Структура физического вакуума и модель электронно-позитронной пары (VACUUM 1)
В работе рассмотрены вопросы:
1. Структура физического вакуума.
2. Причины не наблюдаемости некоторых явлений в физике.
3. Образование массы.
4. Модель электронно-позитронной пары.
5. Почему расширяется Вселенная.
6. Источник гравитационных сил.
7. Единство сил взаимодействия.
Октябрь 2012 г.
В видимой части Вселенной - вещества, по разным оценка 2 ÷ 5%. Все вещество состоит из трёх устойчивых во времени элементарных частиц- протона, нейтрона и электрона. Весь вещественный многообразный мир - это всего лишь количественная комбинация объединенных силами взаимодействия этих трех частиц.
Если учесть огромные расстояния между атомами (по отношению к размерам самих атомов), то напрашивается неприятная для сознания мысль, что образующие вещество частицы - это аномальное состояние структуры физического вакуума. Или другими словами, образование нуклона и электрона произошло (и происходит) вследствие нарушения каких-то фундаментальных законов, присущих структуре самого физического вакуума.
Физический вакуум, как среда, обладает определенным набором физических свойств или характеристик, особенностью которых являются их односторонняя предельность. Например, скорость света (электромагнитных колебаний) не боле 2,99…1 8 /с (1), абсолютная температура не ниж 273,6°С (2). Такой же односторонней предельностью обладает Ԑo Мo диэлектрическая и магнитная проницаемость вакуум (3,4). К этим свойства (1-4) ледует добавить свойство стремления к сохранению стабильности своего состояни (5). Если предположить, что структура вакуума дискретна, то свойств (5)можно определить как стремление к сохранению состояния с предельно низкой энтропией.
Следствием этого свойств (5) реды физического вакуума являются законы симметрии и сохранения в вещественных средах. Так, например, рождение частиц (нуклонов, электронов) происходит в паре с античастицами антиподами, а аннигиляция одной из этих частиц непременно приведет к уничтожению ее антипода, как далеко он не успеет переместиться от места рождения.
Как акты рождения (в дальнейшем будет показано), так и реакции аннигиляции ничего не изменяют в общей структуре физического вакуума.
Совокупность характеристик и свойст (1-5) ают основание рассматривать физический вакуум не как геометрическую пустоту, а как среду с определенным состоянием материи равномерно распределенной в геометрическом пространстве Вселенной.
В этой среде единовременно присутствуют все виды полей независимо от того есть ли вещество в рассматриваемом объеме или нет. При внесении вещества в рассматриваемый объем, эти поля обнаруживаются как реакция свойств среды на соответствующие виды взаимодействия элементов вещества. Это позволяет сделать вывод о многообразии свойств структуры физического вакуума, проявляющихся в многообразии свойств полей объединенных в единое поле структуры физического вакуума.
Формальным выражением свойств (5) ожет быть соотношение
En => const.6
где:
En ndash; потенциальная энергия объема
V ространства при отсутствии в нем вещества;
const. ndash; постоянная величина представленная набором физических характеристи (1-5).
В вещественных средах (если в объе V несено вещество в количестве значительно превышающем среднее по Вселенной) бегущая волна возмущения это процесс колебания элементов среды (атомов, молекул) относительно равновесного положения, или положения энергетической устойчивости, которое определяется потенциальной энергией связи характерной для данной среды. В этих процессах масса не переносится, а распространяется только энергия возмущения структуры среды. Математический аппарат этих процессов разработан достаточно подробно, поэтому целесообразно отметить только некоторые особенности этих процессов применительно к рассматриваемым вопросам:
а) При отсутствии вещества в объем V корость распространения электромагнитных возмущений равн С, гд С ndash; скорость света. При внесении в этот объе V птически прозрачного вещества скорость распространения электромагнитных возмущений изменяется и становится равно ϑв ричем ϑв<С. Следовательно внесение вещества в объе V еняет физические характеристики структуры физического вакуума. Численное значение этих изменений определяет такая характеристика ка Ԑ ndash; диэлектрическая проницаемость среды (как вещества, так и физического вакуума);
б) Причиной практически всех возмущений в вещественных средах является давление избыточное над равновесным;
в) Эту особенность исключительно всех колебательных процессов можно назвать как действие - последействие или правилоД-П.
Суть этого правила в следующем.
Одной из основных характеристик колебательных процессов является длина волн λ. На длине волн λ дновременно присутствуют два экстремальных состояния среды вызванных возмущением. При описании колебательных процессов эти экстремумы принято называть амплитудо А А ndash; характеризует энергию возмущения. Если рассматривать возмущение как сжатие и разряжение структуры, то экстремум с положительной амплитудой соответствует сжатию структуры или увеличению кинетической энергии бегущей волны возмущения. Соответственно экстремум с отрицательной амплитудой соответствует разряжению структуры или увеличению потенциальной энергии среды. Иными словами экстремумы равны по амплитуде, но имеют разное энергетическое наполнение. Причем, в следствие равенства амплитуд экстремумов нельзя сказать какой из них вызвал процесс распространения возмущений. Более того, можно утверждать, что в колебательных процессах за одним экстремумом обязательно следует другой. Это и есть правил Д-П. Так как под действием понимается процесс вызывающий сжатие структуры и, соответственно, последствие вызовет ее разряжение.
В квантовой теории под физическим вакуумом понимается совокупность основных состояний невзаимодействующих (или слабо взаимодействующих) полей.
В квантовой электродинамике различают вакуум электронно-позитронного поля и вакуум электромагнитного поля. Из соотношения неопределенностей вытекает, что в состоянии вакуума поля совершают нулевые колебания, которые рассматриваются как состояния с виртуально возникающими и исчезающими фотонами, электронно-позитронными парами и, вообще говоря, парами - частица-античастица.
Взаимодействие внешнего электромагнитного поля с нулевыми колебаниями вакуума вызывает неоднородность в общем распределении заряда виртуальных пар, что приводит к явлению поляризации вакуума, с которой связан ряд эффектов подтвержденных экспериментально.
Здесь необходимо отметить, что в любом рассматриваемом объем V ространства физического вакуума одновременно присутствуют все виды полей, электрическое, гравитационное, магнитное, поле Хигса и т.п. Выделение конкретного вида поля из общей единой структуры используется для описания соответствующего вида взаимодействия, не более. То есть частицы не выбирают конкретный вид поля предпочтительный для осуществления данного процесса взаимодействия. Они взаимодействуют согласно своим особенностям и свойствам, а также особенностям и свойствам единой структуры физического вакуума соответствующим данному виду взаимодействия.
Одновременное существование всех видов полей в любом рассматриваемом объеме пространства физического вакуума предполагает многообразие свойств этой структуры, проявляющихся как в микро так и макро мире.
Взаимодействуют между собой только вещественные структуры, обменные процессы при этом возможно рассматривать как процессы поглощения определенной порции энергии (фотон, квант) свойственной для данной дискретизации вещества, которая выделяется из общей единой структуры физического вакуума.
Возникновение виртуальных пар частица-античастица говорит как о дискретности среды, так и о том, что формирование вещества (по крайней мере, в виде элементарных частиц) происходит на субатомном уровне дискретизации пространства физического вакуума.
Дискретность структуры физического вакуума обусловлена также и тем, что электромагнитные колебания в вакууме и колебательные процессы в вещественных структурах имеют одни и те же закономерности и описываются одним и тем же математическим аппаратом. А дискретность вещественных структур сомнений не вызывает.
В случае, когда одновременно проявляются как квантовые так и гравитационные эффекты для описания дискрета и его свойств целесообразно использовать систему единиц предложенную Планком.
где:
Lp ndash; линейный размер дискрета;
h ndash; постоянная Планка (делённая н 2π);
G ndash; гравитационная постоянная;
С- скорость света в вакууме.
В дальнейшем будем полагать, что размер дискрета, занимаемый им объе
, а также расстояние между дискретами сравнимы с длино Lp.
При таком незначительном размере дискрета (пусть даже в несколько десятков едини Lp, должен существовать некий предел малости длины, за границами которого среду с определенной долей погрешности, можно считать сплошной. Эта длина будет определена далее.
Дискрет не обладает инерциальной массой, поэтому для определенности предлагаю в дальнейшем различать инерциальную масс M ак меру кинетической энергии вещественных структур и масс m ndash; как меру потенциальной энергии среды физического вакуума. В этом случае дискрет обладает единицей потенциальной масс m, которая по отношению к вещественным структурам может рассматриваться как нулевая.
На первый взгляд опыт убеждает, что взаимодействие между этим массами быть не должно и не наблюдается. В самом деле, вещественные образования свободно перемещаются в структуре физического вакуума, не испытывая никакого сопротивления со стороны структуры и подчиняются только законам кинематики. Однако, известно, что внесение оптически прозрачного вещества в некоторый объем пространств (5) еняет его структуру путем изменени Ԑ К похожим изменениям приводит и изменени µ. То есть, взаимодействие все же есть и оно осуществляется через такие характеристики ка Ԑ µ.
1. Структура физического вакуума.
2. Причины не наблюдаемости некоторых явлений в физике.
3. Образование массы.
4. Модель электронно-позитронной пары.
5. Почему расширяется Вселенная.
6. Источник гравитационных сил.
7. Единство сил взаимодействия.
Октябрь 2012 г.
В видимой части Вселенной - вещества, по разным оценка 2 ÷ 5%. Все вещество состоит из трёх устойчивых во времени элементарных частиц- протона, нейтрона и электрона. Весь вещественный многообразный мир - это всего лишь количественная комбинация объединенных силами взаимодействия этих трех частиц.
Если учесть огромные расстояния между атомами (по отношению к размерам самих атомов), то напрашивается неприятная для сознания мысль, что образующие вещество частицы - это аномальное состояние структуры физического вакуума. Или другими словами, образование нуклона и электрона произошло (и происходит) вследствие нарушения каких-то фундаментальных законов, присущих структуре самого физического вакуума.
Физический вакуум, как среда, обладает определенным набором физических свойств или характеристик, особенностью которых являются их односторонняя предельность. Например, скорость света (электромагнитных колебаний) не боле 2,99…1 8 /с (1), абсолютная температура не ниж 273,6°С (2). Такой же односторонней предельностью обладает Ԑo Мo диэлектрическая и магнитная проницаемость вакуум (3,4). К этим свойства (1-4) ледует добавить свойство стремления к сохранению стабильности своего состояни (5). Если предположить, что структура вакуума дискретна, то свойств (5)можно определить как стремление к сохранению состояния с предельно низкой энтропией.
Следствием этого свойств (5) реды физического вакуума являются законы симметрии и сохранения в вещественных средах. Так, например, рождение частиц (нуклонов, электронов) происходит в паре с античастицами антиподами, а аннигиляция одной из этих частиц непременно приведет к уничтожению ее антипода, как далеко он не успеет переместиться от места рождения.
Как акты рождения (в дальнейшем будет показано), так и реакции аннигиляции ничего не изменяют в общей структуре физического вакуума.
Совокупность характеристик и свойст (1-5) ают основание рассматривать физический вакуум не как геометрическую пустоту, а как среду с определенным состоянием материи равномерно распределенной в геометрическом пространстве Вселенной.
В этой среде единовременно присутствуют все виды полей независимо от того есть ли вещество в рассматриваемом объеме или нет. При внесении вещества в рассматриваемый объем, эти поля обнаруживаются как реакция свойств среды на соответствующие виды взаимодействия элементов вещества. Это позволяет сделать вывод о многообразии свойств структуры физического вакуума, проявляющихся в многообразии свойств полей объединенных в единое поле структуры физического вакуума.
Формальным выражением свойств (5) ожет быть соотношение
En => const.6
где:
En ndash; потенциальная энергия объема
V ространства при отсутствии в нем вещества;
const. ndash; постоянная величина представленная набором физических характеристи (1-5).
В вещественных средах (если в объе V несено вещество в количестве значительно превышающем среднее по Вселенной) бегущая волна возмущения это процесс колебания элементов среды (атомов, молекул) относительно равновесного положения, или положения энергетической устойчивости, которое определяется потенциальной энергией связи характерной для данной среды. В этих процессах масса не переносится, а распространяется только энергия возмущения структуры среды. Математический аппарат этих процессов разработан достаточно подробно, поэтому целесообразно отметить только некоторые особенности этих процессов применительно к рассматриваемым вопросам:
а) При отсутствии вещества в объем V корость распространения электромагнитных возмущений равн С, гд С ndash; скорость света. При внесении в этот объе V птически прозрачного вещества скорость распространения электромагнитных возмущений изменяется и становится равно ϑв ричем ϑв<С. Следовательно внесение вещества в объе V еняет физические характеристики структуры физического вакуума. Численное значение этих изменений определяет такая характеристика ка Ԑ ndash; диэлектрическая проницаемость среды (как вещества, так и физического вакуума);
б) Причиной практически всех возмущений в вещественных средах является давление избыточное над равновесным;
в) Эту особенность исключительно всех колебательных процессов можно назвать как действие - последействие или правилоД-П.
Суть этого правила в следующем.
Одной из основных характеристик колебательных процессов является длина волн λ. На длине волн λ дновременно присутствуют два экстремальных состояния среды вызванных возмущением. При описании колебательных процессов эти экстремумы принято называть амплитудо А А ndash; характеризует энергию возмущения. Если рассматривать возмущение как сжатие и разряжение структуры, то экстремум с положительной амплитудой соответствует сжатию структуры или увеличению кинетической энергии бегущей волны возмущения. Соответственно экстремум с отрицательной амплитудой соответствует разряжению структуры или увеличению потенциальной энергии среды. Иными словами экстремумы равны по амплитуде, но имеют разное энергетическое наполнение. Причем, в следствие равенства амплитуд экстремумов нельзя сказать какой из них вызвал процесс распространения возмущений. Более того, можно утверждать, что в колебательных процессах за одним экстремумом обязательно следует другой. Это и есть правил Д-П. Так как под действием понимается процесс вызывающий сжатие структуры и, соответственно, последствие вызовет ее разряжение.
В квантовой теории под физическим вакуумом понимается совокупность основных состояний невзаимодействующих (или слабо взаимодействующих) полей.
В квантовой электродинамике различают вакуум электронно-позитронного поля и вакуум электромагнитного поля. Из соотношения неопределенностей вытекает, что в состоянии вакуума поля совершают нулевые колебания, которые рассматриваются как состояния с виртуально возникающими и исчезающими фотонами, электронно-позитронными парами и, вообще говоря, парами - частица-античастица.
Взаимодействие внешнего электромагнитного поля с нулевыми колебаниями вакуума вызывает неоднородность в общем распределении заряда виртуальных пар, что приводит к явлению поляризации вакуума, с которой связан ряд эффектов подтвержденных экспериментально.
Здесь необходимо отметить, что в любом рассматриваемом объем V ространства физического вакуума одновременно присутствуют все виды полей, электрическое, гравитационное, магнитное, поле Хигса и т.п. Выделение конкретного вида поля из общей единой структуры используется для описания соответствующего вида взаимодействия, не более. То есть частицы не выбирают конкретный вид поля предпочтительный для осуществления данного процесса взаимодействия. Они взаимодействуют согласно своим особенностям и свойствам, а также особенностям и свойствам единой структуры физического вакуума соответствующим данному виду взаимодействия.
Одновременное существование всех видов полей в любом рассматриваемом объеме пространства физического вакуума предполагает многообразие свойств этой структуры, проявляющихся как в микро так и макро мире.
Взаимодействуют между собой только вещественные структуры, обменные процессы при этом возможно рассматривать как процессы поглощения определенной порции энергии (фотон, квант) свойственной для данной дискретизации вещества, которая выделяется из общей единой структуры физического вакуума.
Возникновение виртуальных пар частица-античастица говорит как о дискретности среды, так и о том, что формирование вещества (по крайней мере, в виде элементарных частиц) происходит на субатомном уровне дискретизации пространства физического вакуума.
Дискретность структуры физического вакуума обусловлена также и тем, что электромагнитные колебания в вакууме и колебательные процессы в вещественных структурах имеют одни и те же закономерности и описываются одним и тем же математическим аппаратом. А дискретность вещественных структур сомнений не вызывает.
В случае, когда одновременно проявляются как квантовые так и гравитационные эффекты для описания дискрета и его свойств целесообразно использовать систему единиц предложенную Планком.
где:
Lp ndash; линейный размер дискрета;
h ndash; постоянная Планка (делённая н 2π);
G ndash; гравитационная постоянная;
С- скорость света в вакууме.
В дальнейшем будем полагать, что размер дискрета, занимаемый им объе
, а также расстояние между дискретами сравнимы с длино Lp.
При таком незначительном размере дискрета (пусть даже в несколько десятков едини Lp, должен существовать некий предел малости длины, за границами которого среду с определенной долей погрешности, можно считать сплошной. Эта длина будет определена далее.
Дискрет не обладает инерциальной массой, поэтому для определенности предлагаю в дальнейшем различать инерциальную масс M ак меру кинетической энергии вещественных структур и масс m ndash; как меру потенциальной энергии среды физического вакуума. В этом случае дискрет обладает единицей потенциальной масс m, которая по отношению к вещественным структурам может рассматриваться как нулевая.
На первый взгляд опыт убеждает, что взаимодействие между этим массами быть не должно и не наблюдается. В самом деле, вещественные образования свободно перемещаются в структуре физического вакуума, не испытывая никакого сопротивления со стороны структуры и подчиняются только законам кинематики. Однако, известно, что внесение оптически прозрачного вещества в некоторый объем пространств (5) еняет его структуру путем изменени Ԑ К похожим изменениям приводит и изменени µ. То есть, взаимодействие все же есть и оно осуществляется через такие характеристики ка Ԑ µ.