Масса энергии
Согласитесь, уважаемый читатель, что не только политика или любовь правят миром. Все связи между звездами, планетами, людьми или атомами контролируют полевые формы материи. Некоторые из них, в доступной ему форме человечество юзает веками. Неверующий и сам может убедиться в существовании таких полей, взглянув без очков на Солнце, или почувствовать пальцами в розетке. Будем надеяться, однако, что такой экспериментатор имеет начальное образование и внимательно дочитает статью вместе со всеми, кому интересно как появляется масса.
Сразу оговоримся, что физики еще те сумасшедшие! Они публично говорят и пишут о вещах,которые нельзя увидеть. Потребность описать возникновение инертной массы в рамках Стандартной модели заставило их придумать и поверить в вариант хиггсовского механизма. Вам доводилось видеть цилиндрический мир Эйнштейна, или сферический мир Де-Ситтера? Собственно, обнаруженный бозон Хиггса отчаянно гравитирует, следовательно не способен самостоятельно формировать массу. Очевидно, мем Хиггса одного поля со сферическим конем в вакууме.
Итак, масса и энергия связаны популярной формулой E=mc2. Образцом, формирующим энергетические поля является вакуум. Вот наглядный видеопример, как вакуум распоряжается энергией
Click to viewСразу вынужден просить экспертов знающих из школьной физики что цистерну сминает внешнее давление, задуматься об энергии, cформировавшей такой вакуум внутри цистерны. Мы же говорим об энергии, а там где есть любая энергия, согласно Энштейну, есть и масса.
Теперь немного квантовой хромодинамики. Обещаю, это не будет скучно любому, кто окончил школу.
Рассмотрим протон, который состоит из двух верхних (UU) и одного нижнего кварка (D). Эти три кварка отвечают за 1% массы протона: «всё остальное загадочным образом приходится на глюонное облако» пишут физики.
Что же такое глюонное облако, точнее поле? Это форма материи с более выраженной энергией, чем у вакуума - энергией связи. Природа не терпит пустоты. Тот же вакуум обладает энергией связи, ибо состоит из разнородностей, экранируя энергию природы. Вакуум хранит в себе колоссальную энергию, следовательно и массу. Эти качества вакуума в объективной реальности грубо используются в боеприпасах объёмного взрыва.
Масса это мера инертности, но кварки не летают отдельно. И утверждать что у объекта есть масса, когда самого объекта не существует - нонсенс. Однако, кварки комбинируются создавая различные адроны (сильно взаимодействующие частицы, напр протоны и нейтроны)
Пора сделать важноглубокий вывод. Для этого рассмотрим одинокий протон. Его масса состоит не из массы кварков, а из силового поля связывающего эти кварки вместе. Изменяя взаимное расположение кварков, напр, раздвигая их, мы меняем их глюонную связь, делая ее более массивной и увеличивая массу частицы.
Несмотря на то, что все эти частицы составлены из одних и тех же кварков, у них разные массы и разное время жизни. Массы выражены в энергоединицах (МэВ)
Мы рассматривали как систему отдельный протон. Разгоним его. Масса возрастет со скоростью, за счет уплотнения энергии связи глюонного поля протона. В тему, вспомнился вопрос из задачника для олимпиад по физике времен СССР: "Способен ли космонавт, быстро вращая тяжелым ломом, менять ориентацию своего спутника?"
Между кварками вместо вакуума находится энергия их связи. Так, что при попытках разъединить кварки, поле энергии между ними только увеличивает свою напряженность, приобретая вид тоннеля сохраняющего внешний диаметр.
Нам никогда не увидеть отдельный кварк. Необходимая для их разъединения энергия с расстоянием становится столь высока, что предпочитает образовать новую симметричную пару. Это вовсе не то, как ведет себя резинка или пружина - сила взаимодействия кварков не увеличивается с расстоянием. В центре тоннеля связи возникает новая пара кварков.
Кваркам в протоне нравится располагаться в энергетических впадинах. При определенных условиях в протоне может появляться любое нечетное, а с количеством и нечётко сгенерированное число кварков: пять, семь девять..
Итак, масса кварков протона - 1 % его массы. Остальные 99% приходится на энергию связи кварков в протоне. Налицо дефект масс. Знакомые с физикой знают, что благодаря такому дефекту целый кирпич весит меньше чем две его половинки. На практике, мы и сами можем влиять на сою массу, до седьмого пота разменивая её на энергию связи в спортзале.
Резюме. Большей частью нашей массы мы обязаны энергии связи. Любая масса состоит из такой энергии - энергии глюонных полей взаимодействующих кварков. И то, что кажется людям пустым пространством, дает им основную часть их массы.
.. значит главное не то, что ты видишь, а то, чего не видишь.