсации. Вторая из них – кинетическая энергия; соответствующая ей форма движения – это, очевидно, перемещение в пространстве. Наконец, третья из них – это энергия связи (если частица входит в состав некоторой структуры); соответствующая форма движения – это циклические перебросы квантовых пульсаций из одной связуемой частицы в другую (4.7). Чтобы выполнялся закон сохранения энергии, для трёх названных форм энергии квантового пульсатора должна быть обеспечена беспроблемная и однозначная превращаемость друг в друга. При этом однозначность кинетической энергии обусловлена тем, что она определяется однозначной, «истинной» скоростью частицы – а именно, её локально-абсолютной скоростью (1.6).

Вот эти обратимые взаимопревращения собственной энергии, кинетической энергии и энергии связи у элементарной частицы вещества мы называем автономными превращениями энергии квантового пульсатора. Заметим, квантовый пульсатор может не иметь кинетической энергии и энергии связи, но собственная энергия у него есть обязательно. Учитывая, что только квантовые пульсаторы являются носителями физических энергий, мы приходим к выводу: «необязательные» формы энергии могут быть у квантового пульсатора лишь при соответственно уменьшенной «обязательной» - т.е., за её счёт. У каждого квантового пульсатора сумма трёх энергий – собственной энергии, кинетической энергии и энергии связи – остаётся постоянной (при постоянном гравитационном потенциале). И всё многообразие физических процессов сводится к тому, что, в результате тех или иных взаимодействий, происходят перераспределения между тремя формами энергии у квантовых пульсаторов – по принципу их автономных превращений.

Так, свободная элементарная частица может иметь кинетическую энергию только за счёт точно такой же убыли своей собственной энергии. Это непривычно, ведь многовековой опыт учит нас: чтобы разогнать тележку, нужно совершить работу и сообщить тележке кинетическую энергию. Этот штамп – «сообщить кинетическую энергию» - прочно вошёл в учебники по физике. Он однозначно подразумевает, что кинетическая энергия может быть сообщена разгоняемому объекту лишь откуда-то извне. Но в микромире, на уровне элементарных частиц, эта логика не работает. Как ни старайтесь, вы не сможете сообщить элементарной частице кинетическую энергию. Вы сможете лишь превратить в её кинетическую энергию часть её собственной энергии. Потому что так работают программные предписания: у элементарной частицы других вариантов приобретения кинетической энергии не предусмотрено.

Получим выражение для кинетической энергии Eкин свободного квантового пульсатора – на основе принципа автономного превращения. Принимая, что прирост кинетической энергии обусловлен убылью собственной энергии, имеем:

, (4.4.1)

где m0 - масса свободного покоящегося квантового пульсатора, V - его локально-абсолютная скорость. Из (4.4.1) получаем искомое выражение:

. (4.4.2)

Соответственно, собственная энергия Eсоб свободного квантового пульсатора, как функция его локально-абсолютной скорости, имеет вид:

. (4.4.3)

Обращает на себя внимание сходство формул (4.4.2) и (4.4.3), в которых привычные выражения помножены на один и тот же множитель, зависящий от локально-абсолютной скорости. Эти формулы наглядно показывают, что по мере увеличения локально-абсолютной скорости, собственная энергия квантового пульсатора даже не остаётся постоянной – она, частично превращаясь в кинетическую энергию, уменьшается. Причём, в случае V=c кинетическая энергия свободного квантового пульсатора составляет одну треть (а собственная энергия – две трети) от его собственной энергии покоя. Таким образом, из этих формул следует, что, по мере увеличения скорости, собственная энергия (а, значит, и масса) квантового пульсатора не испытывает релятивистского роста. Но не спешите, дорогой читатель, ставить крест на этих формулах. Да, всем нам со школьной скамьи вдалбливали, что релятивистский рост массы (энергии, импульса) – есть, есть, есть! Но это неправда: экспериментальные реалии говорят прямо противоположное (4.5).

А правда в том, что в кинетическую энергию свободного электрона превращается его собственная энергия, и никакая другая. Ортодоксам трудно в это поверить. Они полагают, что в кинетическую энергию электрона превращается энергия ускоряющих его электромагнитных полей. Именно это, якобы, проделывается на ускорителях заряженных частиц. Логика убийственная: электроны ускоряются лишь тогда, когда электромагниты включены – значит, ускоряются-то они на энергиях полей! И, чтобы стать ультрарелятивистскими, ускоряемые электроны должны накрутить многие километры!.. Да мы не оспариваем то, что на ускорителях электроны накручивают километры. Мы лишь напомним, что в природе есть способ гораздо белее эффективного разгона электрона. Вот он: при бета-распаде [Д2] из ядра выстреливается готовый релятивистский электрон. Спрашивается: что это за чудовищные поля генерируются в ядре – которые, к тому же, избирательно действуют лишь на выстреливаемый электрон? А если не поля – то что? Не маленькие же зелёные человечки с кувалдами! «Моментальный» разгон электрона при бета-распаде остаётся тайной для науки. По традиционной логике, здесь кинетическая энергия должна быть откуда-то сообщена электрону. Поэтому полагают, что в его кинетическую энергию превращается часть разности энергий связи исходного и результирующего ядер. Но как это происходит – и происходит ли вообще! – об этом не сообщается.

Принцип автономных превращений энергии позволяет по-новому взглянуть на эту проблему. Но прежде скажем о том, как мы представляем алгоритм пространственного перемещения свободного квантового пульсатора. Если сущностью квантового пульсатора является циклический скачкообразный процесс, то логично предположить, что и перемещаться в пространстве он может лишь скачкообразно. Движение квантового пульсатора с постоянной скоростью означает, что, через некоторое постоянное число собственных циклов, он совершает элементарное скачкообразное перемещение – длина которого, как мы полагаем, равна характерному размеру квантового пульсатора, т.е. его комптоновской длине. Такое элементарное перемещение мы называем квантовым шагом. Частота квантовых шагов Ω равна, как можно видеть, отношению скорости движения к длине квантового шага, т.е. к комптоновской длине λС, которая, с учётом (4.4.3), также зависит от скорости:

. (4.4.4)

Как можно видеть из (4.4.4), по мере роста скорости частота квантовых шагов Ω растёт, и при V=c она становится равной собственной частоте пульсатора. Ясно, что частота квантовых шагов не может превышать собственной частоты пульсатора, поэтому не представляется возможным его движение с локально-абсолютной скоростью, превышающей c (что же касается относительных скоростей – например, у пары движущихся друг навстречу другу квантовых пульсаторов – то эти скорости должны подчиняться классическому закону сложения скоростей, т.е., они могут превышать с).

Теперь вернёмся к «моментальному» разгону электрона при бета-распаде. Алгоритм, который осуществляет превращение собственной энергии электрона в кинетическую, работает, по логике вышеизложенного, с дискретом во времени, соответствующим периоду пульсаций электрона. И такое превращение – хоть даже на максимально допустимую величину – может произойти, в принципе, за один цикл работы этого алгоритма. И – полетел он, релятивистский электрон!

Уточним, что, согласно принципу автономных превращений энергии, частица вещества не может ни отдать часть своей энергии вовне, ни получить добавочную энергию извне. Казалось бы, этот подход противоречит опыту – ведь при многих взаимодействиях, как полагают, происходит передача энергии от одного микрообъекта другому. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что во всех этих случаях вполне может происходить не передача энергии, а её согласованные автономные превращения, порождающие иллюзию передачи.

Например, говорят, что, при столкновениях частиц, налетающая частица передаёт покоящейся частице свою кинетическую энергию. В рамках же нашего подхода, при таком столкновении полные энергии каждой из частиц не изменяются, а происходят равные по величине и противоположные по направлению перераспределения между собственной и кинетической энергиями у каждой из этих частиц.

Аналогично, при ударном возбуждении атома ударяющий электрон отнюдь не отдаёт атому свою кинетическую энергию, которая превращается в энергию возбуждения атома. При этом, как мы полагаем, у ударяющего электрона уменьшается кинетическая энергия и, соответственно, увеличивается собственная, а у атома – уменьшается энергия связи и, соответственно, тоже увеличивается собственная. Если происходит ударная ионизация, то сначала энергия связи обнуляется, с соответствующим восстановлением собственных энергий, а затем освобождённый электрон ещё и может быть приведён в движение – с превращением части его собственной энергии в кинетическую. Сходным образом, дело обходится без передачи энергии от атома к атому, когда при их соударении происходит столкновительный перенос возбуждения.

Наконец, при квантовом перебросе световой энергии с атома на атом происходят, как мы полагаем, всего лишь скоррелированные перераспределения энергии у этой пары атомов (3.10).

Подчеркнём, что автономные превращения энергии происходят со стопроцентным коэффициентом полезного действия, совершенно без потерь энергии. Так, при ускорении элементарной частицы вещества гравитационным или электромагнитным воздействием, не происходит диссипации энергии. Напротив, если говорить про двигатели, в которых сжигается топливо, то они производят почти стопроцентную диссипацию, которая сопровождается жалким побочным продуктом – автономным приростом кинетической энергии у частиц приводимого в движение аппарата. Насколько возросли бы возможности техники, если бы в ней использовался прямой доступ к алгоритмам, управляющим автономными превращениями энергии!

 

4.5. Где же он, релятивистский рост массы (энергии, импульса)?

Тезис о том, что кинетическая энергия элементарной частицы не может превышать одной трети от её энергии покоя (4.4), кажется смешным с позиций современной официальной физики – особенно в свете достижений ускорительной техники, где, как нас уверяют, электронам, имеющим энергию покоя в полмиллиона эВ, сообщают кинетические энергии, исчисляемые миллиардами эВ. «Если бы не было релятивистского роста массы, - вещают с телевизионных экранов академики, - то не работал бы ни один ускоритель!» Для домохозяек такие аргументы – вполне убедительны. Они же не знают, как эти ускорители «работают». А если бы узнали – ужаснулись бы.

Вот, спрашиваем: как на ускорителях проявляется релятивистский рост массы? Да, отвечают, всё так же, одним-единственным способом: через уменьшение эффективности воздействия электромагнитных полей на быстро движущуюся заряженную частицу – как и в самых первых опытах такого рода с быстрыми электронами (опыты Бухерера, Кауфмана и др.; см., например, [С1,Д3]). Чем больше скорость электрона, тем более сильное магнитное воздействие требуется приложить, чтобы искривить его траекторию. При большом желании, результаты этих опытов, действительно, можно истолковать так: по мере увеличения скорости частицы, у неё увеличивается масса, а вместе с ней и инертные свойства – так что магнитное воздействие на такую частицу вызывает всё меньший отклик.

Но такое толкование уместно, и вправду, только при большом желании – ведь здесь, как говорится, возможны варианты! Известен универсальный принцип: воздействие на объект стремится к нулю, если скорость объекта приближается к скорости передачи воздействия. Вот классический пример из механики: ветер разгоняет парусник. Когда скорость парусника становится равной скорости ветра, ветер перестаёт на него действовать. Даже детям понятно: это получается не оттого, что масса парусника становится бесконечной. Аналогичные вещи происходят при раскрутке ротора асинхронной машины вращающимся магнитным полем, а также при взаимодействии электронов с замедленной электромагнитной волной в лампе бегущей волны – и здесь, как полагают, массы тоже остаются самими собой. Лишь для методики магнитного отклонения заряженной частицы делается исключение – здесь, мол, не что иное, как релятивистский рост!

На основании чего делается такое исключение? Скорость заряженной частицы может быть измерена с помощью различных методик, напрямую реализующих понятие скорости, т.е. основанных на измерении промежутка времени, в течение которого преодолевается известное расстояние. Если на заряженную частицу, движущийся с измеренной скоростью v, подействовать поперечным магнитным полем с напряжённостью H, то частица станет двигаться по траектории с радиусом кривизны r:

, (4.5.1)

где m и e - соответственно, масса покоя и заряд частицы, γ - релятивистский фактор. Анализ искривлений треков сталкивающихся частиц показывает, что сохраняется сумма их релятивистских импульсов mvγ. Раз сохраняется релятивистский импульс – значит, мол, он и реален! Но ведь те же самые трековые данные допускают и другую интерпретацию. Если считать, что релятивистский корень в (4.5.1) описывает уменьшение напряжённости магнитного поля, которое воспринимает движущийся электрон – в согласии с релятивистскими преобразованиями компонент поля [Л2] – то наблюдаемый радиус кривизны траектории будет соответствовать не истинному значению импульса, а в γ раз завышенному. С учётом поправок на это завышение, все трековые данные будут говорить о сохранении именно классического импульса mv. Ибо релятивистский фактор γ не будет присущ импульсу, как таковому, а будет являться следствием нелинейности шкалы в данной измерительной методике.

Впрочем, можно до хрипоты спорить – так или этак интерпретировать трековые данные. Но мы обращаем внимание на бесспорный факт: вывод о релятивистском увеличении энергии частицы делается по результатам её взаимодействия только с полями – когда от этой чудовищной энергии никому «ни жарко, ни холодно». Давайте же использовать и другие методики измерения энергии частицы – по результатам её взаимодействия с веществом! Это будет прямое и честное измерение – если измерить всю энергию, в те или иные формы которой превратится энергия частицы! Здесь-то и находится «момент истины»: прямые и честные измерения показывают, что никакого релятивистского роста энергии не существует.

Ну, действительно: кому удалось, из одного релятивистского электрона, извлечь, при его взаимодействии с веществом, энергию в несколько ГэВ? Или хотя бы в несколько МэВ? Давайте посмотрим!

Вот, например, заряженные частицы оставляют треки в камере Вильсона или в пузырьковой камере. При образовании этих треков, превращения энергии, по меркам микромира, огромны – но они происходят, в основном, не за счёт энергии инициирующей частицы. Здесь регистрирующая среда пребывает в неустойчивом состоянии – это переохлаждённый пар или перегретая жидкость. Частица тратит кинетическую энергию лишь на создание ионов в среде – и эти потери энергии невелики. А ионы становятся центрами бурной конденсации или парообразования. Успей сфотографировать очаги фазовых превращений в среде – вот и трек частицы. Но энергия этих фазовых превращений – несоизмеримо больше ионизационных потерь частицы.

А можно ли измерить сами ионизационные потери? Конечно, можно. В своё время в экспериментальной физике широко использовались замечательные приборчики: пропорциональные счётчики [Д2]. Влетев в этот приборчик, частица растрачивает свою кинетическую энергию на ионизацию атомов вещества-наполнителя – принципиально до полной своей остановки. Чем больше энергия частицы, тем больше ионов она создаёт, и тем больше генерируемый приборчиком импульс тока. Обращаем внимание: средняя энергия, требуемая для создания одной пары ионов, совсем невелика – это два-три десятка эВ [Э1]. По отношению к такой энергии, говорить о релятивистском завышении неуместно. Поэтому к показаниям пропорциональных счётчиков следовало бы относиться с большим доверием – поскольку имеются веские основания полагать, что они измеряют энергию частицы честно. И вот как выглядят результаты этих честных измерений. В «нерелятивистской области», пока энергия частиц малая, результаты её измерения пропорциональными счётчиками с результатами измерений по методике магнитного отклонения. Но в «релятивистской области» единство измерений нарушается: энергия, измеряемая по магнитной методике, лезет в релятивистскую бесконечность, а энергия, измеряемая пропорциональными счётчиками, выходит на насыщение и дальше не растёт [Д2]. Причём, не похоже на то, что счётчики «шалят»: все они – при разных типах и конструкциях – показывают одно и то же. А именно: никакого релятивистского роста энергии нет.

Этот очевидный факт причинял релятивистам немало душевных страданий. Пришлось принимать меры: придумывать гипотезы, которые наукообразно разъясняли – отчего у пропорциональных счётчиков, при измерениях в релятивистской области, увеличиваются аппаратурные погрешности [Д2]. Да ведь как согласованно увеличиваются – в точности маскируя релятивистский рост, как будто его и нет вовсе! Знаете, дорогой читатель, физики обычно не упускают возможности позубоскалить над гипотезами ad hoc – так называются вспомогательные гипотезы, выдвинутые ради только какого-то одного трудно объяснимого случая. Так вот, для разных типов и конструкций пропорциональных счётчиков, «увеличение аппаратурных погрешностей» пришлось объяснять по-разному, так что гипотез ad hoc здесь набрался целый букет. И никто не зубоскалил. Все, похоже, понимали: грешно смеяться над больными.

А страдать релятивистов заставляли не только пропорциональные счётчики. Была ещё одна методика прямого измерения тормозных потерь быстрых заряженных частиц – в фотоэмульсиях. Здесь частица тоже теряет энергию на ионизацию атомов, причём каждый образовавшийся ион становится центром формирования фотографического зёрнышка. И эти зёрнышки различимы под микроскопом. Значит, число ионизаций, произведённых частицей, можно пересчитать, а затем умножить это число на энергию одной ионизации – вот и получится исходная энергия частицы! И что же? А то, что и здесь всё получалось, как и в пропорциональных счётчиках. В «нерелятивистской области», число зёрнышек, умноженное на энергию одной ионизации, вполне соответствовало результатам «магнитной» методики. А в «релятивисткой области» число зёрнышек выходило на постоянную величину и дальше, практически, не росло [Б2]. И, опять же, использовались различные составы фотоэмульсий. И опять же, все они говорили одно и то же: если подходить к вопросу методом простого всматривания, то никакого релятивистского роста энергии не обнаруживается. И опять пришлось выдвигать гипотезы ad hoc. Насчёт того, что быстрая частица теряет энергию в фотоэмульсиях не только на ионизацию: есть, якобы, ещё и «недетектируемые» потери энергии – на возбуждение атомов или ядер, на выбивание нейтральных частиц, на излучение [Б2]. Пикантность ситуации в том, что эффективности разных каналов этих «недетектируемых потерь» по-разному зависят от энергии частицы – но в сумме эти потери, якобы, так согласованно нарастают, что в точности маскируют ожидаемый релятивистский рост детектируемых потерь!

Не проще и не разумнее ли допустить, что, в релятивистской области, потери не растут просто потому, что истинная кинетическая энергия частицы имеет верхний предел? Нет, этот вопрос не решается по критериям простоты и разумности. Тут дело на принцип пошло! И, чтобы релятивистам не утруждать себя каждый раз объяснениями того, куда же деваются релятивистские излишки энергии частицы, они пустились на небывалый в истории физики прецедент. «Магнитная методика, - заявили они, - непогрешима! Поэтому все остальные методики измерения энергии следует калибровать именно по ней, по магнитной!» После этого им, действительно, полегче стало.

Кстати, были ведь эксперименты, где «магнитная» и «немагнитная» методики встречались, так сказать, нос к носу. Это получалось там, где измеряли импульс отдачи у атома, из ядра которого выстреливался релятивистский электрон при бета-распаде. Здесь устраивалась «очная ставка» двум методикам: импульс отдачи атома измерялся по «немагнитной» методике, а импульс выстреливаемого электрона – по «магнитной», во всей её непогрешимой мощи. Первые же опыты такого рода [К5] поставили в крайне затруднительное положение учёных, стоявших на позициях закона сохранения релятивистского импульса. Ведь импульс электрона получался чудовищно больше, чем импульс отдачи атома. Следите за логикой: импульс электрона измерялся по непогрешимой методике – значит, правильно измерялся именно он. Следовательно, импульс отдачи у атома оказывался чудовищно меньше, чем требовалось по закону сохранения релятивистского импульса. Т.е., подавляющая часть импульса отдачи куда-то тихо исчезала. Экспериментаторы клялись и божились, что это не их рук дело – а теоретики не могли в это поверить... «Пялились исследователи на фотопластинки, вертели ими так и сяк… Можно было поступить совсем просто: отбросить иллюзорные релятивистские завышения импульсов у электронов, и тогда их результирующие импульсы становились бы равными импульсам отдачи! Но – что вы! это было бы святотатство! Уж лучше было сидеть и страдать молча… Ферми смотрел-смотрел на эти страдания, и его доброе сердце дрогнуло. «Ладно, - подмигнул он, - вы только не плачьте! Вот что мы сделаем: введём новую частицу. И припишем ей всё, что требуется. Вам нужен импульс? – у ней он есть!» - «Как?! – просияли от радости экспериментаторы. – Так просто? Впрочем, погодите-погодите. Мы же такую возможность исследовали. Никаких следов третьей частицы при бета-распаде не обнаруживается!» - «Ну, и что такого? Если следов не обнаруживается, значит, эта частица их не оставляет! Я же говорю – припишем всё, что требуется!» - «Да, но… странно как-то. Трудно поверить! Частица… импульс имеет… и – никаких следов… Как же её поймать?» - «А зачем обязательно – поймать? Сам по себе процесс ловли – разве он удовольствия не доставляет? Так ловите, до скончания века, и наслаждайтесь! На зависть окружающим!» - «А, ведь, действительно! Позвольте полюбопытствовать, а как предлагается назвать эту неуловимую прелесть?» - «Да придумаем хохмочку какую-нибудь… Вот: назовём эту прелесть нейтрончиком!» [Д4] Уж простите за приведённую цитаточку, но так и было: нейтрино «открыли» только для того, чтобы не рухнул закон сохранения релятивистского импульса. А чтобы успокоить тех, кто сомневался в реальности нейтрино, ей быстренько приписали статус одной из фундаментальных, абсолютно стабильных, частиц – которых, как считается, всего-то четыре. В физике организовали новый раздел – «Физика нейтрино». Понастроили грандиозных «детекторов». Мне довелось побывать на одном из них – в Баксанском ущелье на Кавказе. Чтобы только нейтрино, с их выдающимися проникающими способностями, могли долетать до этого «детектора», помещение для него выдолблено в центре подошвы огромной каменной горы: эта гора прикрывает «детектор» сверху... Так, думаете, эти детекторы реагируют на нейтрино? Да нет, они реагируют на продукты реакций, которые, как полагают теоретики, могут порождать только нейтрино – да и то крайне редко. Уж больно оно неуловимое. Кстати, по свойству исключительно слабо взаимодействовать с веществом, нейтрино резко отличается от остальных частиц, испускаемых при радиоактивных превращениях: нейтрино «умирает» на много порядков реже, чем рождается. Налицо абсурдная асимметрия, которая до сих пор не имеет объяснения. Не проще ли устранить эту асимметрию, признав, что нейтрино и релятивистский импульс являются теоретическими иллюзиями?

Но нам могли бы ещё возразить: если релятивистские излишки энергии были бы иллюзиями, то это непременно проявилось бы при сопоставлении энергии частиц с энергиями гамма-квантов, которые измеряются независимыми способами. Увы – хотя арсенал способов измерения энергии гамма-квантов довольно-таки богат [Э2], об их независимости не может быть и речи. Целый ряд методов основан на измерениях энергий конверсионных электронов и вторичных электронов, которые выстреливаются в результате комптон-эффекта, фотоэффекта, и образования электрон-позитронных пар – но «магнитный анализ спектров вторичных электронов… является наилучшим методом точного измерения энергии γ-квантов» [Э2]. По результатам этого знакомого «наилучшего метода» калибруются остальные методы – в которых определяются пороги ядерных реакций или энергии вторичных ядерных частиц, а также такой, казалось бы, обособленный метод, как измерение длины волны гамма-излучения с помощью дифракции на кристалле [М1]. Этот метод сохраняет свою обособленность, опять же, лишь при малых энергиях гамма-квантов. Но, уже при энергиях ~0.1 МэВ, соответствующая длина волны гамма-излучения на порядок меньше, чем расстояния между атомными плоскостями в кристаллах, что весьма затрудняет – особенно при скользящих углах падения – определение индекса брэгговской дифракции; так что калибровка здесь необходима. Выходит следующее: если, как мы полагаем, метод магнитного отклонения даёт не истинную, а релятивистски завышенную энергию, то с аналогичным завышением определяются и энергии гамма-квантов!

Впрочем, здесь можно было до некоторой степени избегать больших завышений, если при калибровке методом магнитного отклонения использовать частицы с достаточно большой массой – поскольку энергия, которая, согласно (4.4.2), близка к предельной у электрона, далека от предела у протона. Отсюда, кстати, вытекает возможность получения ещё одного свидетельства о наличии ограничения у кинетической энергии частицы. Известно множество ядерных реакций с порогами всего в несколько МэВ [Б2]. Эти реакции инициируются, например, протонами, для которых энергия в несколько МэВ является ничтожной, и есть гарантия, что пороги при этом измеряются без релятивистского завышения. Эти же реакции инициируются и нейтронами, и гамма-квантами – была бы их энергия выше пороговой. Электроны, которые имели бы энергию в несколько МэВ, инициировали бы эти реакции, казалось бы, ещё охотнее, чем протоны – ведь электроны притягиваются к ядру, а не отталкиваются от него. Но нет: что-то мешает электронам инициировать ядерные реакции. Считается, что релятивистские электроны, при взаимодействии с ядрами, испытывают почему-то лишь упругое рассеяние [К4]. Налицо странная асимметрия: вылететь из ядра, прихватив оттуда немалую энергию, электрон может (при бета-распаде) – а ударить по ядру, сообщив ему такую же энергию, электрон не может! Что по этому поводу говорит физика высоких энергий? А она по этому поводу хранит гробовое молчание. Высокие энергии оказалось гораздо практичнее измерять не по электронной, а по протонной шкале. Тут уж не до единства измерений – быть бы живу! Ибо из опыта ясно, что, скажем, 3 МэВа у протона – это полноценные 3 МэВа, а 3 МэВа у электрона – это пустышка.

Но как же так? Неужели не проводились эксперименты по прямому измерению энергии быстрых электронов – калориметрическим методом – при известном ускоряющем вольтаже? Ведь было сооружено множество ускорителей. И нас уверяют, что без релятивистского роста энергии у быстрых частиц, ни один ускоритель не работал бы! Так покажите нам его, прямо измеренный релятивистский рост! Где же изобилие публикаций на эту тему? В это трудно поверить, но на эту тему известна всего одна (!) публикация – о которой релятивисты если и упоминают, то делают это как-то странненько, сквозь зубы. В чём же был секрет у Бертоцци [Б3], если только он один и смог прямо измерить релятивистский рост? Бертоцци использовал двухступенчатую схему ускорения электронных сгустков. На первой ступени электроны ускорялись статическим электрическим полем, формируемым с помощью высоковольтного генератора Ван-де-Граафа. А второй ступенью был линейный индукционный ускоритель. При известном ускоряющем вольтаже, автор измерял две величины – скорость и энергию электронов. Скорость он определял пролётно-импульсным методом: по времени, разделявшему два всплеска тока, которые наводились пролетающим сгустком в электродах, разнесённых на известное расстояние. А об энергии электронов автор судил по нагреву алюминиевого стаканчика, который улавливал разогнанные электронные сгустки. Если релятивистский рост энергии имеет место, то, при изменении ускоряющего вольтажа, скорость электронов должна была, практически, не изменяться (будучи близкой к скорости света), а их энергия должна была изменяться весьма заметно. На первый взгляд, именно такую зависимость и демонстрируют пять экспериментальных точек, представленных автором на графике. Но не всё было так просто. В таблице (см. ниже) первые два столбца отображают ускоряющий вольтаж и отношение измеренной скорости электронов к скорости света. Но вот, внимание: «При вольтажах 0.5, 1.0 и 1.5 МэВ линейный ускоритель не был включён» (перевод наш) – эту особенность отражает третий столбец в таблице. И, наконец: «Измерения энергии проводились для ускоряющих вольтажей 1.5 и 4.5 МэВ» (перевод наш) – эту особенность отражает последний столбец в таблице.

Таким образом, реальных экспериментальных точек оказывается, вместо пяти, всего две, причём одна из них была получена, когда индукционный ускоритель был выключен, а другая – когда он был включён. В этом – и секрет фокуса. Когда индукционный ускоритель работает, он индуцирует вихревые токи в металлических штучках. Его самого приходится охлаждать проточной водой! Конечно, вихревые токи наводились и в мишени-стаканчике – вот и грелся стаканчик сильнее. Эту мелочь автор почему-то не учёл, и соответствующей калибровки не проделал. Каким образом у него две точки удачно легли на релятивистскую кривую – это уже не имеет значения: совершенно очевидно, что дело здесь не в релятивистском росте.

Тогда становится понятно, почему никто из коллег Бертоцци не отважился подтвердить его эксклюзивный результат. А ведь могли бы и на кольцевых циклических ускорителях мишеньки погреть – хотя бы между делом! Релятивистский рост энергии стоит того! Да могли бы вкачать в электроны не какие-то жалкие МэВы, а те самые ГэВы, о которых домохозяйкам все уши прожужжали! Так нет же. Эх, знали бы домохозяйки, что каждый удачный прогон на серьёзном ускорителе – это для релятивистов чудо, которого они до сих пор понять не могут. Надо же: вкачивают-вкачивают сумасшедшую энергию в ускоряемые электроны, потом этими электронами бьют по мишени… а там, вместо сумасшедшей энергии, выделяется смехотворный пшик! Вот в этом и заключается «работа» ускорителей!

Правда, на ускорителях протонов всё получается повеселее – но, мы полагаем, это потому, что у протона предельное значение кинетической энергии почти в 2000 раз больше, чем у электрона. Впрочем, и здесь специалисты бесконтрольно преувеличивают свои успехи. Вот лишь один эпизод – нашумевшая в своё время история с открытием антипротона [Ч1]. В 1955 г. на протонном ускорителе «Беватрон» в Беркли задумали разогнать протоны так, чтобы кинетической энергии одного протона хватило на рождение новой пары протон-антипротон. Если бы это удалось, это не просто подтвердило бы наличие релятивистского роста энергии. Это было бы нечто большее – свидетельство о том, что из кинетической энергии можно лепить новое вещество! Тогда грош цена была бы нашей логике «цифрового» мира. Так вот, авторы [Ч1] направляли высокоэнергичные протоны на медную мишень и, среди продуктов реакции, регистрировали частицы, имевшие массу протона и отрицательный элементарный заряд. Нас пытаются убедить в том, что пары протон-антипротон рождались именно из кинетической энергии разогнанных протонов! А ведь обманывать нехорошо. Взгляните на уравнение реакции! Исходники: разогнанный протон плюс «ядро». Продукты: тормознутый протон плюс пара протон-антипротон плюс, опять же, «ядро». Что это за «ядро», без которого реакция не получается? А это ядро атома медной мишени, в которое бьёт разогнанный протон. Но где тогда гарантии, что пара протон-антипротон получается именно из кинетической энергии разогнанного протона? Не проще ли этой паре вылететь из возбуждённого ядра? Скажете, что антипротонов в ядре не бывает? Так электронов там тоже, кажется, не бывает – однако при бета-распаде они оттуда вылетают. Забегая вперёд, заметим, что согласно простой универсальной модели ядерных сил (4.12), в составных ядрах происходят циклические превращения, по ходу которых в ядрах кратковременно присутствуют как электроны, так и антипротоны. Поэтому не требуется тратить энергию на то, чтобы, при ударе по ядру, «родить» электрон или антипротон – гораздо проще «выбить» из ядра и тот, и другой. Если у открывателей антипротона происходило именно выбивание антипротона из ядра, то ядро должно было превращаться в другой изотоп – а, по официальной версии, оно должно было оставаться прежним. Вот если бы авторы установили, что «ядро» в результате реакции остаётся прежним – тогда это доказывало бы официальную версию. Но соответствующий анализ ядер, участвовавших в реакции, не проводился. Мы не издеваемся: мы понимаем, что такой анализ был технически невозможен. Но мы обращаем внимание: раз этого анализа не было, то не было и доказательств того, что всё получилось так, как это нам преподносится. Зарегистрировали вы шесть десятков антипротонов – это, действительно, достижение. Но не надо привирать, что эти антипротоны получились из вкачанной вами кинетической энергии! На Демиургов вы всё-таки не тянете!

Если не ошибаемся, этот эпизод в Беркли был первым случаем, когда экспериментаторы «родили» частицы вещества из «релятивистски завышенной энергии» разогнанной ими частицы. Дальше врать было уже гораздо проще.

Нам могут возразить – почему именно «врать»? Может, все эти толпы исследователей честно заблуждались! Нет, они честно заблуждались тогда, когда думали, что можно построить релятивистскую теорию гравитации – супертеорию, которая сшила бы воедино специальную и общую теории относительности. Мы сейчас покажем, как следует приступать к построению этой супертеории – дело-то нехитрое. Надо взять «непогрешимое» выражение для релятивистского роста массы, из СТО, и подставить его в «непогрешимое» выражение для закона всемирного тяготения, которого придерживается и ОТО. И выразить ускорение для любого из пары «гравитирующих» тел – с массами покоя M1 и M2. Так, для ускорения первого тела, в рамках концепции относительных скоростей получается выражение

. (4.5.2)

Из этого выражения следует, что, при приближении скорости V к скорости света, ускорение стремится не к нулю, а к бесконечности. Но это уже ни в какие ворота не лезет! Впрочем, этот абсурд легко устранить – если допустить, что релятивистский рост испытывает масса только того из пары «гравитирующих» тел, которое движется. Но это означало бы конец всему релятивизму. А конец релятивизму – это и конец релятивистскому росту массы! Вот вам и вся «супертеория».

 

4.6. Амплитудная модуляция квантовых пульсаций. Протон.

Временную развёртку квантовых пульсаций можно схематически проиллюстрировать меандром, т.е. прямоугольной волной; следует лишь иметь в виду, что амплитуда этой волны не имеет физического смысла – это подчёркивается тем, что энергия квантовых пульсаций зависит только от их частоты (1.4). Но если амплитуда квантовых пульсаций не имеет физического смысла, то очевидно, что амплитудная модуляция квантовых пульсаций может быть лишь стопроцентной по глубине, т.е. эта модуляция может заключаться лишь в периодическом «выключении», или прерывании, квантовых пульсаций.

Пусть квантовые пульсации на частоте f промодулированы с частотой прерываний B, (B<

Emod = hf - hB, (4.6.1)

где h - постоянная Планка. Соответственно, масса квантового пульсатора, имеющего прерывания пульсаций, уменьшена на величину, эквивалентную энергии прерываний hB.

Теперь мы можем изложить наши представления о протоне. На наш взгляд, это квантовый пульсатор, имеющий модуляцию с электронной частотой (4.1) и фазой положительного электрического заряда (4.1); несущую же частоту протона, которая испытывает эти электронные прерывания, можно определить из того условия, что масса протона соответствует частоте, равной разности несущей и электронной частот, как следует из (4.6.1). При этом несущая частота протона составляет около 2.27·1023 Гц, далее мы будем называть её нуклонной частотой (нуклонной несущей).

На Рис.4.6 схематически изображены дорожки квантовых пульсаций у электрона (e-), позитрона (e+) и протона (p+) – с учётом их фазовых соотношений (Те – период пульсаций на электронной частоте). В отличие от электрона и позитрона, протон имеет две частоты квантовых пульсаций: нуклонную, которой почти полностью соответствует масса протона,

Рис.4.6

и электронную, наличие которой означает наличие у протона элементарного электрического заряда – с фазой, соответствующей положительному заряду. Наличие двух компонент в спектре квантовых пульсаций протона означает наличие у него двух соответствующих характерных размеров. Но при этом в протоне нет никаких суб-частиц: нельзя сказать, что он является соединением, например, массивного нейтрального керна и позитрона. Как можно видеть, объединение в протоне двух характеристических величин – массы, почти в 2000 раз большей, чем у электрона, и элементарного заряда – реализовано простейшим, по логике «цифрового» мира, способом: через модуляцию квантовых пульсаций. Положительный заряд здесь не присоединён к большой нейтральной массе, а «вшит» в неё через модуляцию.

 

4.7. Принцип связи на дефекте масс.

Вопрос о том, «на чём держатся» устойчивые вещественные структуры – в частности, атомные – до сих пор не может считаться решённым. История попыток объяснить устойчивость удержания атомарных электронов ядрами – через действие электрических сил – это история углубления научного бессилия (см. [Д9]). С некоторых пор, теоретики не объясняют устойчивость атомных структур, а лишь толкуют об этих структурах.

Так, метод Шрёдингера позволяет описать любые конфигурации плотности вероятности нахождения электрона в атоме. Но при этом электрон выступает не в роли частицы и не в роли волны, а в роли размазни, называемой электронным облаком. Там нет движения электронов по орбитам – а, значит, нет и центробежных сил, которые в моделях Резерфорда и Бора удерживали атомарные электроны от падения на ядро. Спрашивается: что удерживает электронное облако от схлопывания на ядро? До сих пор наука не выработала ответа на этот вопрос.

Для объяснения феномена атомарных структур предлагались и ещё более оригинальные идеи – например, основанные на учении Пригожина о способности вещества к самоорганизации. Комментировать это учение мы не будем. Пусть-ка лучше его сторонники попробуют эмиттировать в вакуумную камеру протоны, нейтроны да электроны – и пусть порадуются, если из этого вещества «самоорганизуется» хотя бы один атом. До сих пор все искусственные превращения атомов производились только с природными атомными «заготовками». Покорёжить или разрушить атом – это наука может, а синтезировать устойчивый атом из свободных протонов, нейтронов и электронов – это науке слабо.

На наш взгляд, такое положение дел неслучайно и связано с тем, что атомарные структуры образуются и поддерживаются лишь при работе специальных алгоритмов. Эти алгоритмы перераспределяют энергию субатомных частиц, превращая часть их собственной энергии в энергию связи. Ниже излагаются наши представления о том, как это осуществляется, и что представляет собой энергия связи.

Связывание пары квантовых пульсаторов подразумевает такое «подвешивание» их на некотором расстоянии друг от друга, которое обладает некоторым запасом устойчивости. Процедура, которая это осуществляет, заключается в следующем. Пульсации того и другого циклически прерываются так, чтобы пульсаторы попеременно «выключались» из бытия: когда в одном из них пульсации есть, в другом их нет, и наоборот. Пусть скважность прерываний составляет 50%, т.е. одну половину периода прерываний каждый из них пребывает в бытии, пульсируя с неизменённой собственной частотой, а другую половину – в небытии. Здесь мы усматриваем нечто замечательное. Во-первых, масса каждого из этих двух пульсаторов уменьшена на величину, соответствующую частоте прерываний (см. 4.6). Во-вторых, здесь имеет место новая форма движения, а именно: циклические перебросы состояния, при котором пульсации «включены» – из точки нахождения одного пульсатора в точку нахождения другого, и обратно. Эта форма движения должна обладать некоторой энергией – причём, логично допустить, что эта энергия должна зависеть от расстояния, на которое производятся эти циклические перебросы состояния. Но эта энергия циклических перебросов состояния не может появиться из ниоткуда. Она могла бы появиться за счёт убыли масс связуемых пульсаторов – и эта убыль, весьма кстати, имеет место! Значит, принцип работы связующего алгоритма очень прост. Если, согласно закону сохранения энергии, энергия циклических перебросов состояния в точности обусловлена убылью масс пульсаторов из-за циклических прерываний их пульсаций, то эти пульсаторы вынуждены находиться на конкретном расстоянии друг от друга. Потому что от этого расстояния зависит энергия циклических перебросов – а эта энергия оказывается задана связующим алгоритмом. Вот мы и пояснили принцип связи «на дефекте масс» [Г3], ведь здесь энергия связи, т.е. энергия циклических перебросов состояния, обусловлена именно убылью масс связуемых пульсаторов.

Предлагаемый подход выглядит предпочтительнее подхода официальной физики, в которой объяснение дефекта масс до сих пор отсутствует – в учебных и справочных пособиях этот феномен только констатируется. Такое положение дел обусловлено, на наш взгляд, необоснованным допущением универсальности эйнштейновского выражения E=mc2. Ведь считается, что это выражение справедливо для любой формы энергии. Но тогда, в случае с энергией связи «на дефекте масс», эту энергию придётся считать отрицательной. И эквивалентную ей массу – тоже. Но у отрицательной массы – свойства сказочные… На наш взгляд, всё гораздо проще: массе эквивалентна не любая форма энергии, а одна-единственная: собственная энергия квантового пульсатора (1.4). Потому и обнаруживается «дефект масс», что энергия связи, которая массе не эквивалентна, появляется за счёт убыли собственной энергии связуемых квантовых пульсаторов.

Заметим, что у одной и той же пары квантовых пульсаторов могут быть заданы различные энергии связи – отчего имеет место феномен квантовых уровней энергии. При этом каждая заданная энергия связи, соответствующая тому или иному квантовому уровню, всегда составляет фиксированный процент от собственной энергии пульсатора. Тогда, гравитационное изменение (1.6) собственных энергий связанных пульсаторов вызывает пропорциональные им изменения заданных энергий связи – чем сразу же объясняются гравитационные сдвиги квантовых уровней энергии в веществе. Аналогично, уменьшение собственных энергий связанных пульсаторов при приобретении ими кинетической энергии (4.4) вызывает пропорциональные уменьшения их заданных энергий связи, на множитель (1+V2/2c2)-1 (см. (4.4.3)) – чем сразу же объясняются кинематические сдвиги квантовых уровней энергии в веществе, т.е. квадратичный эффект Допплера. Более того: поскольку эти кинематические сдвиги зависят только от локально-абсолютной скорости (1.6), то наличие этих сдвигов является объективным физическим признаком того, что тело движется именно с этой, «истинной», скоростью! Как можно видеть, два названных механизма сдвигов квантовых уровней энергии в веществе обеспечиваются программными манипуляциями, не требуя для своего объяснения «гравитационного или релятивистского замедления времени» (1.12-1.15).

Какова, теоретически, максимальная энергия связи, или, соответственно, каков максимальный дефект масс? Собственная частота пульсатора при связующих прерываниях не изменяется, и на одном «разрешающем» полупериоде прерываний должен укладываться, как минимум, один период собственных пульсаций – прерывания с большей частотой бессмысленны. Отсюда следует, что максимально возможная частота связующих прерываний равна половине собственной частоты квантовых пульсаций. В частности, у предельно связанной пары двух квантовых пульсаторов, имеющих одинаковые собственные частоты, дефект масс для каждого из них составляет 50%, а их энергия связи эквивалентна массе одного из них.

Какие же структуры вещества держатся на дефекте масс? Мы назовём, во-первых, нуклонные комплексы в составных ядрах (4.12), во-вторых, атомарные связки «протон-электрон» (4.9), и, в-третьих, предельно связанные электрон-позитронные пары (4.8).

 

4.8. Новый взгляд на аннигиляцию и рождение пар.

Согласно принципу автономных превращений энергии квантового пульсатора (4.4), у электрона (и позитрона) могут происходить лишь внутренние перераспределения его собственной энергии, кинетической энергии и энергии связи – но электрон не может (при постоянном гравитационном потенциале) ни приобрести дополнительной энергии откуда-то извне, ни отдать часть своей энергии куда-то вовне. Тем более, электрон и позитрон не могут полностью исчезнуть, превратившись в фотоны – которых нет в природе (3.11) – или, наоборот, фотон не может превратиться в пару электрон-позитрон.

Казалось бы, множество экспериментов, в которых исследовались аннигиляция и рождение электрон-позитронных пар, должно привести нас к выводу о том, что здесь логика «цифрового» мира не работает. Однако, наш анализ [Г4] этих экспериментов обнаруживает обратное. Экспериментальные тонкости, о которых авторы помалкивают, свидетельствуют о том, что за полную «аннигиляцию», а также за «рождение» электрон-позитронных пар нам выдают нечто совсем другое.

Между прочим, в опытах по аннигиляции электрон-позитронных пар тоже можно было бы наблюдать релятивистский рост энергии – если бы он имел место. Казалось бы: чем больше исходные энергии электронов и позитронов, тем больше должна быть энергия продуктов аннигиляции, т.е. гамма-квантов. Ничего подобного! Даже когда исходные частицы являются релятивистскими, из области аннигиляции выходит лишь узкополосное характеристическое гамма-излучение с энергией 511 кэВ [Д5]. Потому-то излучение аннигиляции обеспечивает одну из важнейших калибровок в гамма-спектроскопии [Д6]. Эти результаты надёжные, в отличие от результатов сегодняшних дней, из которых самый простенький – это, якобы, рождение струй тяжёлых частиц в результате почти встречного столкновения ультрарелятивистских электрона и позитрона. Никто там, на накопительных кольцах, не сталкивал электроны с позитронами поодиночке: схлёстывали встречные пучки тех и других, да весьма неслабые. Поэтому доказательств того, что струя тяжёлых частиц рождалась при столкновении лишь одной пары электрон-позитрон – разумеется, нет.

Обратите внимание: энергия аннигиляционного гамма-кванта, 511 кэВ, в точности соответствует массе электрона (или позитрона). Такой квант мог бы порождаться при соединении электрона и позитрона в предельно связанную пару (4.7), когда дефект масс у каждого составляет 50%. Тогда, при «аннигиляции», электрон и позитрон не исчезали бы полностью – всё происходило бы в согласии с принципом автономных превращений энергии (4.4). Предельно связанная электрон-позитронная пара не имела бы ничего общего с позитронием, т.е. электрона и позитрона, обращающихся около их общего центра масс – перед тем как проаннигилировать. Позитроний нестабилен, предельно же связанная пара должна быть стабильна. Имея массу электрона и нулевой электрический заряд, она вела бы скрытный образ жизни, не имея возможности входить в какие-либо структуры – и тогда неудивительно, что экспериментаторы могли не заметить её существование в природе. Впрочем, если предельно связанная пара приобрела бы энергию возбуждения 511 кэВ, то произошла бы диссоциация её на составляющие – что выглядело бы как рождение электрон-позитронной пары!

Как можно видеть, наш подход объясняет происхождение характеристического значения энергии гамма-квантов анигиляции – но на один акт аннигиляции должен приходиться один такой квант. Традиционный же подход, согласно которому электрон и позитрон при аннигиляции исчезают полностью, предсказывает появление двух характеристических квантов на один акт аннигиляции. Один или два характеристических кванта на один акт аннигиляции – что говорят эксперименты на этот счёт?

Видите ли, эксперименты как раз и ставились в расчёте на то, что при аннигиляции электрон и позитрон исчезают полностью, порождая два кванта по 511 кэВ. И что, по закону сохранения импульса – ведь ортодоксы полагают, что фотоны переносят импульс! – эти два кванта должны разлетаться в противоположных направлениях. И поэтому свидетельствами об актах аннигиляции служили одновременные срабатывания двух детекторов гамма-квантов, расположенных с противоположных сторон от области аннигиляции. Да, одновременные срабатывания детекторов – с точностью до временного разрешения схемы совпадений – имели место. Но имелись ли доказательства того, что детекторы срабатывали на пару квантов, появившихся при одном и том же акте аннигиляции?

Пионерской здесь считается статья Клемперера [К6], которая труднодоступна. К счастью, в статье [Б4] недвусмысленно сказано, что Клемперер «детектировал совпадающие импульсы с двух счётчиков Гейгера, расположенных вплотную к источнику излучения аннигиляции, так что телесный угол, в котором собирал излучение каждый из этих счётчиков, составлял почти 2» (перевод наш). Конечно, не могло быть гарантий, что совпадения не порождались квантами от независимых актов аннигиляции, случайно совпадавших во времени. Поэтому в дальнейшем исследователи старались улучшить угловое разрешение установки.

Бэринджер и Монтгомери [Б4] в качестве источника излучения аннигиляции использовали активированные кусочки фольги Cu64, спрессованные в маленькую «пилюлю», которая покрывалась тонким слоем свинца, не пропускавшим наружу позитроны. Такая «пилюля» излучала, практически, в полный телесный угол. Два счётчика располагались на равных расстояниях по разные стороны от неё – с возможностью механической отстройки от «правильной» геометрии, при которой источник и оба счётчика находились на одной прямой. Полученная скорость счёта совпадений, как функция угла отстройки от «правильной» геометрии, вызывает недоумение; мы воспроизводим диаграмму из [Б4] на Рис.4.8.

Рис.4.8

Сразу бросается в глаза, что уменьшение скорости счёта совпадений при увеличении угла отстройки выглядит неубедительно: подавляющее большинство точек даёт примерно одну и ту же скорость счёта. Более того: четыре точки, которые дают уменьшенную скорость счёта совпадений при больших углах отстройки, имеют, по сравнению с остальными точками, существенно меньшие доверительные интервалы. А поскольку эти интервалы «вычислены на основе количества отсчётов, взятых в обработку для каждой точки» (перевод наш), то неизбежен вывод: четыре названные точки были получены в иных условиях опыта, чем остальные, а именно – при существенно увеличенных выборках. Нетрудно видеть, к чему это должно было привести. У случайной последовательности импульсов интервалы между двумя соседними импульсами имеют гауссово распределение вероятностей с центром, соответствующим средней частоте появления импульсов. Увеличение выборки не сдвигает центр этого распределения, но изменяет его форму, увеличивая вероятности для значений интервалов в области центра распределения. Соответственно, при этом уменьшаются вероятности для значений интервалов на «крыльях» распределения – в том числе и для коротких интервалов, меньших временного разрешения схемы совпадений. В итоге, увеличение выборки в рассматриваемом эксперименте должно было привести к уменьшению вероятности срабатывания схемы совпадений – и, значит, именно к уменьшению средней скорости счёта совпадений.

Спрашивается: а зачем понадобилось прибегать к изменению условий опыта при больших отстройках от «правильной» геометрии? Мы сильно подозреваем: это понадобилось затем, что, при одинаковых условиях опыта, статистически значимого снижения скорости счёта совпадений при больших отстройках не наблюдалось. А это было прямым указанием на то, что схема регистрировала случайные совпадения – реагируя на кванты, появлявшиеся в независимых друг от друга актах аннигиляции.

С появлением более совершенных счётчиков, в частности, сцинтилляционных, эксперименты по уточнению «угловых корреляций» излучения аннигиляции были продолжены. Используя всё ту же идеологию регистрации совпадений, работали с излучением аннигиляции из различных образцов: непосредственно из активированных опилок Cu64 [Д7], из кварца [П1], из металлических фольг [Л3], из различных, в том числе диэлектрических, твёрдых веществ [П2] и даже из сжатых газов [Х1]. Но было здесь и важное методическое новшество: чтобы больше не нарываться на казус с не-уменьшением скорости счёта совпадений при отходе от «правильной» геометрии противоположного разлёта квантов, область аннигиляции стали прикрывать свинцовыми экранами, в которых делали отверстия для выхода квантов лишь двумя узкими противоположно направленными пучками. На эти-то пучки и «сажали» детекторы. Вот теперь, если сдвигали детектор в сторону от пучка, число его срабатываний уменьшалось, и, соответственно, уменьшалось число срабатываний схемы совпадений. Вот теперь всё выглядело так, будто продукты аннигиляции разлетались в согласии с предсказаниями высокой теории! Кстати, эта прогрессивная методика используется до сих пор. Вы, дорогой читатель, не представляете – как она веселит детей! «Это я тоже, - заливался один, - поставлю лампочку в ящик с двумя дырочками и докажу, что лампочка даёт лишь два узких лучика!»

Само собой, если такими способами имитировали согласие с традиционными представлениями об аннигиляции, то, конечно, пренебрегали элементарными подстраховками своих выводов. Например, можно было легко убедиться в том, что регистрируемые совпадения были случайными, а не скореллированными [Г4]. Или можно было «посадить» счётчики на пучки гамма-квантов, выпускаемые далеко не в противоположных направлениях. Такая проверка поставила бы крест на традиционной модели двухфотонной аннигиляции, так как схема совпадений исправно работала бы. Мы говорим об этом с уверенностью, поскольку подобный эксперимент, к счастью, был невольно проделан.

Речь идёт об эксперименте [С2], где, как полагают, исследовалась аннигиляция позитронов «на лету». Пучок релятивистских позитронов направлялся на полимерную плёнку, где происходила аннигиляция позитронов с атомарными электронами. Целью эксперимента была проверка второго постулата специальной теории относительности – о независимости скорости света от скорости движения источника – через сравнение, с помощью схемы совпадений, пролётных времён у пары γ-квантов, рождаемой при аннигиляции «на лету». По логике экспериментатора, роль источника в данном случае играл центр масс пары электрон-позитрон, который двигался со скоростью в половину скорости света. При этом пара квантов аннигиляции, якобы, должна разлетаться не вполне в противоположных направлениях: с учётом релятивистских трансформаций пространства, детекторы были установлены в направлениях под углами 20 и 135 к падающему пучку. В результате, никакой разницы для пролётных времён γ-квантов, «летящих» в этих направлениях, обнаружено не было. Но следует обратить внимание на то, что спектр аннигиляционного излучения – даже из образцов, бомбардируемых быстрыми позитронами – практически не имеет допплеровского уширения [Д5]. Это объясняют тем, что быстрые позитроны, при влёте в конденсированную среду, эффективно тормозятся до тепловых скоростей, и лишь затем аннигилируют [Д5]. Значит, в эксперименте [С2] детекторы регистрировали кванты аннигиляции, излучаемые практически неподвижными источниками, и полученный там результат мало пригоден для подтверждения второго постулата специальной теории относительности. Но зато этот результат говорит о другом: схема совпадений исправно работает, когда детекторы регистрируют кванты аннигиляции, излучённые покоящимся источником отнюдь не в противоположных направлениях. Этот факт полностью обесценивает результаты экспериментов с противоположно направленными пучками излучения аннигиляции – которые, стало быть, ничуть не доказывают справедливость традиционной двухфотонной модели. Спрашивается: если скоррелированные пары квантов аннигиляции обнаруживать не удаётся – то не означает ли это, что, как мы говорили выше, одна аннигиляция даёт один квант, с образованием предельно связанной пары?

В этом месте ортодоксы выкладывают свой последний козырь: мол, если одна аниигиляция давала бы один квант, то не работали бы позитрон-эмиссионные томографы – а они, мол, помогают спасать жизни пациентам! Ну, ну. Это делается примерно так. В вену пациента, жизнь которого предполагается спасти, вводят дозу – раствор, содержащий β+-радиоактивный изотоп с подходящим периодом полураспада (полчаса, например) и со свойством аккумулироваться, скажем, в тканях головного мозга. Из этих тканей начинает выходить излучение аннигиляции. Его регистрируют детекторами, которыми утыкано кольцо, в центр которого помещают объект исследования. Компьютер регистрирует срабатывания пар противоположных детекторов – если эти срабатывания почти совпадают во времени. Сканирование объекта, таким образом, основано на допущении о том, что одна аннигиляция электрона и позитрона даёт два гамма-кванта, которые разлетаются в противоположных направлениях. Но верность этого допущения, при таком режиме сканирования, отнюдь не доказывается. Ибо, если одна аннигиляция даёт один квант, то, чем больше квантов будет лететь из области сканирования, тем больше будет зарегистрировано и «совпадений» - причём, каких хотите. В этом легко убедиться. Мы предлагали слегка модифицировать программу обработки – чтобы регистрировались одновременные срабатывания пар детекторов, сидящих на кольце не противоположно друг другу, а, скажем, разнесённых на 90о. Томограф, на наш взгляд, «работал» бы с неменьшим успехом. Но кто же из этих «спасателей жизней» будет сам себя выводить на чистую воду?

Что касается рождения электрон-позитронных пар, то теоретики полагают, что в эту пару может самостоятельно превратиться достаточно энергичный гамма-квант. Но на практике оказывается, что для такого «превращения» непременно требуется тяжёлое ядро. Тогда проще допустить, что гамма-квант возбуждает ядро, которое затем испытывает сразу два бета-распада – с выстреливанием электрона и позитрона.

Но мы полагаем, что имеет место ещё один сценарий, который выглядит как «рождение» пары электрон-позитрон: это диссоциация предельно связанной пары. В самом деле, достаточно энергичное воздействие на предельно связанную пару должно приводить к разрыву связи и к освобождению электрона и позитрона. Но свободный позитрон при первой же возможности вновь свяжется со свободным электроном – аналогично тому, как ион и электрон при первой же возможности рекомбинируют, образуя нейтральный атом.

Теперь заметим: поскольку энергия кванта аннигиляции, 511 кэВ, равна энергии связи у предельно связанной пары, то квант, «излучённый» при образовании одной такой пары, способен эффективно разрушить другую. При достаточно сильном инициирующем воздействии, цепочки многократных диссоциаций-рекомбинаций предельно связанных пар могут производить впечатление лавинообразного «рождения» электронов и позитронов. Весьма похоже, что в этом и заключается разгадка электрон-фотонной компоненты каскадных ливней [Я1], порождаемых частицами космических лучей с высокой энергией. Такая частица, на наш взгляд, не только разбивает предельно связанные пары на своём пути, она ещё может выбивать из ядер вторичные частицы, которые, в свою очередь, тоже могут разбивать предельно связанные пары. Фотографии электрон-позитронных ливней, возникающих при прохождении космической частицы сквозь свинцовые пластинки в камере Вильсона, приведены, например, в [С1,Я1]. Традиционная интерпретация феномена такова: все эти электроны и позитроны, оставляющие треки, рождаются за счёт убыли кинетической энергии инициирующей частицы. В рамках этого подхода можно сделать нижнюю оценку стартовой энергии инициирующей частицы – хотя бы по числу треков в ливне. Известно, что подобные оценки, особенно для случаев сильных ливней, дают значения кинетических энергий, которые на порядки превышают энергию покоя инициирующей частицы. Но является ли это доказательством релятивистского роста энергии? Мы предлагаем интерпретацию, в которой релятивистский рост не требуется: инициирующая частица теряет энергию на освобождение лишь первичных электронов и позитронов – а подавляющее большинство треков оставляют электроны и позитроны вторичные, третичные, и т.д., «возникающие» и «пропадающие» в цепочках диссоциаций-рекомбинаций предельно связанных пар [Г4].

С учётом вышеизложенного, экспериментальные реалии свидетельствуют, скорее, в пользу наших представлений о феноменах «аннигиляции и рождения пар» - при которых отнюдь не происходит полных превращений вещества в гамма-излучение, и наоборот.

Интересно, что этого полного превращения не происходит даже при взаимодействии электрона и позитрона, хотя они являются, по-видимому, единственной парой частица-античастица со «стопроцентным антагонизмом». Ведь мы полагаем, что противоположные электрические заряды – это противофазные квантовые пульсации на электронной частоте (4.1), причём электронная частота характеризует всю собственную энергию электрона или позитрона. Напротив, у протона и антипротона электронная частота соответствует лишь ничтожной части их собственных энергий, и можно ожидать, что при их аннигиляции процентный выход излучения будет ещё меньшим, чем при аннигиляции электрон-позитронной пары. И это действительно так: вопреки расхожим представлениям об аннигиляции вещества и антивещества, протон и антипротон превращаются не в гамма-кванты, а в несколько пи-мезонов [М2]. Но это тоже называется аннигиляцией. Уж больно слово красивое!

 

4.9. Алгоритм, формирующий атомарные связки «протон-электрон».

Ортодоксы полагают, что каждая заряженная частица взаимодействует со всеми другими заряженными частицами – и через это получают неразрешимые теоретические проблемы. «Каждый заряд даёт вклад в электромагнитное поле, а это поле действует на каждый заряд, значит, каждый заряд действует и на самого себя» - этот подход приводит к бесконечным энергиям взаимодействия зарядов с самими собой.

Напротив, в логике «цифрового» мира подобные несуразицы отсутствуют. Электрический заряд – как не обладающий энергией идентификатор (4.1) для пакета программ, обеспечивающего «электромагнитные взаимодействия» – не действует не только на себя, но и на другие заряды. Энергии связи в структурах вещества конкретны и однозначны. Так, принцип действия связующего алгоритма (4.7) подразумевает, что квантовый пульсатор может быть связан, на некотором интервале времени, лишь с одним партнёром. Для формирования структур более сложных, чем стционарно связанная пара элементарных частиц, требуется либо использовать частицы с несколькими частотами квантовых пульсаций (например, протон (4.6)), либо применять циклические переключения связей – формируя, таким образом, динамическую структуру.

Нам представляется, что структура многоэлектронного атома сформирована следующим образом. Каждый атомарный электрон стационарно связан только с одним, соответствующим ему, протоном, причём, кулоновское взаимодействие не играет в этой связи никакой роли: связь обусловлена алгоритмом, описанным в 4.7. Таким образом, нейтральный атом состоит из стационарных связок «протон-электрон», число которых равно атомному номеру. Эти связки удерживаются вместе благодаря тому, что протоны динамически связаны в ядре, причём важную роль в динамической структуре ядра играют нейтроны. О природе ядерных связей мы будем говорить ниже (4.12), сейчас же остановимся на связках «протон-электрон».

Нам представляется, что атомарная связка «протон-электрон» формируется при работе связующего алгоритма (4.7), который попеременно прерывает пульсации на электронной частоте – как у электрона, так и у протона. Эти прерывания, обеспечивающие связку «протон-электрон», мы будем называть атомными прерываниями. Результирующие «дорожки» квантовых пульсаций у связанных протона и электрона схематически изображены на Рис.4.9. Здесь показан один период атомных прерываний (Те – период пульсаций на электронной частоте). Обратим внимание: на том полупериоде атомных прерываний, когда электронные пульсации в протоне «отключены», его нуклонные пульсации имеют место. Так и должно быть, если связующий механизм манипулирует лишь электронными пульсациями.

Рис.4.9

Интересно, что, при атомных прерываниях, противоположные электрические заряды электрона и протона пребывают в бытии попеременно. В принципе, из-за этого «отключалось» бы их кулоновское притяжение друг к другу. Но, для многоэлектронных атомов, при «отключении» кулоновского притяжения лишь между компаньонами в каждой связке «протон-электрон», оставалось бы притяжение между электронами и протонами из различных связок – которое приходилось бы сдерживать. Мы полагаем, что эта проблема решена радикально: у компаньонов связок «протон-электрон», имеющих 50-процентную скважность атомных прерываний, электрические заряды полностью «отключены» - связанные частицы управляются иначе, чем свободные. Соответственно, атомарные электроны не обязаны пребывать в орбитальном или ином движении для того, чтобы атомная структура была устойчивой.

Поэтому мы не разделяем ни резерфордовский подход, согласно которому атомарные электроны обращаются вокруг ядра, ни квантово-механический подход, согласно которому они размазаны по электронным облакам. Силы, формирующие атомарные связки «протон-электрон» - это силы не притяжения и не отталкивания: это силы удержания на определённом расстоянии. Мы полагаем, что каждый атомарный электрон пребывает в индивидуальной области удержания, в которой на него действует вышеназванный механизм связующих прерываний. Эта область удержания имеет, по-видимому, шаровую форму и размер, на порядок меньший расстояния от ядра.

Теперь заметим, что энергию связи Eат в одной атомарной связке «протон-электрон» можно выразить тремя способами: через дефект масс связанных компаньонов, через частоту атомных прерываний, и через энергию циклических перебросов энергии электронных пульсаций из электрона в протон и обратно. Получаем:

Eат = 2Δmc2 = 2hΩат = hK/2rат , (4.9.1)

где Δm – дефект массы у электрона и у протона из-за прерываний их электронных пульсаций, h - постоянная Планка, Ωат - частота атомных прерываний, rат - расстояние между протоном и центром области удержания электрона, и K - множитель, имеющий размерность скорости. Для основных, невозбуждённых, состояний атомарных электронов множитель K равен 700 км/с – эта величина, поразительным образом, совпадает со значением, которое Н.А.Козырев называл «скоростью перехода причины в следствие» или «ходом времени».

У многоэлектронных атомов, все атомарные связки «протон-электрон» удерживаются с помощью разных частот атомных прерываний – что даёт, соответственно, разные энергии связи и разные расстояния rат электрона от ядра. Известно, что при последовательном отрывании электронов от атома, дающем всё более высокие степени его ионизации, энергия каждого последующего отрывания всегда заметно больше, чем энергия предыдущего [Т1]. Ортодоксы полагают, что это обусловлено тем, что, по мере роста степени ионизации, отрыв очередного электрона затрудняется его взаимодействием с растущим избыточным положительным зарядом ядра. Такое объяснение странным образом игнорирует тот факт, что энергии выбивания тех же самых электронов из нейтрального атома – электронами, ультрафиолетовым и рентгеновским излучениями – совпадают с энергиями последовательных ионизаций. Это означает, что энергии последовательных ионизаций представляют собой в чистом виде энергии связи соответствующих электронов, и для определения их расстояния от центра атома можно использовать формулу (4.9.1). Кстати, экспериментальные атомные радиусы [Т1] практически не растут по мере роста атомного номера - и, значит, наращивание электронных оболочек происходит «вглубь» атома. Оценивая, с помощью формулы (4.9.1), расстояния от центра атома для самых сильно связанных (~100 кэВ) электронов, можно видеть: популярный тезис о том, что «атом состоит в основном из пустоты», не всегда справедлив, поскольку, по мере роста атомного номера, в атоме становится довольно-таки тесно. У тяжёлых элементов, самые сильно связанные электроны, из К-оболочки, «сидят» чуть ли не на самом ядре!

Теперь заметим: из формулы (4.9.1) следует, что в возбуждённых стационарных состояниях атомарной связки «протон-электрон», имеющих место при уменьшенных частотах атомных прерываний и соответственно уменьшенных энергиях связи, расстояние rат электрона от ядра больше, чем в основном состоянии. Однако, вывод о том, что, при возбуждении атома, его радиус увеличивается, трудно согласовать с экспериментальными фактами.

Во-первых, если этот вывод был бы справедлив, то он приводил бы, в ряде случаев, к весьма завышенным коэффициентам линейного теплового расширения твёрдых тел – по сравнению с теми значениями, которые обнаруживаются на опыте. Действительно, атом в условиях теплового равновесия имеет среднюю энергию возбуждения, соответствующую максимуму равновесного теплового спектра. При увеличении температуры этот максимум сдвигается, увеличивая среднюю энергию возбуждения атома; оценим соответствующее увеличение атомного радиуса. Из сопоставления потенциалов ионизации и атомных радиусов [Т1] следует, что атомный радиус увеличивается вдвое при уменьшении энергии связи, в среднем, примерно на 9 эВ. А, согласно закону смещения Вина, сдвиг максимума равновесного теплового спектра соответствует приращению энергии ~5kΔT, где k – постоянная Больцмана, ΔT – приращение абсолютной температуры. Тогда, без учёта тепловых колебаний ядер, а единственно из-за теплового увеличения атомных радиусов, коэффициент линейного теплового расширения – особенно у тела, состоящего из однотипных одновалентных атомов – составлял бы примерно 100·10-6 град-1. Между тем, у многих металлов эта характеристика на порядок меньше.

Во-вторых, рассмотрим случай прохождения мощного коллимированного светового луча сквозь твёрдый образец, не являющийся идеально прозрачным, так что створ луча в образце отлично виден из-за бокового рассеяния. Это рассеяние говорит о том, что часть атомов (или молекул) в створе луча пребывает в возбуждённом состоянии – перед тем как переизлучить поглощённый квант. Соответствующее увеличение атомного радиуса (или размера молекулы), в случае кванта из сине-зелёной области, составляло бы, ориентировочно, 30% - но образец-то не разрушается! От этого парадокса не отмахнуться допущением того, что структура твёрдого тела и его оптические свойства обеспечиваются разными атомарными электронами. Ведь существуют полупрозрачные вещества – поваренная соль, например – состоящие только из одновалентных атомов, которые имеют только по одному электрону для обеспечения как структуры, так и оптических свойств.

Таким образом, нам придётся сделать вывод о том, что размеры атомарной связки «протон-электрон» в её возбуждённых стационарных состояниях равны её размеру в основном состоянии. Такое постоянство атомного радиуса легко обеспечивается программными средствами: требуется всего лишь задать, для каждого стационарного возбуждённого состояния, своё значение множителя K (см. (4.9.1)), который играет роль коэффициента пропорциональности между временными и пространственными масштабами, характерными для связующего алгоритма.

По логике вышеизложенного, у многоэлектронных атомов расстояния от ядра, на которых находятся области удержания электронов, жёстко заданы. Что же касается взаимного расположения этих областей удержания, то здесь, по-видимому, допускается некоторая вариабельность.

 

4.10. Нейтрон: структурная связь на приросте масс.

Проблема массы нейтрона – это вопиющая проблема в физике. Распад нейтрона свидетельствует о том, что строение нейтрона обеспечивается не с помощью дефекта масс. Действительно, продуктами распада нейтрона являются протон и электрон (и, как полагают, ещё антинейтрино, масса которого пренебрежимо мала). Масса же свободного нейтрона, как полагают, больше массы свободного протона на 2.5 массы электрона [М3]. Выходит, что масса нейтрона на полторы массы электрона больше суммы масс стабильных продуктов своего распада. Тогда, по традиционной логике, нейтрон должен быть весьма нестабильным объектом. Свободный нейтрон обязан распадаться за время, сравнимое с характерными ядерными временами – т.е., по практическим меркам, мгновенно. Между тем, измерения среднего времени жизни нейтронов, вылетающих из ядерных реакторов, дают величину около 17 мин (см., например, [М3,К7]).

Напротив, в модели нейтрона, следующей из логики «цифрового» мира, подобных противоречий нет. Мы постараемся показать, что нейтрон может иметь массу, которая больше суммы масс протона и электрона не на 1.5, а на 0.5 массы электрона, а также опишем работу алгоритма, который связывает компоненты в нейтроне таким образом, что результатом является прирост массы, равный как раз половине массы электрона.

Неточность знания массы нейтрона может быть обусловлена тем, что масса нейтральной частицы не может быть определена с помощью масс-спектрометров, т.е. через измерение отношения заряда к массе, и поэтому все определения массы нейтрона были косвенными.

Открыватель нейтрона Чедвик устранил проблемы с законами сохранения энергии-импульса для случая проникающего излучения, возникающего при бомбардировке бериллия α-частицами – допустив, что это излучение является не высокоэнергичными гамма-квантами, как полагали ранее, а потоком нейтральных частиц с массами, близкими к массе протона (см., например, [С1]). Полученное при этом значение массы нейтрона, 1.15, значительно превышало массу протона, 1.00768, при массе электрона 0.00055 (мы приводим значения в атомных единицах массы по кислородной шкале, использовавшейся до 1961 г.).

Более точные вычисления массы нейтрона выполнялись через энергетические балансы ядерных реакций. Так, Чедвик проанализировал реакцию испускания нейтронов бором при его бомбардировке α-частицами:

B11 + He4 -> N14 + n1.

При этом в энергетический баланс были включены массы всех четырёх участников, а также кинетические энергии α-частицы, атома азота и нейтрона – результирующая масса нейтрона составила 1.0067 [С1], что меньше (!) массы протона. Ещё меньшее значение, 1.0063, получили авторы [Л4], на основе анализа реакции распада на α-частицы ядер лития при бомбардировке их дейтронами:

Li7 + H2 -> 2He4 + n1 .

Максимальное же значение массы нейтрона, полученное через энергетические балансы, составило, судя по сводке результатов в [С1], 1.0090, причём доверительные интервалы у минимального и максимального значений далеко не перекрывались. Это было обусловлено, на наш взгляд, двумя методологическими ошибками. Во-первых, в энергетический баланс включались как массы частиц, так и их кинетические энергии. На наш взгляд, такой подход некорректен, поскольку кинетическая энергия не является «довеском» к массе: согласно принципу автономных превращений энергии (4.4), наличие у частицы кинетической энергии означает, что её масса уменьшена на эквивалентную величину. Учёт кинетической энергии прибавлением её к массе частицы являлся, на наш взгляд, одной из главных причин систематических расхождений между значениями масс изотопов, полученными в масс-спектроскопии и через балансы энергии ядерных превращений [Б5]. Во-вторых, не принималось в расчёт, что промежуточное или конечное ядро могло при своём формировании оказаться в возбуждённом состоянии и, соответственно, излучить γ-квант – тогда энергетический баланс был бы неполным, поскольку использовавшиеся значения масс элементов были получены для основных состояний их ядер.

Оба этих источника ошибок отсутствуют в способе нахождения массы нейтрона через измерение энергии связи дейтрона – при известных массах атома водорода и дейтерия (1.0078 и 2.0136 соответственно [Ч2]). Об энергии связи здесь можно судить, зная энергию гамма-кванта, вызывающего фотораспад дейтрона. Но и при такой методике имел место разброс результатов у разных групп авторов [Ч2,И1,С1].

Для единства измерений и вычислений в ядерной физике, требовалось уменьшить неопределённость в значении массы нейтрона. Своеобразие ситуации заключалось в том, что можно было приписать нейтрону любое значение массы, не выходившее за пределы имевшегося на то время разброса в пару масс электрона. При небольшой ошибке приписанной нейтрону массы, энергии связи ядер тоже были бы известны с соответствующими небольшими ошибками – но зато единообразно. В этом, по-видимому, и заключалась причина того, что уменьшение неопределённости массы нейтрона было осуществлено не через увеличение точности измерений, а, фактически, волевым актом, выполненным теоретиком Бете [Б6]. Он сделал расчёт массы нейтрона на основе самых достоверных, с его точки зрения, параметров и переводных коэффициентов, и привёл анализ погрешностей – однако, не пояснил, отчего разброс результатов измерений по одной и той же методике, выполненных на различных установках, на порядок превышал вычисленный им доверительный интервал. Но поскольку предложенное Бете значение, 1.00893±0.00005 [И1], обеспечивало единство измерений и вычислений на многие годы вперёд, его-то и включили в справочные издания (см., например, [Э1]) – а впоследствии, при переходе на углеродную шкалу атомных весов [К8], внесли в него соответствующую поправку.

После принятия значения, предложенного Бете, неоднократно сообщалось о согласующихся с ним результатах новых измерений энергии связи дейтрона, дававших значения около 2.22 МэВ. Эти результаты, например, Хэнсона [Х2], Белла и Эллиота [Б7], а также Мобли и Лаубенстейна [М4], принимались некритично – а ведь там имелись веские основания для сомнений [Г5]. И наш, на первый взгляд, неуместный тезис о том, что истинное значение массы нейтрона меньше принятого на одну массу электрона, на самом деле может оказаться верен.

Как же мы представляем нейтрон? Напомним, что протон (4.6) мы представляем квантовым пульсатором с нуклонной частотой, имеющим модуляцию на электронной частоте с фазой положительного заряда. Масса протона меньше массы, соответствующей нуклонной частоте, не из-за «дефекта масс»: протон не является соединением суб-частиц. Здесь уменьшение массы обусловлено всего лишь прерываниями собственных нуклонных пульсаций, согласно (4.6.1). Нейтрон же, на наш взгляд – это именно соединение, но такое соединение, состав участников которого принудительно циклически обновляется: пара «протон плюс электрон» сменяется парой «позитрон плюс антипротон», и обратно. Рис.4.10 схематически показывает «дорожки» результирующих квантовых пульсаций, с учётом их фазовых соотношений. Огибающая одной из этих дорожек задаёт положительный электрический заряд, а огибающая другой – отрицательный. Высокочастотное же заполнение, т.е. нуклонные пульсации, перебрасываются из одной огибающей в другую – с частотой, вдвое меньшей электронной. На тех периодах электронной частоты, когда нуклонные пульсации находятся в «положительной дорожке», составляющей нейтрон парой являются протон и электрон, а на тех периодах, когда нуклонные пульсации находятся в «отрицательной дорожке» - позитрон и антипротон.

Рис.4.10

Как можно видеть, перебросы нуклонных пульсаций из одной огибающей в другую – это циклическая смена состояний, которая обладает определённой энергией. Заметим, что эта энергия появляется не за счёт уменьшения собственных энергий участников процесса: она добавляется к их собственным энергиям – отчего результирующая масса системы должна увеличиться на соответствующую величину. По логике квантовых пульсаций, энергия циклических смен двух состояний равна произведению постоянной Планка на частоту этих смен. Поскольку, в рассматриваемом случае, эта частота вдвое меньше электронной, то результирующий прирост массы, по сравнению с суммой масс протона и электрона, должен составлять половину массы электрона. Теперь заметим, что энергия циклических смен пар, составляющих нейтрон, и энергия циклических пространственных перебросов несущей между «положительным» и «отрицательным» пульсаторами – это одна и та же энергия. А поскольку энергия циклических пространственных перебросов зависит от расстояния, на которое они производятся, то два пульсатора, составляющие нейтрон, обязаны находиться на определённом расстоянии друг от друга. Таким образом мы и объясняем природу связи «на приросте масс», благодаря которой существуют нейтроны. Используя выражение (4.9.1), можно оценить расстояние, которое должно разделять центры двух пульсаторов в нейтроне: при K=700 км/с оно составляет ~2.8·10-15 м, что неплохо соответствует характерному нуклонному масштабу.

Как можно видеть, в нейтроне всегда присутствуют единичные разноимённые заряды, которые компенсируют друг друга – потому нейтрон электрически нейтрален. Вместе с тем, эти заряды образуют электрический диполь. Этим, на наш взгляд, и объясняется загадочная способность нейтрона к слабому участию в электромагнитных взаимодействиях – отчего наблюдается, например, пространственная селекция летящих нейтронов в сильных неоднородных электрических и магнитных полях.

Подчеркнём, что связь «на приросте масс» имеет принципиальное отличие от связи «на дефекте масс»: свободный нейтрон нельзя расщепить на составляющие с помощью, например, гамма-кванта – нейтрон не может его поглотить, т.к. нейтрону «некуда» возбуждаться. Вместе с тем, энергия связи в нейтроне должна быть превращаема в другие формы энергии – согласно закону сохранения энергии. Поэтому, при распаде свободного нейтрона, энергия связи в нём должна превращаться, на наш взгляд, в энергию гамма-излучения – но никак не в энергию антинейтрино (напомним, что гипотеза о нейтрино понадобилась, чтобы спасти закон сохранения релятивистского импульса, который с очевидностью нарушался при бета-распаде (4.5)). Но, по логике вышеизложенного, даже при «приросте масс» нейтрон должен быть вполне стабильным объектом. О возможной причине распада свободных нейтронов, вылетающих из атомных котлов, мы скажем ниже (4.13).

Добавим, что аналогично тому как протон и антипротон отличаются друг от друга тем, что имеют противоположные фазы прерывания нуклонных пульсаций, нейтрон и антинейтрон отличаются друг от друга тем, что имеют противоположные фазы циклических превращений пар, входящих в их состав. Впрочем, в отличие от случая фиксированной фазы прерываний, задающей положительный или отрицательный электрический заряд, фаза циклических превращений пар в нейтроне не обязана быть фиксированной и может «плавать» – поэтому разница между понятиями «нейтрон» и «антинейтрон» является, на наш взгляд, весьма условной.

Наконец, поскольку у составных атомных ядер имеется дефект масс, то значения массы нейтрона и энергии связи ядер оказываются взаимозависимы: если следует уменьшить значение массы нейтрона, то – при тех же самых значениях масс изотопов – придётся соответствующим образом уменьшить и значения энергии связи ядер. При уменьшении значения массы нейтрона на одну массу электрона, соответствующее уменьшение энергии связи на нуклон было бы особенно значительно для лёгких ядер, достигая у дейтрона 23%. Но для средних и тяжёлых ядер это уменьшение не превысило бы 4% - и здесь зависимость энергии связи на нуклон от атомного номера почти не изменила бы свой вид.

Впрочем, мы излагали наши представления о нейтроне не ради коррекции энергий связи ядер, а ради построения, на основе этих представлений, простой универсальной модели ядерных сил (4.12).

 

4.11. Лепет официальной науки о ядре и ядерных силах.

При огромном количестве экспериментального материала по физике атомного ядра, «универсальной ядерной модели… до сих пор не построено… Приходится довольствоваться тем, что данная конкретная модель удовлетворительно объясняет лишь некоторые свойства ядер. Поэтому неудивительно, что в ядерной физике используется множество самых разнообразных моделей… причём исходные посылки разных моделей зачастую противоречат друг другу » [Н1].

Сами принципы, по которым, как полагают, связаны нуклоны в ядре, выглядят весьма искусственно. До создания квантовой хромодинамики считалось, что нуклоны удерживаются в ядре благодаря их обмену пи-мезонами. Как можно видеть, если, при обмене частицами с ненулевой массой, выполняется закон сохранения импульса, то такой обмен может дать лишь силы отталкивания, но никак не силы притяжения. Нелепость представлений об обменном характере ядерных сил, как полагают теоретики, не слишком бросается в глаза, если принять, что пи-мезоны, о которых идёт речь, являются виртуальными. Но тогда, непостижимым образом, виртуальные пи-мезоны должны переносить от одних нуклонов к другим вполне реальные «заряд, ток, импульс и момент импульса» [Б8]. Перенос реального заряда подразумевает, что протон превращается в нейтрон, или наоборот. Хорошо известно о реакции превращения нейтрона в протон, но освобождаемой здесь частицей с отрицательным зарядом является электрон, а не пи-мезон, масса которого на два порядка больше разности масс нейтрона и протона. Поэтому, для поддержания тезиса о пи-мезонах как переносчиках сильного взаимодействия, приходилось прибегать к спасительному принципу неопределённости, «согласно которому закон сохранения энергии может как бы нарушаться на величину ΔE, коль скоро процесс завершается в течение времени, не превышающего Δt~h/ΔE» [Н1]. Исходя из «как бы нарушения», соответствующего массе пи-мезона, получали ограничение на время жизни пи-мезона в ядре – порядка 10-23 с. Этого времени пи-мезону едва хватало бы для преодоления «радиуса действия ядерных сил», двигаясь со скоростью света. Но, позвольте – тогда следовало бы учитывать релятивистский рост массы пи-мезона! И тогда ограничение на время его жизни было бы ещё на порядки меньше! И тогда он уже далеко не успевал бы преодолевать «радиус действия ядерных сил»! От учёта релятивистского роста массы все эти фантазии рухнули бы, как карточный домик! Поэтому его и не учитывали. У теоретиков так принято: если релятивистский рост массы им мешает, то следует делать вид, что его нет.

Как это называется, если не полное теоретическое бессилие? Построенная сплошь на теоретических натяжках, пи-мезонная модель не давала удовлетворительные ответы даже на простейшие вопросы. Если ядерные силы одинаковы между любой парой нуклонов (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) – то почему не бывает нуклонных комплексов из одних протонов или одних нейтронов? И зачем вообще нужны нейтроны в ядре? Да не просто нужны: почему, по мере роста атомного номера, для устойчивости ядра требуется всё большее число избыточных нейтронов по сравнению с числом протонов? Отчего у чётно-чётных ядер энергия связи на нуклон систематически больше, чем у нечётно-нечётных? Как объяснить картину ядерных уровней энергии, которая разительно отличается от картины атомных уровней? И где в пи-мезонной модели место для самого главного, что должна объяснять модель ядерных сил – для дефекта масс? Того самого, не понимая природы которого, сделали атомную бомбу!

В это трудно поверить, но теоретики до сих пор не могут внятно разъяснить – откуда вообще берутся атомные ядра в природе, и при каких условиях они образуются. Исходили-то из того, что протоны, имея положительные заряды, должны кулоновски отталкиваться друг от друга. И если они как-то сцеплены в ядре – то это потому, что их удерживают более мощные ядерные силы, которые пересиливают кулоновское отталкивание. Только ядерные силы должны быть короткодействующими и сцеплять нуклоны, лишь когда они касаются друг друга своими бочками – иначе все они уже давно бы слиплись в одно вселенское ядро. Но, чтобы нуклонам сблизиться до касания бочками, они сначала должны пересилить отталкивание – преодолеть кулоновский барьер. Чтобы такое происходило в естественных природных условиях, протоны должны соударяться, имея энергии, которые соответствуют температурам в десятки миллионов градусов. Где же в природе бывают такие температуры? «В звёздах! – догадались теоретики. – Там-то атомные ядра и слипаются!» Но вскрылись пренеприятные факты. Получалось, что ядра, скорее, рассыпаются в звёздах – ведь, например, в Солнце падают разные атомы и ионы, а вылетают из него протоны и электроны! Это отнюдь не подтверждало версию о том, что на Солнце идут термоядерные реакции… Не обнаруживая в природе вариантов естественного происхождения сложных ядер, ортодоксы решили перехитрить природу и научиться наращивать ядра искусственно, в лабораторных условиях. Идеология была прежней: для того, чтобы лишний протон прилип к ядру-мишени, надо этот протон как следует разогнать – чтобы он преодолел кулоновский барьер ядра. В рамках этой тематики, на протонных ускорителях сожгли несметное количество киловатт-часов электроэнергии. Результаты оказались смехотворны: при малых энергиях протоны просто рассеивались на ядрах, а при больших энергиях они инициировали ядерные реакции – даже если протон и «прилипал» к ядру, такое ядро долго не жило. Бывали, впрочем, исключения: например, таким образом из лития получался изотоп бериллия, но эта реакция имела резонансный характер – она происходила лишь при одной определённой энергии налетавшего протона. В общем, ускорительный опыт тоже ничуть не помог теоретикам понять – откуда берутся сложные ядра.

И вот, не имея по этому вопросу ни малейшего понимания, затеяли ещё один грандиозный проект – который они называют управляемым термоядерным синтезом. Хотя никакой он у них не управляемый, и никакой не термоядерный, и никакой не синтез. Наобещали-то публике с три короба: будто решат мировые энергетические проблемы, если научатся разогревать сверхлёгкие ядра до десятков миллионов градусов. Тогда, мол, эти ядра смогут преодолевать кулоновский барьер и будут, мол, слипаться – с выделением огромной энергии! Опять, без десятков миллионов градусов – ну никак. А ведь чтобы убедиться в работоспособности идеи об искусственном слиянии сверхлёгких ядер, не нужны десятки миллионов градусов. Надо исследовать простейшую реакцию синтеза сверхлёгких ядер – слияние протона и нейтрона. Она шла бы с «выделением огромной энергии» даже при комнатной температуре – поскольку здесь реагентам не надо преодолевать кулоновский барьер. Вот же оно, решение мировых энергетических проблем! «Нет, - отвечают нам ортодоксы, - даже проверку слияния протонов и нейтронов выполнить очень непросто. Скажем, пучок протонов-то создать несложно, но откуда взять пучок нейтронов?» Ну, надо же! Откуда взять пучок нейтронов, чтобы измерить их время жизни – это ортодоксы отлично знают: из отверстия в защите ядерного реактора. Откуда взять пучок нейтронов, чтобы с его помощью делать искусственные (долго не живущие) дейтерий и тритий для водородных бомб – это они тоже отлично знают: из того же отверстия. Но откуда взять пучок нейтронов, чтобы проверить идею управляемого термоядерного синтеза – этого они категорически не знают! Темнят… а почему? Потому что эту реакцию – слияния протона с нейтроном – исследовали в первую очередь. И убедились в том, что она, вопреки их теориям, почему-то не идёт…

Кстати, это не помешало теоретикам создать новую, продвинутую теорию ядра – квантовую хромодинамику. Эту теорию создавали, соблюдая известный принцип: новая теория должна включать старую, как частный случай. Поэтому все нерешённые проблемы мезонной теории ядерных сил так и остались нерешёнными – зато внимание научной общественности переключили на новые, продвинутые проблемы. Согласно квантовой хромодинамике, происходит всё тот же обмен нуклонов виртуальными пи-мезонами, но этот обмен является, якобы, рядовым частным следствием ещё более фундаментальных процессов. Выдвинули гипотезу о составных частях нуклонов, т.н. кварках, имеющих дробный электрический заряд – при том, что сущность электрического заряда официальная физика до сих пор не разъяснила. Как полагают, кварки в нуклоне связаны благодаря их обмену т.н. глюонами – тоже гипотетическими частицами, имеющими, как и кварки, целый набор произвольно введённых квантовых параметров. Сразу же возникла проблема конфайнмента, т.е. чудовищной энергии связи кварков в нуклоне: не удаётся «раздробить» нуклон на кварк-глюонные составляющие, воздействуя на него энергиями, даже на многие порядки превышающими его энергию покоя [Л5]. Т.е., дефект масс здесь на порядки больше самих масс!

Но даже этот выдающийся абсурд не поколебал уверенность ортодоксов в том, что они идут верной дорогой. Они уверяют общественность, что до сих пор не разбили нуклоны только потому, что недостаточно сильно (!) по ним били. Надо, мол, ещё крепче столкнуть их лбами! Поэтому надежды на получение кварков и глюонов в свободном состоянии теоретики связывают с вводом в строй Большого адронного коллайдера (LHC) в ЦЕРНе, как и надежды на открытие на этом коллайдере т.н. бозона Хиггса – гипотетической частицы, из-за которой, якобы, происходят «спонтанные нарушения симметрии», порождающие массы у элементарных частиц [Л5].

Но, на наш взгляд, здесь всё гораздо проще. Проблему конфайнмента мы не решаем, а устраняем. Эта проблема, как мы полагаем, надуманная: кварков и глюонов не существует в природе. Что же касается масс элементарных частиц, то они таковы, потому что быть таковыми они предписаны – программами, формирующими эти частицы в физическом мире и задающими все их свойства.

 

4.12. Простая универсальная модель ядерных сил.

Напомним, что протон (4.6) и нейтрон (4.10) являются квантовыми пульсаторами, имеющими одинаковую высокочастотную несущую, нуклонную частоту ~2.27·1023 Гц. В протоне нуклонные пульсации прерываются с электронной частотой, ~1.24·1020 Гц, и с фазой положительного электрического заряда. В нейтроне же взаимные превращения пар «протон плюс электрон» и «позитрон плюс антипротон» организованы таким образом, что нуклонные пульсации прерываются с частотой, вдвое меньшей электронной.

Принцип связи нуклонов в ядре, на наш взгляд, аналогичен принципу связи в атомарных связках «протон-электрон» (4.10), но алгоритм, связующий нуклоны, попеременно прерывает их нуклонные пульсации – с частотой, которую мы будем называть частотой ядерных прерываний.

Как и силы, обеспечивающие атомные структуры, ядерные силы являются не силами притяжения и не силами отталкивания – они являются силами «удержания на определённом расстоянии», причём это расстояние зависит от частоты ядерных прерываний. И, аналогично тому, как у связанных разноимённых зарядов электронные пульсации противофазны, нуклонные пульсации у протонов и нейтронов также противофазны. Это, как мы полагаем, обеспечивает различимость протона и нейтрона для алгоритма, который «включает» ядерные силы, и который способен связывать лишь отдельные пары протон-нейтрон, и никакие другие. Таким образом, мы сознательно отказываемся от принципа зарядовой независимости ядерных сил – тем более, что этот принцип имеет весьма шаткие экспериментальные обоснования [Г6].

Рис.4.12 схематически иллюстрирует оптимальные фазовые соотношения при прерываниях пульсаций у протона и двух нейтронов, с которыми он оказывается связан. Прежде всего заметим, что у протона имеется атомная модуляция, которая обеспечивает связь протона с атомарным электроном. В течение одного полупериода атомной модуляции у протона имеются прерывания нуклонных пульсаций только на электронной частоте, а в течение другого полупериода – прерывания на электронной частоте отсутствуют, и нуклонные пульсации прерываются только на частоте ядерных прерываний. Таким образом, ядерная связь у протона возможна лишь периодически: на тех полупериодах его атомной модуляции, когда его модуляция на электронной частоте отсутствует.

Рис.4.12

Те – период электронной частоты, Те/2 – период полуэлектронной частоты,

ТЯД – период ядерных прерываний. У нейтронов показаны лишь циклы

наличия-отсутствия нуклонных пульсаций («несущей»). Знаком * обозначены

интервалы, на которых действует ядерная связь между протоном и нейтроном.

Что касается нейтрона, то у него ядерная связь возможна тоже лишь периодически, а именно: в течение тех полупериодов модуляции на полуэлектронной частоте, когда в нейтроне «включены» нуклонные пульсации (см. Рис.4.10). Поскольку фаза модуляции на полуэлектронной частоте не обязана быть фиксированной, то логично допустить, что, для достижения максимальной эффективности ядерных связей, фазы модуляций на полуэлектронной частоте у пары нейтронов подстраиваются, становясь противоположными – чтобы, при прекращении связи с одним нейтроном, протон немедленно переключался на другой, как это и проиллюстрировано на Рис.4.12. Таким образом, в оптимальном режиме формируется временная связка из трёх нуклонов: n0-p+-n0. Обратим внимание на то, что нейтроны из этой связки являются друг по отношению к другу частицей и античастицей – но при этом они отнюдь не испытывают тенденций проаннигилировать друг с другом.

Теперь заметим, что, аналогично случаю с атомными связками «протон-электрон» (4.9), энергию одной ядерной связи можно выразить тремя способами: через дефект масс связанной пары нуклонов, через частоту ядерных прерываний, и через энергию циклических пространственных перебросов состояния, при котором нуклонные пульсации «включены». Но, в отличие от случая атомной связи, ядерная связь «работает», как это видно, лишь с частичным заполнением во времени. Тогда можно записать:

2ΔMс2 = 2ξhΩЯД = ξhK/2d,

где ΔM – усреднённый по времени дефект массы одного из пары связанных нуклонов, с – скорость света, ξ - коэффициент заполнения во времени для действия ядерной связи, h – постоянная Планка, ΩЯД – частота ядерных прерываний, d – расстояние между центрами двух связанных нуклонных пульсаторов, и K – множитель, имеющий размерность скорости. При d≈3·10-15 м [Б8], для случая ΔMс2 =8 МэВ и при ξ=0.5, оценочное значение для K составляет ≈4.7·107 м/с.

Теперь вернёмся к тезису о циклических переключениях связи протона с одного нейтрона на другой – этот тезис проясняет некоторые загадки. Так, становится понятно, почему существуют стабильные ядра, в которых единственный протон связан либо с одним нейтроном (у дейтерия), либо с двумя (у трития) – но не с тремя и более: уже третий нейтрон в данном случае оказывается совершенно излишним. Становится также понятно, почему аномально высокую эффективность связи имеет альфа-частица, т.е. комплекс из двух протонов и двух нейтронов. При ничтожной разности частот атомных модуляций у двух протонов, фазы этих двух модуляций поддерживаются по возможности противоположными – и тогда связка из трёх нуклонов существует практически непрерывно: с поочерёдным включением того или другого протона в её состав. Поэтому α-частица является наименьшим нуклонным комплексом, в котором переключения связей максимально эффективно согласованы. Сам феномен α-распада свидетельствует о том, что α-комплексы в ядрах существуют – причём, не только в тяжёлых, но и в лёгких [Н2]. Подчеркнём: эти α-комплексы, из-за самосогласованности ядерных связей в них, не имеют ядерных связей с другими нуклонами в ядре. Из этого парадоксального вывода сразу же вытекает элементарное объяснение фрагментации [Б2], т.е. развала тяжёлого ядра на лёгкие фрагменты, в основном, на α-комплексы, при ударе по ядру, например, протона с высокой энергией, а также проясняется сама возможность α-распада – объяснение которого в рамках традиционного подхода выглядит весьма неправдоподобно. Действительно, считается, что α-распад может происходить тогда, когда он энергетически выгоден. Тогда почему α-радиоактивное ядро не испытывает распад мгновенно? Полагают, что мгновенному α-распаду препятствует т.н. «кулоновский барьер» (см., например, [М3]). Если принять эту логику, то продолжительное существование α-радиоактивного ядра обеспечивается кулоновскими силами, которые, вообще-то, стремятся разорвать ядро на части. К тому же, отнюдь не очевидно – каким образом α-частица преодолевает «кулоновский барьер». Предложили квантовомеханическое объяснение: α-частица не «преодолевает» барьер, а «просачивается» сквозь него благодаря т.н. «туннельному эффекту». На наш взгляд, всё гораздо проще: «кулоновского барьера» нет, поскольку электрические заряды в ядре «отключены» (см. (4.9)); а α-комплексы в ядре существуют обособленно, не имея ядерных связей с другими нуклонами.

Тогда уместен вопрос: что связывает между собой α-комплексы, удерживая большое ядро в целом? Напрашивается ответ: большое ядро в целом может удерживаться за счёт происходящих время от времени таких переключений связей, которые переформировывают составы α-комплексов. Действительно, из-за различающихся энергий связи атомарных электронов, т.е. различающихся частот атомных модуляций, переключения связей в α-комплексах, особенно в разных, происходят не синхронно. Неизбежны ситуации, когда протон, по завершении своего «мёртвого» полупериода для ядерных связей, вновь готов к их включению – а два нейтрона, с которыми он был связан до этого, всё ещё «заняты». Тогда протону потребуется новая «свободная» пара нейтронов. Как можно видеть, для того чтобы большое ядро было в целом стабильно, оно должно содержать некоторое избыточное число нейтронов, по сравнению с числом протонов. Если принять во внимание, что, по мере роста атомного номера, разность между самой большой и самой малой энергиями связи атомарных электронов становится всё больше, и переключения связей в α-комплексах становятся всё менее синхронными, то для стабильности ядра требуется наличие в нём всё большего числа избыточных нейтронов – что и наблюдается в действительности. Причём, избыточные – на текущий момент – нейтроны в ядре, согласно нашей модели, не охвачены ядерными связями, т.е. они являются, как это ни парадоксально, свободными. Следовательно, в больших ядрах нейтроны, из-за избыточности своего числа, охватываются ядерными силами только поочерёдно – и стабильность таких ядер обеспечивается не статичностью структуры связей в нём, а, наоборот, высокой динамичностью этой структуры.

Для сравнения отметим, что избыточность нейтронов, требуемая для стабильности ядра, традиционно объясняется необходимостью противодействия силам «кулоновского расталкивания» ядерных протонов, роль которого возрастает по мере роста атомного номера. Считается, что избыточные нейтроны «разрыхляют» ядро, ослабляя этим «кулоновское расталкивание». Но, не говоря уже о ничтожности эффекта от такого «разрыхления» по сравнению с ядерными силами, имеются явные указания на то, что кулоновское взаимодействие практически не играет роли в ядерных структурах. В самом деле, большие ядра с недостатком нейтронов – по сравнению с ядрами из «дорожки стабильности» [М3] – должны, по традиционной логике, разваливаться кулоновскими силами или, по крайней мере, испускать протоны. В действительности, такие ядра подвержены β+-распаду, т.е. они испускают позитроны [М3]. Наличие же дополнительного числа нейтронов сверх того, которое требуется для «ослабления кулоновского расталкивания», делало бы ядра, согласно традиционной логике, ещё более устойчивыми. Но и это не так: большие ядра с избытком нейтронов – по сравнению с ядрами из «дорожки стабильности» - подвержены β--распаду, т.е. они испускают электроны [М3]. Как можно видеть, у больших ядер с числом нейтронов, большим или меньшим некоторого оптимального, типичные судьбы совсем не похожи на те, которые следовали бы из наличия в ядре заметных кулоновских сил.

Можно возразить, что эти рассуждения не доказывают «отключенности» электрических зарядов в ядре. Где, мол, прямые экспериментальные свидетельства об этом? Да вот же они – настолько прямые, что прямее не бывает. Странатан [С1] написал: «…весьма трудно разрушать тяжёлые ядра путём бомбардировки α-частицами, главным образом благодаря трудности проникновения дважды заряженной α-частицы в ядро с высоким положительным зарядом. Однако… существуют определённые резонансные энергии, при которых α-частицы не очень больших энергий могут проникать в эти ядра» - и дал ссылку на работу [Ч3]. Может, Странатан что-то неправильно понял? Отнюдь! Чедвик и Констебль [Ч3] обстреливали ядра фтора и алюминия α-частицами, которые испускал радиоактивный полоний. Энергетический спектр α-частиц полония был хорошо известен: их максимальная энергия составляла ≈5.3 МэВ. Элементарный расчёт показывает, что если бы α-частица кулоновски отталкивалась от ядра, то, имея энергию 5.3 МэВ, она не смогла бы добраться ни до границы ядра фтора, ни до границы ядра алюминия. К тому же, «из наблюдений аномального рассеяния α-частиц алюминием известно, что высота потенциального барьера у ядра алюминия (для α-частицы) составляет примерно 7-8 МэВ. α-частицы полония (5.25 МэВ) должны, таким образом, пройти сквозь этот барьер, чтобы быть захваченными» [Ч3] (перевод наш). Тем не менее, α-частицы с определёнными энергиями (меньшими, чем 5.25 МэВ!) проникали в ядра и инициировали ядерные реакции – о чём судили, регистрируя «протоны дезинтеграции» [Ч3]. Сам факт резонансных пиков энергии α-частиц, проникавших в ядра, говорит о том, что имело место не т.н. «туннелирование» сквозь барьер (с ничтожно малой вероятностью), а закономерное явление – т.е., α-частицы с низкими энергиями проникали в ядра вполне непринуждённо! Правда, эти энергии были резонансными – но куда при этом девалось «кулоновское отталкивание»? Много ли сегодня найдётся физиков, которые знают про эти ошеломляющие факты? Или физики предпочли забыть это, как кошмарный сон?

Но вернёмся к нашей модели. Мы можем объяснить – по крайней мере, качественно – почему чётно-чётные ядра имеют систематически большую энергию связи на нуклон. Эта величина, как можно видеть, зависит от того, насколько оптимально синхронизированы переключения связей в ядре. При нечётном числе протонов, какому-то из них всегда будет недоставать компаньона, чтобы, вместе с двумя нейтронами, образовать α-комплекс – отчего переключения связей будут происходить не в оптимальном режиме. Ещё менее оптимально они будут происходить и при нечётном числе нейтронов: даже в условиях их «избыточности», при оптимальных переформированиях α-комплексов нейтроны сменяются парами – для чего именно парами они и должны быть рассредоточены по объёму ядра. Кстати, тем, что ядерная связь возможна лишь между протоном и нейтроном, легко объясняется тот факт, что в природе не бывает нуклонных комплексов из одних протонов или одних нейтронов.

Добавим, что предложенная модель ядерных сил объясняет – по крайней мере, качественно – главную особенность расположения ядерных уровней энергии, о которых судят по спектрам характеристического гамма-излучения. В отличие от атомных уровней, которые сгущаются при приближении к уровню ионизации, промежутки между ядерными уровнями примерно постоянны – «удивительным является то, что возбуждаемые уровни располагаются со столь правильными интервалами» [Д8]. Между тем, эта особенность ядерных спектров является, в нашей модели, следствием резонансных соотношений в связанных нейтронах. Врезка на Рис.4.12 иллюстрирует происхождение резонансных соотношений между частотами нуклонных пульсаций и ядерных прерываний: на полупериоде второй из них должно укладываться целое число полупериодов первой. При этом характерный промежуток между ядерными уровнями составляет около 0.4 МэВ [Г6] – что согласуется с опытными данными [Д8]. Кроме того, мы усматриваем ещё одно резонансное соотношение: на периоде электронных пульсаций должно укладываться целое число периодов ядерных прерываний. Результирующее разделение подуровней составит около 14 кэВ [Г6], а полные ширины ядерных линий, из-за этого тонкого расщепления, могут составлять сотни кэВ (см., например, [Л6]).

Как можно видеть, наш ключевой тезис, позволяющий объяснить особенности ядерных спектров, таков: возбуждается не ядро в целом, возбуждаются отдельные α-комплексы в нём. Конечно, наше объяснение особенностей ядерных спектров можно рассматривать лишь в качестве первого приближения. Но другие модели ядерных сил, насколько нам известно, не дают объяснения этих особенностей даже в первом приближении – ограничиваясь лишь классификацией ядерных уровней.

Наконец, кратко остановимся на ещё одном феномене - β+-распаде, который, в отличие от β--распада, должен происходить весьма необычно. Действительно, при β--распаде ядерный нейтрон превращается в протон с выстреливанием электрона, т.е. происходит обычный распад нейтрона. Но при β+-распаде ядерный протон превращается в нейтрон с выстреливанием позитрона. Мало того, что такое превращение не обеспечено собственной энергией протона – и, как полагают, недостающая энергия «восполняется ядром» [М3]. Для превращения протона в нейтрон с освобождением позитрона требуется, с учётом вышеизложенных представлений о протоне и нейтроне, участие ещё одной частицы – предельно связанной пары (). Напомним, что в такой паре электрон связан с позитроном, причём энергия связи составляет 511 кэВ. Такая пара имеет массу электрона и нулевой электрический заряд – т.е., известный зарядовый дублет лептонов, e- и e+, можно дополнить до триплета e-, e+ и e0, где символом e0 мы обозначили предельно связанную пару. И реакция, происходящая при β+-распаде, имеет, как мы полагаем, следующий вид:

p+ + e0 -> n0 + e+.

При допущении такой реакции, вышеназванные затруднения в представлениях о β+-распаде устраняются.

Мы, конечно, не претендуем на полный охват огромного пласта экспериментальных данных – по физике атомного ядра. Мы постарались, на основе новой модели, объяснить лишь основные свойства ядер.

 

4.13. Происхождение энергии деления тяжёлых ядер.

Хорошо известно, что энергия деления тяжёлых ядер, которая используется в практических целях – это кинетическая энергия осколков исходных ядер (см., например, [М3]). Но каково происхождение этой энергии, т.е. какая энергия превращается в кинетическую энергию осколков?

Официальные воззрения на этот вопрос отличаются крайней непоследовательностью. Так, Мухин [М3] пишет, что большая энергия, освобождаемая при делении тяжёлого ядра, обусловлена разностью дефектов масс у исходного ядра и осколков – и получает, на основе этой логики, оценку выхода энергии при делении ядра урана: ≈200 МэВ. Но далее он пишет, что в кинетическую энергию осколков превращается энергия их кулоновского отталкивания – которая, когда осколки находятся впритык друг к другу, составляет те же ≈200 МэВ [М3]. Близость обеих этих оценок к экспериментальному значению, конечно, впечатляет, но уместен вопрос: в кинетическую энергию осколков превращается всё-таки разность дефектов масс или энергия кулоновского отталкивания? Вы уж определитесь, про что нам рассказываете – про бузину или про дядьку в Киеве!

Эту тупиковую дилемму теоретики создали сами: по их логике, им непременно требуется и разность дефектов масс, и кулоновское отталкивание. Откажись либо от того, либо от другого – и станет совсем очевидна никчёмность традиционных исходных предпосылок в физике ядра. Вот, например, зачем говорят о разности дефектов масс? Затем, чтобы хоть как-то объяснить саму возможность феномена деления тяжёлых ядер. Нас пытаются убедить в том, что деление тяжёлых ядер происходит потому, что оно энергетически выгодно. Что за чудеса? При делении тяжёлого ядра, часть ядерных связей разрушается – а энергии ядерных связей исчисляются МэВами! Нуклоны в ядре связаны на порядки сильнее, чем атомарные электроны. И опыт учит нас, что система устойчива как раз в области энергетической выгодности – а если бы ей было энергетически выгодно распасться, она распалась бы немедленно. Но залежи урановых руд в природе существуют! О какой же «энергетической выгодности» деления ядер урана может идти речь?

Чтобы абсурдность допущения о выгодности деления тяжёлого ядра не слишком бросалась в глаза, теоретики пустились на отвлекающий манёвр: они рассуждают об этой «выгодности» в терминах средней энергии связи, приходящейся на один нуклон. Действительно, с увеличением атомного номера, увеличивается и величина дефекта масс у ядра, но число нуклонов в ядре увеличивается быстрее – за счёт избыточных нейтронов. Поэтому у тяжёлых ядер полная энергия связи, пересчитанная на один нуклон, уменьшается с увеличением атомного номера. Казалось бы, тяжёлым ядрам делиться, в самом деле, выгодно? Увы, эта логика основана на традиционных представлениях о том, что ядерными связями охвачены все нуклоны в ядре. При таком допущении, средняя энергия связи на нуклон E1 есть частное от деления энергии связи ядра ΔE на число нуклонов [М3]:

E1=ΔE/A, ΔE=(Zmp+(A-Z)mn )c2-(Mат-Zme )c2, (4.13.1)

где Z - атомный номер, т.е. число протонов, A - число нуклонов, mp, mn и me – массы, соответственно, протона, нейтрона и электрона, Mат - масса атома. Однако, неадекватность традиционных представлений о ядре мы уже проиллюстрировали выше (4.11). И если, по логике предложенной модели (4.12), при расчёте энергии связи на нуклон не учитывать те нуклоны в ядре, которые временно не охвачены ядерными связями, то мы получим формулу, отличную от (4.13.1). Если считать, что текущее число связанных нуклонов составляет 2Z (4.12), и что каждый из них связан лишь половину времени действия связи (4.12), то для средней энергии связи на нуклон мы получим формулу

E1*=ΔE/Z , (4.13.2)

которая отличается от (4.13.1) лишь знаменателем. Сглаженные функции E1(Z) и E1*(Z) приведены на Рис.4.13. В отличие от привычного графика E1(Z), помещённого во многие учебники, график E1*(Z) имеет поразительную особенность: он демонстрирует, для тяжёлых ядер, независимость энергии связи на нуклон от числа нуклонов. Значит, из нашей модели (4.12) следует, что ни о какой «энергетической выгодности» деления тяжёлых ядер не может быть и речи – в согласии со здравым смыслом. Т.е., кинетическая энергия осколков не может быть обусловлена разностью дефектов масс исходного ядра и осколков.

Рис.4.13

В согласии с тем же здравым смыслом, в кинетическую энергию осколков не может превращаться энергия их кулоновского отталкивания: мы привели как теоретические аргументы (4.7, 4.12), так и экспериментальные свидетельства (4.12) о том, что никакого кулоновского отталкивания у частиц, входящих в состав ядра, не существует.

Тогда каково же происхождение кинетической энергии осколков тяжёлого ядра? Прежде постараемся ответить на вопрос: почему, при цепной ядерной реакции, деления ядер эффективно вызываются нейтронами, вылетевшими при предыдущих делениях – причём, нейтронами тепловыми, т.е. имеющими энергии, ничтожные по ядерным масштабам. С тем, что тепловые нейтроны обладают способностью разваливать тяжёлые ядра, казалось бы, трудно согласовать наш вывод о том, что «избыточные» - на текущий момент – нейтроны в тяжёлых ядрах являются свободными (4.12). Тяжёлое ядро буквально нашпиговано тепловыми нейтронами, но при этом оно отнюдь не распадается – хотя его немедленное деление вызывает попадание в него единственного теплового нейтрона, испущенного при предыдущем делении.

Логично допустить, что временно свободные тепловые нейтроны в тяжёлых ядрах и тепловые нейтроны, испускаемые при делении тяжёлых ядер, всё-таки отличаются друг от друга. Поскольку у тех и у других отсутствуют ядерные прерывания, то степенью свободы, по которой они могут различаться, должен обладать процесс, обеспечивающий внутреннюю связь в нейтроне – через циклические превращения входящих в его состав пар (4.10). И единственная степень свободы, которую мы здесь усматриваем – это возможность ослабления этой внутренней связи «на приросте масс» (4.10), из-за уменьшения частоты циклических превращений в нейтроне – с излучением соответствующих γ-квантов. Приведение нейтронов в подобное ослабленное состояние – например, при распадах тяжёлых ядер, когда происходят экстремальные превращения энергии из одних форм в другие – не представляется нам чем-то необычным. Ослабленное состояние нейтрона обусловлено, по-видимому, нештатным режимом работы программы, которая формирует нейтрон в физическом мире – и при этом нейтрону легче распасться на протон и электрон. Похоже, что среднее время жизни в 17 мин, измеренное для нейтронов, вылетающих из ядерных реакторов [М3,К7], характерно как раз для ослабленных нейтронов. Неослабленный же нейтрон способен жить, на наш взгляд, пока работает связующий его алгоритм (4.10), т.е., неопределённо долго.

Каким же образом ослабленный нейтрон разваливает тяжёлое ядро? По сравнению с неослабленными нейтронами, у ослабленных нейтронов период прерываний нуклонных пульсаций увеличен. Если у такого нейтрона, попавшего в ядро, будут «включены» ядерные прерывания, так что он окажется связан с каким-либо протоном, то вышеописанный синхронизм переключения связей в тройке n0-p+-n0 (4.12) окажется невозможен. В результате нарушится синхронизм связей в соответствующем α-комплексе, что вызовет последовательность сбоев переключений связей, оптимально переформировывающих α-комплексы и обеспечивающих динамическую структуру ядра (4.12). Образно говоря, через ядро пройдёт трещина, порождаемая не силовым разрывом ядерных связей, а нарушениями синхронизма их переключений. Заметим, что ключевым моментом для описанного сценария является «включение» у ослабленного нейтрона ядерной связи – а для того, чтобы это «включение» произошло, нейтрон должен иметь достаточно малую кинетическую энергию. Так мы объясняем, почему нейтроны с кинетической энергией в несколько сотен кэВ только возбуждают тяжёлое ядро, а тепловые нейтроны с энергиями всего в несколько сотых эВ способны эффективно его развалить.

Что же мы видим? При делении ядра на два осколка, «аварийно» рассыпаются те ядерные связи, которые, в штатном режиме своих переключений (4.12), сцепляли эти два осколка в исходном ядре. Возникает нештатная ситуация, при которой собственные энергии некоторых нуклонов уменьшены на величину энергии ядерных связей, но самих этих связей уже нет. Эта нештатная, по логике принципа автономных превращений энергии (4.4), ситуация немедленно исправляется следующим образом: собственные энергии нуклонов остаются как есть, а бывшие энергии распавшихся связей превращаются в кинетическую энергию нуклонов – и, в конечном счёте, в кинетическую энергию осколков. Таким образом, энергия деления тяжёлого ядра обусловлена не разностью дефектов масс у исходного ядра и осколков, и не энергией кулоновского отталкивания осколков. Кинетическая энергия осколков – это бывшая энергия ядерных связей, удерживавших эти осколки в исходном ядре. В пользу этого вывода свидетельствует поразительный и малоизвестный факт постоянства кинетической энергии осколков – в независимости от силы воздействия, инициирующего деление ядра. Так, при инициировании деления ядер урана протонами с энергией 450 МэВ, кинетическая энергия осколков составляла 163±8 МэВ [Б2], т.е. столько же, сколько и при инициировании деления тепловыми нейтронами, с энергиями в сотые доли эВ!

Сделаем, на основе предложенной модели, ориентировочную оценку энергии деления ядра урана по наиболее вероятному варианту, 92U235->36Kr94+56Ba139, при котором осколки включают в себя 18 и 28 α-комплексов. Если считать, что эти 18 и 28 α-комплексов были сцеплены в исходном ядре с помощью 8-10 переключаемых связей, со средней энергией 20 МэВ каждая (см. Рис.4.13), то энергия осколков должна составить 160-200 МэВ, т.е. величину, близкую к фактической [М3].

 

4.14. Звёздный деструктор. Как делали Солнечную систему?

Устройство Солнечной системы имеет особенности, которые трудно объяснить на основе предубеждения в том, что эта система образовалась самопроизвольно. Так, радиусы орбит планет, до Урана включительно, неплохо согласуются с эмпирической закономерностью Тициуса-Боде [С3]: Ri =0.4+0.3·2i -2 , где радиусы выражены в астрономических единицах, i – номер планеты (i=1 для Меркурия). Были времена, когда эту закономерность считали свидетельством искусственного устроения Солнечной системы. Теперь наука далеко ушла от этих «дремучих» представлений, но до сих пор не смогла предложить правдоподобную версию самопроизвольного образования Солнца и планет, орбиты которых выстроились с математической чёткостью. Мы постараемся ответить на вопросы о том, с помощью каких программных манипуляций могли быть обеспечены, во-первых, работа солнечного реактора, и, во-вторых, формирование планет.

Ссылаясь на произведённые взрывы водородных бомб, представители академической науки утверждают, что источником энергии излучения Солнца являются термоядерные реакции – правда, непонятным образом управляемые. Не будем забывать, что для этого чуда солнечных недр нет ни прямых доказательств, ни прямых опровержений, поэтому мы обсудим некоторые косвенные свидетельства.

Прежде всего, при термоядерной реакции должно расходоваться «топливо»: запасы исходных реагентов должны «выгорать». Этот тезис привёл к появлению теорий эволюции звёзд, или звёздных жизненных циклов. Но, как указывал ещё Н.А.Козырев (см., например, [К9]), наблюдаемое разнообразие звёзд настолько широко, что его никак не удаётся описать единой теорией, основанной на «термоядерной» логике и связывающей такие параметры звёзд, как спектральный класс (т.е., по логике эволюции, возраст), массу и светимость. Хуже того: по логике эволюции, звёзды должны плавно переходить из одного спектрального класса в другой, но за всё время спектральных наблюдений звёзд не сообщалось ни об одном случае такого перехода.

Отметим ещё одно весьма странное обстоятельство. Считается, что «топливом» для термоядерных реакций на Солнце – как при водородном, так и при углеродном циклах – являются протоны. Между тем, хорошо известно, что протоны – это одна из главных компонент корпускулярного излучения Солнца. Выходит, что Солнце не только сжигает «топливо» в своих недрах, но и разбрызгивает часть его запасов в мировое пространство. Чтобы пояснить нелепость такой ситуации, позволим себе привести такую аналогию. Представьте автомобиль, оборудованный дополнительным бензонасосом – который, при работающем двигателе, откачивает из бензобака топливо и пускает его струйку на дорогу. Именно таким автомобилям должны отдавать предпочтение сторонники гипотезы о термоядерных реакциях на Солнце.

Наконец, как уже отмечалось выше (4.11), простейшая, по «термоядерной» логике, реакция слияния лёгких ядер, т.е. соединение протона с нейтроном, у экспериментаторов не идёт. А ведь здесь реагентам не требуется преодолевать кулоновский барьер, и эта реакция шла бы даже при комнатной температуре! Оказывается, что даже в простейшем случае, экспериментальная проверка которого не представляет особых сложностей, «термоядерная» логика не работает.

Между тем, нехитрая программная манипуляция позволяет устроить звёздный реактор, превосходящий гипотетический термоядерный «котёл» и по выходу энергии на нуклон, и по безопасности, и по возобновляемости топлива, в качестве которого сгодятся любые ядра с числом нуклонов, большим единицы.

Как мы излагали выше, атомные и ядерные структуры поддерживаются благодаря работе соответствующих структуро-образующих алгоритмов, которые обеспечивают превращение части собственных энергий (т.е., масс) связуемых частиц в энергию связи (4.7). Если остановить работу структуро-образующего алгоритма, то структура, которую он поддерживал, немедленно распадётся. Но при этом возникнет аномальная ситуация с раскладом энергий у освобождённых частиц. Согласно принципу автономных превращений энергии квантовых пульсаторов (4.4), энергия связи и кинетическая энергия не сообщаются частице откуда-то извне – частица их приобретает за счёт убыли собственной энергии. При отключении структуро-образующего алгоритма, энергия связи обнуляется, и полная энергия частицы оказывается меньше предписанной. Эта аномальная ситуация, как мы полагаем, сразу же исправляется: собственная энергия частицы остаётся уменьшенной на величину бывшей энергии связи, но кинетическая энергия частицы приобретает приращение на величину бывшей энергии связи. Например, если атом водорода, находящийся в основном состоянии, попадает под отключение алгоритма, обеспечивающего его структуру, то суммарный прирост кинетических энергий у освобождённых протона и электрона должен составить величину, равную бывшей энергии связи, т.е. 13.6 эВ.

Аналогичный сценарий, на наш взгляд, возможен и для ядерных структур; причём для алгоритмов, благодаря которым существуют ядерные структуры, характерны гораздо большие энергии связи: несколько МэВ на нуклон. Если ядро с числом нуклонов, большим единицы, попадает под отключение ядерных связей, то суммарный прирост кинетических энергий у освобождённых нуклонов должен составить суммарную энергию связи бывшего ядра. Это превращение энергии ядерных связей в кинетическую энергию освобождённых нуклонов аналогично тому превращению, которое происходит при делении тяжёлых ядер (4.13). Разница, по большому счёту, лишь в том, отключается ли структуро-образующий алгоритм из-за нештатной ситуации, возникшей на физическом уровне, или же производится прямое программное отключение этого алгоритма.

Таким образом, мы полагаем, что принцип действия солнечного реактора основан на программно обусловленном распаде атомных и ядерных структур. Тогда правильнее называть его не реактором, а деструктором. Активная зона этого деструктора представляет собой просто область пространства, в которой заблокировано действие алгоритмов, обеспечивающих существование атомов и ядер. О размерах активной зоны можно судить по внутренней границе фотосферы; причём активная зона, по-видимому, разделена на две области: внешнюю, где заблокированы только «атомные» алгоритмы, и внутреннюю, где заблокированы также и «ядерные» алгоритмы.

«Топливо», необходимое для работы солнечного деструктора, поставляют склоны солнечной частотной воронки, благодаря действию которых происходит падение (аккреция) вещества на Солнце. На подлёте вещества к активной зоне ещё возможно существование ионов и, в принципе, даже нейтральных атомов. Но, при попадании вещества во внешнюю область активной зоны, это вещество переводится в агрегатное состояние, которое мы называем суперплазмой – с тотальным распадом атомных структур и освобождением всех атомарных электронов. Прирост кинетических энергий у продуктов этого распада, конечно, ничтожен по сравнению с результатами процедуры, выполняемой во внутренней области активной зоны, где осуществляется перевод вещества в состояние гиперплазмы, т.е. производится тотальный развал ядер на нуклоны. Именно протоны и нейтроны гиперплазмы, которые в результате своего освобождения приобретают кинетические энергии в несколько МэВ, являются главными носителями первичной энергии выхода у солнечного деструктора.

Имея такие энергии, освобождённые нуклоны должны разогревать вещество, окружающее внутреннюю область активной зоны, причём мыслимы любые столкновительные механизмы этого разогрева. Поскольку во внешней области активной зоны отсутствуют атомные структуры, здесь разогрев должен происходить, главным образом, через ударное инициирование ядерных реакций с их вторичными эффектами, а также через ударную передачу импульса. За пределами внешней области активной зоны имеются атомные структуры, поэтому здесь, в дополнение к названным механизмам разогрева, добавляются ещё ударное возбуждение оптических и рентгеновских переходов, а также ударная ионизация.

Пусть начальная кинетическая энергия нуклона гиперплазмы равна средней энергии связи, приходящейся на нуклон в ядрах лёгких элементов, т.е. примерно 6 МэВ – чему соответствует скорость нуклона примерно в 34000 км/с. Пробираясь наружу сквозь внешнюю область активной зоны, нуклоны, конечно, растрачивают свою кинетическую энергию. Но нам представляется разумным, что некоторая часть нуклонов, вылетающих в фотосферу, имеет скорости, гораздо большие скорости убегания – которая на поверхности Солнца составляет около 619 км/с и уменьшается по мере удаления от этой поверхности. Действительно, проведённый Кипенхойером [С4] анализ результатов наблюдений позволил заключить: «При максвелловском распределении скоростей на расстоянии, равном трём солнечным радиусам (где скорость убегания =360 км/с), по крайней мере, 5% всех тепловых корональных протонов должны иметь скорости, превышающие скорость убегания». Тогда, по сравнению с искусственной «гидродинамической» гипотезой, согласно которой солнечный ветер рассматривается как «стационарное истечение всей короны» [С5], гораздо правдоподобнее выглядит версия о том, что солнечный ветер представляет собой почти в чистом виде тепловой разлёт только тех частиц, скорости которых достаточны для преодоления солнечного тяготения.

Говоря «почти в чистом виде», мы подразумеваем, что речь идёт о разлёте частиц, которые испытывают электромагнитное взаимодействие. У разлетающихся заряженных частиц почти весь поток импульса дают протоны. Увлечение электронов протонами приводит к некоторому торможению солнечного ветра, но, поскольку электроны имеют гораздо меньшие энергии и гораздо большую подвижность, чем протоны, то результирующее торможение, на наш взгляд, незначительно.

Приведём примерный энергетический баланс солнечного деструктора, первичная энергия выхода которого преобразуется по двум главным каналам: в энергию излучения и в энергию солнечного ветра, которая на два порядка меньше первой. Если начальная энергия освобождённых нуклонов составляет в среднем 6 МэВ на нуклон, то, для обеспечения мощности излучения Солнца в ~3.83·1033 эрг/с [А1], т.е. 3.83·1026 Вт, требуется, чтобы в активной зоне происходило ежесекундное освобождение не менее 4·1038 нуклонов. Эта цифра не противоречит значению интенсивности солнечного ветра у орбиты Земли, где скорость протонов составляет 300-750 км/c, а их концентрация – от нескольких частиц до нескольких десятков частиц в 1 см3 [Ф1]. Беря средние значения скорости в 450 км/c и концентрации в 10 см-3, и допуская, что разлёт солнечных корпускул происходит изотропно, мы получаем, что до сферы с радиусом, равным радиусу земной орбиты, ежесекундно добираются ~1.3·1036 протонов, т.е. на два порядка меньше числа освобождаемых в активной зоне. Таким образом, косвенно вновь подтверждается тезис о том, что солнечный ветер – это не «истечение всей короны», а разлёт лишь достаточно высокоэнергичных частиц.

Добавим, что наша модель проясняет загадочные свойства солнечных пятен, число и площадь которых увеличиваются при повышении солнечной активности и соответствующем увеличении интенсивности солнечного ветра.

Центральные области пятен выглядят черными; как полагают, это обусловлено контрастом яркости – якобы, из-за того, что температура пятен существенно меньше, чем у окружающего вещества. Охлаждённость пятен трудно согласовать с тем, что «в солнечной атмосфере вблизи активных пятен часто возникает аномальное нагревание» [С6], что «почти все хромосферные вспышки и, несомненно, все яркие, наблюдаются вблизи пятен» [С6], и что «наиболее нагретые участки солнечной короны обычно связаны с солнечными пятнами» [С6]. Едва ли можно серьёзно говорить о том, что такое мощное прогревающее действие производят «охлаждённые» пятна. Через внутреннюю границу фотосферы проходят два встречных потока вещества: обусловленный тяготением поток снаружи и высокоэнергичный поток изнутри – в основном, нуклоны и электроны. Этот поток изнутри, при достаточном повышении давления под внутренней границей фотосферы, устраивает «прорывы в слабых местах». Через эти «прорывы» происходит концентрированное извержение высокоэнергичных нуклонов и электронов – что и вызывает локальные термические эффекты в фотосфере, хромосфере и короне. Но если сквозь пятно наружу выходит вещество, разогретое сильнее, чем вещество на поверхности, то чернота пятен должна быть обусловлена отнюдь не их «охлаждённостью».

Разгадка, на наш взгляд, заключается в следующем. Концентрированный поток вещества, идущий из активной зоны, локально развеивает, во-первых, пограничный слой между активной зоной и фотосферой, и, во-вторых, саму фотосферу. В результате образуется створ, сквозь который можно заглянуть в активную зону – где у вещества суперплазмы и гиперплазмы нет оптических переходов. По сравнению с веществом на поверхности Солнца, вещество в активной зоне разогрето сильнее, но у него резко ограничены возможности излучать свет. Вот почему пятна – своеобразные «окошки» в активную зону – выглядят чёрными [Г7].

Как же строили Солнечную систему? Выше мы излагали (2.7), что формирование частотных склонов, обеспечивающих свободное падение пробных тел, осуществляется «чисто программными средствами». Геометрия частотных склонов не зависит от пространственного распределения массивного вещества: частотная воронка может быть создана «на пустом месте». И тогда нам представляется следующий вероятный сценарий построения Солнечной системы. Прежде всего, «на пустом месте» формировали склоны частотной воронки будущего Солнца, а также выполняли вышеописанные программные манипуляции, обеспечивающие работу солнечного деструктора (кстати, мы не усматриваем надобности в тяготении в объёме внутренней области активной зоны – не исключаем, что эта центральная область солнечной частотной воронки имеет плоское дно, т.е. что вся гиперплазма находится в постоянном гравитационном потенциале). Сформированная частотная воронка Солнца стала обеспечивать падение (аккрецию) вещества в деструктор – который, таким образом, начал работать. Далее, «на пустых местах» формировали планетарные частотные воронки – соблюдая правило, согласно которому планетарные частотные воронки не должны перекрываться – для беспроблемного осуществления «унитарного» действия тяготения (2.8). Затем, в планетарные частотные воронки «загружали» вещество, и, таким образом, формировали планеты. Как можно видеть, при загрузке даже крупнодисперсных глыб вещества в заранее готовую частотную воронку, глобальная фигура формируемой планеты мало отличалась бы от шаровой.

Таким образом, на примере с устроением Солнечной системы, тезис о программном управлении физическими процессами вновь выглядит предпочтительнее, чем традиционный подход.

 

Ссылки к Разделу 4.

А1. К.У.Аллен. Астрофизические величины. «Мир», М.. 1977.

Б1. И.М.Бронштейн, Б.С.Фрайман. Вторичная электронная эмиссия. «Наука», М., 1969.

Б2. В.С.Барашенков, В.С.Тонеев. Взаимодействие высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. М., «Атомиздат», 1972.

Б3. W.Bertozzi. Speed and kinetic energy of relativistic electrons. American Journal of Physics, 32, 7 (1964) 551.

Б4. R.Beringer, C.G.Montgomery. Phys.Rev., 61, March 1-15 (1942) 222.

Б5. H.Bethe. Phys.Rev., 47 (1935) 633.

Б6. H.A.Bethe. Phys.Rev., 53 (1938) 313.

Б7. R.E.Bell, L.G.Elliott. Phys.Rev., 79 (1950) 282.

Б8. Г.Бете, Ф.Моррисон. Элементарная теория ядра. «Изд-во иностранной литературы», М., 1958.

Г1. А.А.Гришаев (старший), частное сообщение.

Г2. А.А.Гришаев. О так называемой дифракции медленных электронов. – Доступна на

Г3. А.А.Гришаев. Автономные превращения энергии квантовых пульсаторов – фундамент закона сохранения энергии. – Там же.

Г4. А.А.Гришаев. Новый взгляд на аннигиляцию и рождение пар. – Там же.

Г5. А.А.Гришаев. Нейтрон: структурная связь «на приросте масс». – Там же.

Г6. А.А.Гришаев. Простая универсальная модель ядерных сил. – Там же.

Г7. А.А.Гришаев. К вопросу о происхождении Солнца и планет. – Там же.

Д1. C.Davisson, L.H.Germer. Phys.Rev., 30, 6 (1927) 705.

Д2. М.Дейч, О.Кофед-Хансен. Бета-рапад. В кн.: Экспериментальная ядерная физика, т.3. Пер. с англ. под ред. Э.Сегре. М., «Изд-во иностранной литературы», 1961.

Д3. Дуков В.М. Электрон. «Просвещение», М., 1966.

Д4. О.Х.Деревенский. Фиговые листики теории относительности. – Доступна на

Д5. J.W.M.DuMond, et al. Phys.Rev., 75, 8 (1949) 1226.

Д6. М.Дейч, О.Кофед-Хансен. Гамма-излучение ядер. В кн.: Экспериментальная ядерная физика, т.3. Пер. с англ. под ред. Э.Сегре. М., «Изд-во иностранной литературы», 1961.

Д7. S.DeBenedetti, et al. Phys.Rev., 77, 2 (1950) 205.

Д8. С.Девонс. Энергетические уровни ядер. «Изд-во иностранной литературы», М., 1950.

Д9. О.Х.Деревенский. Фокусы-покусы квантовой теории. – Доступна на

З1. Г.К.Зырянов. Низковольтная электронография. Изд-во Ленинградского университета, Л., 1986.

И1. G.Ising, M.Helde. Nature, 137 (1936) 273.

К1. Р.Кристи, А.Питти. Строение вещества: введение в современную физику. «Наука», М., 1969.

К2. С.Г.Калашников. Диффракция медленных электронов как поверхностный эффект. ЖЭТФ, 11, 4 (1941) 385.

К2. М.И.Каганов. Электроны, фононы, магноны. «Наука», М., 1979.

К3. С.Г.Калашников, И.А.Яковлев. Диффракция медленных электронов на монокристалле цинка. ЖЭТФ, 5, 10 (1935) 932.

К4. Г.Кноп, В.Пауль. Взаимодействие электронов и α-частиц с веществом. В кн.: Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, т.1. Пер. с англ. под ред. К.Зигбана. М., «Атомиздат», 1969.

К5. Crane H.R., Halpern J. Phys. Rev. 53 (1938) 789. (Цитируется по [С1]).

К6. O.Klemperer. Proc.Camb.Phil.Soc., 30, (1934) 347.

К7. Л.Кёртис. Введение в нейтронную физику. «Атомиздат», М.. 1965.

К8. В.А.Кравцов. Массы атомов и энергии связи ядер. М., «Атомиздат», 1974.

К9. Н.А.Козырев. ДАН СССР, 70, 3, (1950) 389-392; ДАН СССР, 79, 2 (1951) 217-220.

Л1. В.Е.Лашкарёв, Е.В.Беренгартен, Г.А.Кузьмин. Диффракция медленных электронов в монокристалльном графите. ЖЭТФ, 3, 6 (1933) 499.

Л2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.-Л., Гос. изд-во технико-теоретической лит-ры, 1948.

Л3. G.Lang, et al. Phys.Rev., 99, 2 (1955) 596.

Л4. C.C.Lauritsen, H.R.Crane. Phys.Rev., 45 (1934) 550.

Л5. А.Любимов, Д.Киш. Введение в экспериментальную физику частиц. «Физматлит», М., 2001.

Л6. Э.В.Ланько, Г.С.Домбровская, Ю.К.Шубный. Вероятности электромагнитных переходов атомных ядер. «Наука», Л., 1972.

М1. D.E.Muller. H.C.Hoyt, D.I.Klein, J.W.M.DuMond. Phys.Rev., 88, 4 (1952) 775.

М2. К.Н.Мухин. Экспериментальная ядерная физика, Т.2. «Атомиздат», М., 1974.

М3. То же. Т.1.

М4. R.C.Mobley, R.A.Laubenstein. Phys.Rev., 80 (1950) 309.

Н1. А.И.Наумов. Физика атомного ядра и элементарных частиц. «Просвещение», М., 1984.

Н2. В.Г.Неудачин, Ю.Ф.Смирнов. Нуклонные ассоциации в лёгких ядрах. «Наука», М., 1969.

П1. L.A.Page, et al. Phys.Rev., 98, 1 (1955) 206.

П2. L.A.Page, M.Heinberg. Phys.Rev., 102, 6 (1956) 1545.

Р1. А.Н.Рылов. Диффракция медленных электронов на монокристалле алюминия. ЖЭТФ, 9, 6 (1939) 670.

С1. Дж.Дж.Странатан. «Частицы» в современной физике. Гос. изд-во технико-теоретической литературы, М.-Л., 1949.

С2. D.Sadeh. Phys.Rev.Lett., 10, 7 (1963) 271.

С3. О.Струве, Б.Линдс, Э.Пилланс. Элементарная астрономия. «Наука», М., 1967.

С4. Солнце. В: Курс астрофизики и звёздной астрономии. А.А.Михайлов, ред. Т.3, часть 1. «Наука», М., 1964.

С5. Солнечный ветер. Р.Дж.Маккин и М.Нейгебауэр, ред. «Мир», М., 1968.

С6. Солнечная система. Пер. с англ. под ред. В.А.Крата. Т.1: Солнце. «Изд-во иностранной литературы», М., 1957.

Т1. Таблицы физических величин. Справочник под ред. И.К.Кикоина. М., «Атомиздат», 1976.

Ф1. Физический энциклопедический словарь. А.М.Прохоров, гл. ред. «Советская энциклопедия», М., 1983.

Х1. M.Heinberg, L.Page. Phys.Rev., 107, 6 (1957) 1589.

Х2. A.O.Hanson. Phys.Rev., 75 (1949) 1794.

Ч1. O.Chamberlain, E.Segre, C.Wiegand, T.Ypsilantis. Phys.Rev., 100 (1955) 947.

Ч2. J.Chadwick, M.Goldhaber. Nature, 134 (1934) 237.

Ч3. J.Chadwick, J.E.R.Constable. Proc. Roy. Soc., A 135 (1932) 48.

Э1. Экспериментальная ядерная физика. Под ред. Э.Сегрэ. Т.1. «Изд-во иностранной литературы», М., 1955.

Э2. То же, Т.3.

Я1. Л.Яносси. Космические лучи. «Изд-во иностр. лит-ры», М., 1949.