Фрактальные представления структуры субатомных частиц и фотона, ядра и атома
В [1, 5, 7] представлена фрактальная форма субатомных частиц на основе анализа постоянной тонкой структуры α-1 = 137,03597. Константа а представляет собой квадрат элементарного заряда в единицах заряда электрона е, скорости света С, постоянной Планка ħ и выражается в системе СГС в форме: α = e2/(ħC). (В системе СИ в знаменатель этого выражения вводится множитель 4πε0.) Эта константа связи является безразмерной величиной, характеризующей силу электростатического взаимодействия двух элементарных частиц. Для понимания заметим: в атомной физике полагали, что постоянная α показывает, как сильно элементарная частица взаимодействует с себе подобной, поэтому она характеризует только силу электростатического отталкивания двух электронов. В п. 2.3 показано, что константа описывает тонкую структуру пространства, которая образуется в результате перехода кинетической энергии фотона в потенциальную энергию; по-другому можно сказать так: структура пространства образуется комбинациями элементарных составляющих коллапси-рованных фотонов (см. ранее п. 4). Численное значение величины α весьма мало, что отражает энергию электрического взаимодействия двух элементарных частиц. Автор представил (см. пп. 2.2, 4.1) фрактальную форму записи константы α, на основании которой удалось распознать образ электрона в форме полушара. Установленная форма электрона позволяет представить конструкции протона и нейтрона.
Таким образом, субатомные частицы представляют собой форму полушара, а фотон, можно сказать, имеет форму объемной восьмерки, что показано ниже. При этом следует учитывать, что субатомные частицы не точки и не твердые полушария, они обладают внутренней структурой, которую можно рассматривать как электромагнитные волновые сгустки, несущие электрический заряд. Нынешняя физика не в состоянии объяснить спин (собственный момент количества движения), структуру субатомных частиц и фотона и построить точ -ную количественную теорию магнитных моментов нуклонов, так как магнитные моменты протона и нейтрона определяются структурной формой кварков. Структурное представление противоречит вероятностным формам изображения материи.
Вкратце рассмотрим структуру субатомных частиц и фотона (см. п. 4.1).
Электрон не имеет различий во внутренней структуре, его заряд отрицательный и выражается в натуральных единицах как -1.
Кварк протона зарядом (-1/3) представляет собой тончайший слой, разделяющий частицу на две равные части — кварки зарядом (+2/3).
Два кварка нейтрона зарядом (-1/3) имеют форму сферического двуугольника со значением внутреннего угла π/4, а посередине расположен кварк зарядом (+2/3).
Фотон электронейтрален, ибо его составляющие противоположно заряжены; каждая составляющая имеет соответственно заряд +1 и -1.
Установление формы электрона в виде полушария показывает корректное понимание 1/2 спина электрона как изображения проекции электрона на плоскости в виде половины круга. Поэтому значение ±1/2 есть значение квантового числа, характеризующее проекции движущихся электронов на направление магнитного поля. Магнитный момент электрона выражается в атом-
ной единице как 1. Этот коэффициент 1 называют квантовым числом магнитного момента электрона, которое характеризует отклик частицы на внешнее магнитное поле. Вектор магнитного момента электрона антипараллелен вектору его собственного момента количества движения (спина). Причиной противоположных направлений моментов является отрицательный знак электрического заряда электрона. Экспериментом, подтвердившим наличие спина и магнитного момента у электрона, является, опыт Штерна - Герлаха. Продолжим объяснение результатов этого опыта.
Так, квантовое число 1 магнитного момента электрона есть значение проекции кванта электромагнитного поля, которое возникает вследствие поляризации структуры пространства движущейся частицей [4]. Заметим, что установленная форма фотона показывает корректное понимание целочисленной величины 1 как квантового числа спинового момента частицы света, ибо проекция фотона на плоскости есть целый круг вследствие эквивалентности восьмерки и круга. (Объяснение спина кванта электромагнитного поля фотона представлено ниже.) Поэтому возникающее магнитное поле движущегося электрона в форме замкнутых силовых линий характеризуется целым квантовым числом 1 и пропорционально элементарному кванту действия — постоянной Планка ħ. Магнитный момент электрона в системе СИ выражается новой атомной единицей, величина которой равна βе = 1,855 • 10-23 А • м2 [5].
Нынешняя физика использует другую несуществующую в природе связь — между магнитным моментом, связанным с вращением электронов по орбите, и орбитальным моментом электрона — с помощью магнетона Бора. Однако согласно фрактальной физике [2, 9], электроны не обращаются вокруг ядра, а занимают определенное энергетическое положение. Поэтому нынешняя физика использует неверное представление магнитного момента. Чтобы связать это с экспериментом, нынешняя
физика использует чистую спекуляцию: «Этот факт учитывается, когда говорят, что необходимо ввести фактор 2 (называемый g-фактором для спина). Такой g-фактор 2 для спина электрона необходимо ввести в соответствии с теорией относительности».
Спин имеется у протона и нейтрона, причем квантовое число спина этих частиц такое, как и у электрона s = 1/2, так как они имеют одинаковую форму полушара. Направление магнитного момента протона совпадает с направлением его спина, однако, направление магнитного момента нейтрона противоположно его спину. Причиной различия направлений моментов является знак электрического заряда элементарных частиц. Магнитный момент нуклонов выражается в ядерных магнетонах. Ядерный магнетон в системе СИ выражается новой единицей βя = 1,010 • 10-26 А • м2. Так как магнитный момент протона по величине примерно в 658 раз меньше магнитного момента электрона, то его влияние чрезвычайно мало [5].
На основании положений фрактальной физики вычислены (см. п. 4.3) собственные значения магнитных моментов протона, нейтрона и электрона в новых ядерных магнетонах βя и новой атомной единице βе, как значения (2,79; 1,93; 1,00) соответственно [1, 3, 5, 7].
Значения (1,00; 1,93; 2,79) магнитных моментов частиц совпадают с экспериментальными данными с точностью «вакуумных» добавок, определяющих влияние структуры пространства. Автор предполагает, что измерения магнитного момента нейтрона, представляемого величиной 1,91, неточны. Однако Р.Фейнман в своих работах [14] указал практическое значение магнитного момента нейтрона величиной 1,93. Такое расхождение в значении магнитного момента является следствием нестабильности нейтрона, так как в свободном состоянии данная частица примерно за 15 минут превращается в протон с испусканием электрона.
Экспериментальная работа Тейлора, Кендалла и Фридмана (нобелевские лауреаты 1990 г.) [15] подтверждает составную модель нуклонов, хотя формы и положения этих составляющих не описаны. Эти составляющие приняты за кварки. Эта работа также указывает, что структура нейтрона отличается от протона.
Теперь вкратце рассмотрим фрактальную структуру фотона и его спин. Установленная форма фотона в виде объемной восьмерки подтверждается как геометрическими представлениями, так и следующими экспериментами.
Во-первых, для сравнения со спином субатомных частиц заметим, что установленная форма фотона показывает корректное понимание целочисленной величины 1 как квантового числа спинового момента частицы света, ибо проекция фотона на плоскости есть целый круг вследствие эквивалентности восьмерки и круга.
Во-вторых, фотоны, обладающие соответствующей энергией, взаимодействуя с атомным полем, превращаются в электронные и позитронные пары и следы их движения могут быть наблюдаемы. Вспомнив закон сохранения электрического заряда, приходим к выводу, что составляющие фотона противоположно заряжены, хотя сам фотон в целом электронейтрален.
Установление фрактальной структуры фотона [1, 5, 7] привело к изменению представлений об электрической природе, где носителем электромагнитного взаимодействия является электронейтральный фотон (квант), составляющие которого при этом противоположно заряжены. Это позволяет раскрыть природу электрической проводимости. При этом фотоны являются как инициаторами возбуждения электронов атома, так и энергетическими носителями этого возбуждения. Электроны в проводнике не перемещаются, а остаются связанными со своими атомами. Возникновение фотона (кванта) обусловлено взаимодействием возбужденных электронов с вихревой структурой пространства атома (см. далее).
фотон «набегает» на электрон, возникающее в результате сложное движение можно описать, просто складывая заряды обеих взаимодействующих частиц. Этот про-цесс создания электрической проводимости можно представить как процесс образования уединенных волн, совсем недавно получивших название солитонов, несущих в данном случае отрицательный электрический заряд. Такая модель проводимости применена для описания явления сверхпроводимости, в результате чего стало возможным синтезировать очень высокотемпературные сверхпроводящие соединения с критической температурой 373 К и выше [16].
Установление формы и структуры субатомных частиц и фотона позволяет разработать (см. п. 4.2) фрактальную модель атома водорода [2, 9]. Электрон, имеющий отрицательный заряд, занимает определенное энергетическое положение, определяемое как притяжением глобальным зарядом протона q = +1, так и отталкиванием электрона, вызываемым локальным зарядом (кварком) протона (-1/3). Для обеспечения устойчивого энергетического положения электрона протон водорода вращается вокруг центральной оси. Это вращение ядра не позволяет происходить процессу захвата электрона положительными зарядами (кварками) протона.
Фрактальная модель атома позволяет установить природу возникновения фотона. Рождение фотона обусловлено взаимодействием возбужденного электрона с вихревой структурой пространства атома, возникающей между электроном и протоном. Поэтому можем утверждать, что различие фрактальной модели и моделей Ре-зерфорда и Бора очевидно: в планетарной модели Ре-зерфорда электроны обращаются вокруг ядра, а в статистической модели Бора электрон в атоме водорода даже не фигурирует, а вместо него речь идет о распределении вероятности. Это сравнение определяет вывод: планетарная и статистическая модели атома не соответствуют действительности, ибо не позволяют раскрыть
природу возникновения фотона и определить энергии атома, электронных оболочек и его ядра. Нынешняя физика продемонстрировала свою несостоятельность при подгонке своих изысканий для одного только атома водорода. Фрактальная физика позволяет разрешить эти вопросы для всех элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева.
Дополним, что сердцевина ядра атома образуется протонами, которые окружены нейтронной оболочкой [2, 9]. Одно из назначений нейтронной оболочки — удержать протоны на месте, поскольку протоны имеют одинаковый глобальный положительный заряд, они взаимно отталкиваются. Это и понятно, ибо точечный заряд под действием электрических сил не может находиться в состоянии устойчивого равновесия. Поэтому самый центр сердцевины заполнен не протонами, а вихревой структурой пространства. Заметим, что фрактальные формы записи третьего закона Кеплера планетных движений (см. ранее п. 2 и пп. 3.1, 3.5) и энергии ядер (см. пп. 4.2, 4.4) определены в соответствии с законом Остроградского — Гаусса для потока напряженности электрического поля. Это обусловлено проявлением фрактальных свойств материи и единства электромагнитной природы, что, в свою очередь, указывает на вращение ядра для обеспечения стабильности атомной системы. Возникающий магнитный момент ядра влияет на формирование электронной структуры атома, ибо электроны (см. ранее) обладают спиновым магнитным моментом.