Карпенко Владимир Никитович


Структура и механизм образования фотона.

 

В работе [1] автора показаны, как несостоятельность теории относительности (ТО) А. Эйнштейна, так и те огромные возможности, открывающиеся с установлением этого факта. В частности, это касается и актуальнейшей проблемы современности - создания теории элементарных частиц. Этой проблемы автор коснулся в работе [2], а в работах [1] и [3] концептуально и в общем раскрыта структура фотона. Сразу оговоримся, что здесь и в дальнейшем имеется ввиду фотон - в его широком понимании - это квант электромагнитного излучения во всем диапазоне шкалы этого излучения (рис.1)

Фотон является одной из самых распространенных элементарных частиц в природе. А о его роли можно судить по многочисленным разнообразным явлениям в ходе которых обнаруживаются фотоны. Вот лишь некоторые из них: электромагнитные излучения атомов, молекул, ядер; распад некоторых элементарных частиц, аннигиляция частиц и античастиц; тормозное и синхротронное излучение электронов; черенковское излучение - при движении заряженных частиц в среде со скоростью превышающей скорость света в данной среде. Это что касается генерации фотонов. Что же касается взаимодействия их с веществом, то здесь разнообразие этих явлений таково, что трудно дать их полный перечень в данной ограниченной по объему статье.

Автор убежден, что проблема фотона является одной из основных в теории элементарных частиц и является ключом к построению адекватной физической реальности, теории таких частиц.

История физики свидетельствует о том, что волновая концепция света и электромагнитного излучения в целом отнюдь не способствовала, да и не ставила вообще вопроса о строении фотона: фотон - это волна, и физически тут все ясно - это колебания частиц среды или периодичное изменение определенных параметров некоторой среды. Не сдвинул с мертвой точки этот вопрос и пресловутый корпускулярно-волновой дуализм. Ибо и другие известные элементарные частицы стали рассматриваться там как пакеты все тех же волн.

Свой вклад с целью заморозить этот вопрос, внесла и ТО. Лишив фотон массы покоя, она надолго отодвинула даже саму правомерность постановки вопроса о структуре этой элементарной частицы. В работах [3, 4] показана неправомерность такого подхода: фотон обладает массой, как и все другие известные элементарные частицы. А это в свою очередь позволило не только поставить, но и решить вопрос о структуре фотона. Корпускулярная теория света, пробивавшая себе дорогу на протяжении веков, на основе неопровержимых экспериментальных данных автоматически наделяет фотон массой. Относительное постоянство скорости света в конкретной системе координат позволило автору [3] определить эту массу в зависимости от энергии фотона Еф, исходя из соотношения Планка.

Еф= hn (1)

(здесь h - постоянная Планка, n - частота фотона по волновой концепции).

 


Шкала электромагнитных волн (открыть рисунок в новом окне)

 


Оказалось, что чем больше энергия фотона, тем больше его масса. Согласно Планку энергия фотона меняется порциями - квантами в соответствии с формулой (1). А раз так, то сразу же встает вопрос о минимальном фотоне - нулевом кванте, названном автором так в работе [3]. Естественно, и этому кванту (кирпичику в структуре фотона) соответствует определенная масса, которую еще следует определить. Однако, не подлежит сомнению, что наращивание массы кванта, а следовательно и его энергии происходит как путем прибавления нулевых квантов, так и фотонов (структур) различной сложности, составленных из последних.

Возникновение фотонов при аннигиляции частиц и античастиц, т.е. частиц, обладающих противоположными зарядами, позволяет непосредственно судить как о структуре самих заряженных частиц, так и о структуре самой составляющей фотона - нулевом кванте. Фотон - нейтральная частица, и будучи образованной в ходе аннигиляции должна потенциально содержать определенное количество как положительного так и отрицательного электричества. Ведь известен и обратный процесс (при достижении определенного порога по массе) - образование из фотона электронно-позитронных пар.

Таким образом, если представить себе электрон (позитрон) в виде ядра массы ½ me, окруженного заряженными соответственно (+ или -) субчастицами, автором названными атомами электричества (сокращенно - ателами) (рис.2, 3), процесс аннигиляции будет заключаться в следующем. Происходит процесс нейтрализации атэлов противоположного знака путем образования нулевых квантов и мгновенного группирования последних в фотоны. При этом автор на основании приведенных выше рассуждений утверждает о существовании нейтральной частицы массы ~ me, т.е. равной массе электрона (позитрона). Масса между ядром и атэлами электрона (позитрона) предположительно, что предстоит уточнить в дальнейшем, распределяется поровну. Так как масса пары электрон-позитрон равна 2me, то из сказанного выше следует: общая масса разлетевшихся фотонов равна me, а масса нейтральной частицы из двух ядер - электрона и позитрона (назовем ее микронейтрон) будет равна me.

Существование микронейтрона логически вытекает также и из симметрии известных уже элементарных частиц:

р+ - n - p-

p+ - po - p - (2)

е+ - ео - е - и т.д.

Видимо, такая классификация будет основополагающей в будущей теории элементарных частиц.

Теперь ясно, что структура фотона неразрывно связана со структурой электрона (позитрона). Это прежде всего обусловлено процессами их взаимопревращения. Видимо, не в интересах релятивистской квантовой механики была даже сама постановка вопроса о механизме аннигиляции. Два основополагающих взаимопротивоположных процесса в природе, такие как соединение и распад структур, применительно к элементарным частицам были подменены двумя терминами рождение частиц (т.е. их образование) и аннигиляция (т.е. их взаимное уничтожение). И все, без рассмотрения механизма этих процессов! И это одна из главных причин, явившихся тормозом в деле создания адекватной теории элементарных частиц.

Мы видим, что рассмотрение механизма аннигиляции приведет к ясности и пониманию процессов образования нейтрального вещества в природе, вплоть до понимания образования нейтронных звезд, черных дыр и т.д.

А что даст замена слова "рождение электронно-позитронных пар" словом "образование". Тут уж ясно, что слово "образование" предполагает определенный механизм этого процесса. Действительно, пока масса фотона не достигнет 2me об образовании пары не может быть и речи. Однако и по достижении этого будет происходить наращивание массы фотона, если не будет соответствующих условий. А условия эти - вхождение фотона в поле, например, ядра. Действие поля на фотон (его составляющие) приводит к потере устойчивости фотона. Рассмотрим этот процесс подробнее. Для этого повторим, описанную в [3] структуру фотона (рис. 4, 5, 6).

 

Рис.4 нулевой квант, состоящий из двух атэлов ("+" и "-")

 

Рис.5 фотон, состоящий из двух нулевых квантов, представляющих в принципе два электрических диполя.

 

Рис.6 фотон, состоящий из n нулевых квантов, представляющий в принципе мультиполь и n элементарных диполей, образующий пространственную структуру.

 

Таким образом, из рис. 6 ясно, что фотон образуется по мультипольному принципу как устойчивая структура за счет электростатических сил притяжения между отдельными частицами.

Кроме сил притяжения между частицами по мере наращивания фотона по массе будет возрастать и радиальная сила направленная к центру фотона. Особую устойчивость фотон обретет, когда он превратится в законченную шаровую структуру.

Пока мы описываем механизм образования пары электрон-позитрон лишь качественно. При этом следует отметить существенную деталь. По мере роста массы фотона он испытывает электростатическое сжатие, постоянно уплотняясь. Уменьшается расстояние между атэлами в центральных областях фотона и, все больше проявляются гравитационные силы притяжения между субчастицами, которыми ранее можно было пренебречь. Итак, попав в электростатическое поле, например, ядра фотон, достигший массы 2me и более, естественно, подвергается электрическим силам, стремящимся поляризовать этот фотон (рис.6).

Рис.7 Действие электростатического поля ядра на фотон.

 

На радиальные силы удерживающие фотон в равновесии, накладываются электростатические силы ядра, действующие на атэлы разных знаков в противоположных направлениях. Происходит электромагнитный коллапс (термин, применительно к фотону вводится автором). В результате образуются два плотных ядра из атэлов одного знака, окруженных облаком одного знака.

При этом на завершающей стадии электромагнитный коллапс в центральной области фотона дополняется гравитационным коллапсом. Это и способствует образованию монолитного ядра электрона (позитрона) из атэлов одного знака. Таким образом, электромагнитный коллапс фотона, стимулируемый электростатическим полем атомного ядра, приводит в конечном счете к образованию пары электрон-позитрон. Под действием все того же поля ядра, они разлетаются в разные стороны.

В заключение отметим следующее. Настоящая работа является ярким подтверждением того, какие перспективы открывает перед физикой отказ от теории относительности А. Эйнштейна, названной автором в [1] несостоявшейся гипотезой или, что еще более ближе к истине - заблуждением века. Именно отказ от ТО, а также от волновой концепции света, по мнению автора породившей ее [ТО], позволило найти структуру фотона. Выяснилась теснейшая связь механизмов образования фотона и электрона.

Объяснен процесс аннигиляции и обратный ему - процесс образования электронно-позитронных пар. Конечно, эти вопросы в дальнейшем будут разработаны более подробно. Однако уже сейчас, в рамках развиваемой автором концепции [3], в данной работе доказано существование новой элементарной частицы, названной автором микронейтроном. Именно этой новой частице микромира, а также проблеме аннигиляции элементарных частиц вообще посвящена очередная статья автора, находящаяся в стадии завершения.

 

 

Литература.

1.      Карпенко В.Н. Теория относительности А. Эйнштейна, как несостоявшаяся гипотеза или заблуждение века. сб. Проблемы естествознания на рубеже столетий. С-Пб. Политехника, 1999.

2.      Карпенко В.Н., Варин М.П. Преодоление последствий релятивизма А. Эйнштейна в физике ХХ века. сб. Проблемы естествознания на рубеже столетий. С-Пб., Политехника, 1999

3.      Карпенко В.Н. Единая теория материи. Постановка задачи, основные идеи. сб. Проблемы естествознания на рубеже столетий. С-Пб., Политехника, 1999.

4.      Карпенко В.Н. Подтверждение корпускулярной концепции строения света в физике 19-20-го веков. Физический смысл постоянной Планка. Доклад на международной научной конференции "Современные проблемы естествознания" 21-25.08.2000г. С-Пб., Россия.


г. Днепропетровск 14.12.99г

Автор:
Карпенко Владимир Никитович.,
ул. 20 лет Победы, 5 кв. 23,
49127, Днепропетровск,
Украина.

Вернуться к списку статей