Микрофизика. Вибрации элементарных частиц

Любые законы предполагают упорядочение. Законы трехмерного мира предполагают его построение на основе логических схем взаимодействия его составляющих элементов. Так устроено наше сознание, так работает наш мозг, на основе логических построений происходит творческий процесс и на этой же основе к нам приходит знание. Если получаемая человеком новая информация не вписывается в логическую схему - зачастую она становится ненужной, отторгается личностью или обществом, а во многих случаях даже уничтожается, как вредная и несущая разрушительную силу. В какой-то мере, такое отторжение оправдано, так как новое несет в себе дестабилизацию существующего и устойчивого. Не забываем, Творцом предусмотрено для целей эволюции наличие более или менее устойчивых систем во всех сферах природы и жизни человека. Устойчивая система подлежит изменению, но не разрушению, в противном случае обязательно возникает хаос.

Например, новое мышление в области взаимодействия старого порядка с новым обязательно привносит нестабильность в структуру управления, в систему иерархических взаимоотношений в обществе, что в свою очередь, обязательно вызывает противодействие разных сил на всех уровнях. Неважно, при этом, в какой сфере оно возникает - в научной, политической, военной, технической и т.д. Отсюда понятно, почему, например, существует бюрократический аппарат абсолютно во всех областях общественной и хозяйственной деятельности человека.

Кажется меня занесло, мы же собрались поговорить о вибрациях элементарных частиц. Вот к чему приводит любовь к художественному словоблудию. Короче, для того чтобы упорядочить в дальнейшем наши познания о вибрациях микро- и макромиров, вспомним некоторые сведения из области элементарной физики.

Начнем с атома, здесь более или менее все понятно, что из чего состоит и куда входит. Чем дальше, тем будет хуже, так как темпы обнаружения микрочастиц у физиков намного опережают темпы их познания, что нередко приводит к ситуации, когда сыр виден, а съесть его нельзя.

Атом

Мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг ядра движутся электроны, размер электронных оболочек около 10-8см. В ядре атома сосредоточена основная его масса, оно состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов. Число протонов в атоме равно числу электронов, суммарный заряд электронов равен заряду ядра. Число протонов в ядре равно порядковому номеру химического элемента в периодической системе Д.И. Менделеева.

Равенство зарядов ядра и электронной оболочки обеспечивают стабильное свободное состояние атома. Отдавая электроны и присоединяя, атомы превращаются, соответственно, в отрицательно и положительно заряженные ионы.

В устойчивом состоянии атом обладает определенной энергией. Изменение энергии атома возможно в виде квантового резкого скачка при получении (воздействии) дополнительной энергии извне. В результате, атом переходит в возбужденное состояние. При испускании фотона в возбужденном состоянии, атом может перейти в состояние с меньшей энергией.

Протон

Стабильная элементарная частица со спином 1/2 и массой в 1836 электронных масс, относится к барионам; ядро легкого изотопа атома водорода (протия). Имеет положительный заряд. Вместе с нейтронами образует все ядра химических элементов.

Нейтрон

Нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к барионам. В свободном состоянии нестабилен, имеет время жизни около 16 минут. Вместе с протонами образует атомные ядра, в которых стабилен.

Примечание: согласно теоретическим представлениям, существуют нейтронные звезды. Средняя плотность нейтронной звезды 2х1017кг/м3, 2х1014т/м3.

Электрон

Стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2 и массой около 9х10-28г, участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств твердых тел.

Позитрон

Античастица электрона, то есть частица с массой электрона и положительным зарядом. Позитрон стабилен, но в веществе из-за аннигиляции с электронами существует очень короткое время. Позитрон образуется в процессах рождения пар электронов и позитронов гамма-квантами, при распаде мюонов и т.д.

Аннигиляция пары - один из видов превращений элементарных частиц, происходящий при столкновении частицы с античастицей. При аннигиляции частица и античастица исчезают, превращаясь в другие частицы, в соответствии с законом сохранения масс, энергии и т.д. Например, при аннигиляции пары электрон-позитрон возникают фотоны, пары нуклон-антинуклон - мезоны. Обратный процесс - рождение пары.

Нейтрино

Стабильная нейтральная элементарная частица со спином 1/2 с нулевой массой (?), то есть с массой и энергией, которые не удалось обнаружить как виртуальными, так и физическими методами, присущими нашему миру. Относится к лептонам. Нейтрино участвуют только в слабых и гравитационных взаимодействиях, поэтому очень слабо взаимодействует с веществом. Существует электронное нейтрино, всегда выступающее в паре с электроном или позитроном; мюонное нейтрино, выступающее в паре с мюоном; тау-нейтрино, связанное с тяжелым лептоном. Каждый тип нейтрино имеет свою античастицу, отличающуюся от нейтрино знаком лептонного заряда и спиральностью. Нейтрино имеет левую спиральность (спин против движения), антинейтрино - правую спиральность (спин по ходу движения).

Примечание: существует нейтринная астрономия, занимается исследованиями потоков нейтрино от внеземных источников.

Фотон

Нейтральная элементарная частица с нулевой массой, одновременно фотоном называют квант электромагнитного поля. То есть, фотон не имея, якобы, массы, которую физики не могут определить из-за отсутствия вращения его вокруг чего-нибудь, все же вибрирует, является источником излучения. Видение пространства физиками: частица есть, вибрации, а значит, и энергия, вызывающая вибрации, есть, а массы нет, она равна нулю. Вот трехмерная физика и приходит частенько в тупик, вместе с астрономией и астрофизикой, опираясь на "нулевые" параметры.

Фотон является переносчиком электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами.

Взаимоотношения и соотношения вышеперечисленных частиц, а также еще некоторых лучше отобразить их классификацией.

По величине спина, все элементарные частицы разделены на два класса:

1) фермионы - с полуцелым спином (электрон, электронное нейтрино, u-кварк, d-кварк, мюон, мюонное нейтрино, с-кварк, s-кварк, тау-лептон, тау-нейтрино, t-кварк, b-кварк, а также 12 фермионных античастиц, имеющих почти те же названия, но положительный заряд и приставку "анти");

2) бозоны - с целым спином (фотон, глюон, мезон).

По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на две группы. К первой группе относятся т.н. составные частицы, ко второй - фундаментальные (бесструктурные) частицы.

Составные частицы:

1) адроны - это те частицы, которые участвуют во всех видах фундаментальных взаимодействий и подразделяются на

2) мезоны (адроны с целым спином, т.е., бозоны);

3) барионы (адроны с полуцелым спином, т.е., фермионы).

Фундаментальные (бесструктурные)частицы:

1) лептоны (фермионы, не участвуют в сильных взаимодействиях, их шесть);

2) кварки (дробнозаряженные частицы, входящие в состав адронов, шесть типов, участвуют в сильном взаимодействии);

3) калибровочные бозоны;

4) фотон;

5) глюоны (восемь типов);

6) промежуточные векторные бозоны;

7) гравитон(гипотетическая частица);

8) преоны, из которых состоят лептоны и кварки.

Адроны и лептоны образуют вещество, фотон, калибровочные бозоны - это кванты разных излучений.

Если погрузиться чуть-чуть глубже в мир элементарных частиц, то мы узнаем так много интересного, что нам будет уже не до вибраций "эзотерического" происхождения. Одни частицы живут долго, другие так мало, что и жизнью это трудно назвать, сталкиваются, рождают новые частицы и кванты, имеют специальные лептонные и барионные заряды, а кварки бывают прелестными, очарованными, странными и даже цветными (физики-лирики, это мы помним…). Естественно, там есть пары, рождение и поколения, все, как в жизни, только не людей, а кварк-антикварков, кварк-лептонов и т.д.

Изучая классификацию элементарных частиц, пришел к крамольному с точки зрения ортодоксальных физиков выводу - в ней есть всё, перечисленное выше, но нет основополагающей логики взаимоотношений. Да, есть заряды, массы, время жизни, рождение, взаимоотношения и краски, но отсутствует понятие того, какая частица является главнее, выше другой, по своим возможностям, свойствам, способностям и программам, созданным Творцом. То есть, классификация не выстроена до логического конца. Во всей Вселенной абсолютно всё построено по принципу иерархии, соподчиненности, вхождения малого в большое, причем "большое", толстое и неуклюжее, с точностью наоборот, занимает самое низкое положение в иерархической пирамиде. Как только есть иерархия - тут же возникает порядок, закон.

Хотя, справедливости ради надо сказать, что в теоретической физике уже ведется поиск модели, в которой все семейства лептонов и кварков имели бы более фундаментальные частицы, одной из которых и предполагается либо преон, либо Хиггсовский бозон. Но это пока в зачаточной теории, все ждут результатов эксперимента.

Пока физиками всего мира не будет принята идеология того, что все сущее создано Творцом методом понижения, укрупнения, погружения в наш грубый материальный мир и соподчинения нижестоящего вышестоящему - увы, даже сказать нечего, остается только строить адронные коллайдеры, сталкивать друг с другом частицы и смотреть, а вдруг из этого что-нибудь получится? Столкните лбами двух мужиков или женщин, да еще на большой скорости - и вы получите интересную картину, на которую можно смотреть даже с юмором. Примерно то же можно получить и в коллайдере…

Отсюда и выводы, нередко порочащие само человечество, как одно из самых невежественных созданий Космоса. В качестве примера, достаточно, хотя бы, отметить, как астрофизики называют создателя нашей Галактики Млечного Пути, нашего Творца, благодаря воле которого мы существуем - "Черной Дырой"! Позор на наши головы! Я еще удивляюсь, как это Он терпит, как еще выносит Земля такое кощунство, не дай Бог терпение лопнет, разнесет на фермионы, глюоны и кварки, мало не покажется. Кажется, к этому потихоньку всё и движется.

Кстати, нейтрино, обладающие только слабыми взаимодействиями, беспрепятственно пронизывают, например, толщу Земли и Солнца.

Итак, попробуем построить иерархию элементарных частиц, основываясь на постулате: чем выше частота вибрации частицы, тем более фундаментальное значение она имеет, как в строении макрочастицы, так и в соподчиненности в системе Творца.

Начнем с атома, для человеческого тела куда элементарнее:

Интегральная частота вибрации атомов колеблется в пределах 104- 1022Гц. Совершенно необязательно, при этом, что наиболее низкая вибрация присуща атому водорода.

Частота вибрации протона колеблется от 1037 до 1043Гц.

Нейтрон: Fi = 1045 - 1046Гц, весьма небольшой диапазон для нейтральной частицы.

В группе фермионов:

Электрон:Fi = 1042Гц, имеет одно стабильное значение частоты вибрации; мюон: Fi> = 1041Гц; тау-лептон: Fi = 1037Гц; электронное нейтрино:Fi = 1042Гц; мюонное нейтрино:Fi = 1041Гц; тау-нейтрино: Fi> = 1037Гц; u -кварк: Fi = 1046Гц; с, t -кварки: Fi = 1046- 1047Гц; d, s, b -кварки: Fi> = 1047Гц.

Все античастицы фермионов имеют аналогичные вибрации, у позитрона как у электрона, у антинейтрино как у нейтрино и т.д.

Перейдем дальше. Фотон, глюон, мезон, калибровочный бозон, гравитон, гипероны, резонансы, преон, векторный бозон, Хиггсовский бозон - предел мечты создателей швейцарского коллайдера (во, разводилово!).

Фотон: Fi = 1014- 1033Гц, фотоны являются носителями электромагнитного, в том числе и радиоактивного излучения;

глюоны: Fi> = 1041- 1047Гц; мезоны: Fi= 1046- 1047Гц; калибровочный бозон: Fi = 1047Гц; гравитон: Fi = 1063Гц; гипероны: Fi = 1062Гц; резонансы:

Fi = 1047Гц; преон: Fi> = 1062Гц; Fi = 1047Гц; Хиггсовский бозон: Fi = 1047Гц.

Ряд "фундаментальности" элементарных частиц, в зависимости от частоты вибрации и по мере ее роста выглядит в следующем виде: атом (4-22) - фотон (14-33) - тау-лептон, тау-нейтрино (37) - протон (37-43) - мюонное нейтрино, мюон (41) - электрон, электронное нейтрино (42) - глюоны (41-47) - нейтрон (45-46) - u -кварк (46) - c, t -кварки; мезоны (46-47) - d, s, b -кварки; калибровочный бозон, резонансы, векторный бозон, Хиггсовский бозон (47) - гипероны, преон (62) - гравитон (63). Примечание: в скобках величина степени.

Вот и всё. Иные элементарные частицы, основанные на разных сочетаниях более фундаментальных, дают вибрации аналогичные составляющим или ниже. Гравитон, преоны даже еще не обнаружены, сегодня предел нашего познания в мире физики элементарных частиц - объекты с частотой вибрации не более 1047Гц. Все, что находится за пределом этой частоты - покрыто мраком в прямом смысле слова, пока не подлежит осмыслению. Мы уже сталкивались с физической несуразностью, когда отсутствие возможностей для измерения массы элементарной частицы приводит к понятию "нулевых" весовых величин.

Что-то похоже на ситуацию, описанную в басне И. Крылова как бы не менялись названия и места, результат один - слуха все равно нет. Как бы мы не описывали взаимодействия элементарных частиц, какие бы ни давали названия, цвет и определения, глубже проникнуть в суть строения Вселенной пока не можем, десять в степени 46-47 Герц - это наш предел, как сознания, так и образа мышления. Если Стандартную классификацию элементарных частиц физики приняли абсолютно, непоколебимо и непогрешимо, этот вышеназванный предел познания сохранится надолго, пока не наступит полный ступор, стопор и тупик.

Всё, что выходит за пределы "ортодоксального" знания - это уже сфера мистики, эзотеризма и анекдотов. Вот об этом мы и поговорим в следующих главах.

Дата добавления: 2015-08-05