4. Электромагнитная масса
Вернемся к утверждению Эйнштейна, что “элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля”. Эта идея не нова, еще первооткрыватель электрона Дж. Дж. Томсон пытался вывести его инерционные свойства из т.н. электромагнитной массы. Эта история хорошо описана Фейнманом в его учебнике[6], где так же объяснено, почему эта попытка тогда не удалась. Мы же вернемся к электромагнитной массе уже на новом уровне знаний, т.к. все проблемы и неувязки, связанные с электромагнитной массой, нами успешно разрешены[7].
Итак, определим электромагнитную массу заряженной элементарной частицы как энергию внешнего электрического поля поверхностно заряженной сферы, имеющей элементарный заряд и радиус, соответствующий энергии покоя этой частицы. Тогда ее электромагнитная масса будет определяться ее эквивалентным радиусом r0:
Эта формула получается интегрированием плотности энергии внешнего электростатического поля поверхностно заряженной частицы. Как видно, здесь мы принимаем, что вся масса заряженной частицы является электромагнитной и никаких неэлектромагнитных составляющих в себе не содержит. Расчеты так же показывают, что для электрона и протона величина Ɛ чрезвычайно слабо зависит от величины собственного электрического поля и смело может быть принята за единицу.
Отметим следующие факты:
- Это эквивалентная модель. Она ничего не говорит о внутреннем устройстве частицы, которое может быть любым. Но эта наипростейшая модель, тем не менее, абсолютно адекватно описывает инерциальные и гравитационные свойства реальных частиц.
- Согласно ф-лы (7), масса частицы обратно пропорциональна ее эквивалентному радиусу. Это означает, что чем меньше заряженная частица, тем больше ее масса, что противоречит представлениям о массе, как о “количестве материи”.
- Величина
представляет собой собственную электроемкость заряженной частицы, поэтому ф-ла (7) может быть эквивалентно переписана в виде:
Закон всемирного тяготения для массивных тел подобен закону Кулона (5):
Формулу (10) можно переписать в виде двух формул:
g - ускорение свободного падения, то же самое, что в ф-лах (2) и (3)
Ф-ла (11) говорит о том, что тело массой M порождает гравитационное ускорение g в окрестностях тела m, а ф-ла (12) - что это ускорение g воздействует на тело с массой m с силой F. Разумеется, в силу симметрии, массы M и m можно поменять местами.
Поэтому, чтобы объяснить ф-лу (10), объясним механизмы действия ф-л (11) и (12) по отдельности, причем удобнее начать с (12).
Далее
Сила тяготения как пондеромоторная сила в градиентной диэлектрической средеСсылки
6. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Перевод с английского (издание 3). - Эдиториал УРСС. - ISBN 5-354-00704-6, Том 6: Электродинамика, глава 28 “Электромагнитная масса”, Электронная версия: https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_28.html
7. И. Мисюченко, В. Викулин, статья “Электромагнитная масса и решение проблемы 4/3”, url: http://electricaleather.com/f/em43_1.pdf