Ацюковский В.А. - Популярная эфиродинамика. Российская академия естественных наук
 Скачать 14.88 Mb.
|
6. Протон – основная частица микромира Материя, как существующая независимо от нашего сознания объективная реальность, имеет широкое разнообразие форм. Т.Эрдеи-Груз. Основы строения материи. Попробуем для начала понять, как устроен протон – основная частица микромира во Вселенной. Утверждение что, что протон – основная частица Вселенной следует из того, что практически вся весомая масса вещества во Вселенной – это масса протонов. В самом деле, нейтрон – это тот же протон, но окруженный пограничным слоем эфира. Ядра всех веществ – это протоны и нейтроны и масса их почти в 4000 раз больше, чем масса электронных оболочек. А электронные оболочки, как показано ниже, представляют собой присоединенные вихри эфира и своим происхождением обязаны тем же протонам. А, кроме того, все виды полей в основе своей имеют движения эфира на поверхности протона. Поэтому в первую очередь и нужно разобраться с устройством протона. На рисунке 6.1 показан разрез тороидального газового вихря. Больше всего он напоминает трубу, свернутую в кольцо, с той лишь разницей, что внутренние стенки у него толще, чем наружные. По центру кольца имеется сквозное отверстие, внутри трубы существует разрежение. Сам такой вихрь существует благодаря тороидальному движению газа. 50 Рис. 6.1. Тороидальный газовый вихрь в разрезе Рис. 6.2. Структура дымового кольца. Выпуская дым в воздух через конец трубы, можно увидеть, что это туго свернутая тороидальная спираль. Однако это всего лишь переходная структура, которая в дальнейшем формируется в ламинарный тороидальный вихрь, в котором отдельных слоев уже нет На фотографии (рис. 6.2) показано дымовое кольцо в момент его образования, у которого достаточно четко просматривается его структура. Необходимо отметить, что в таком тороидальном вихре самопроизвольно возникает кольцевое движение вокруг его главной оси. Это происходит потому, что площадь сечения внутренних стенок тороида меньше площади сечения наружных его стенок, поэтому тороидальная скорость газа в наружных 51 стенках меньше, чем во внутренних. Но скорость нужно либо чем-то погасить, либо изменить ее направление. Поскольку гасить скорость здесь нечем, ее абсолютная величина остается неизменной, и изменяется направление. В вихре возникает винтовое движение эфира, появляется кольцевая составляющая движения. Тороид начинает вращаться, а вокруг него возникают соответственно винтовые потоки эфира. Распределение тороидальной и кольцевой скоростей в таком вихревом образовании показано на рисунке 6.3. Рис. 6.3. Распределение скоростей движений стенок тороидального вихря: а – тороидального; б – кольцевого Никаких других вариантов структуры у газового тороидального кольца нет. А поскольку эфир это обычный газ, хотя и с несколько непривычными для нас параметрами, то есть все основания полагать, что протон именно так и устроен. Лучше всего протон можно представить себе как трубку, свернутую в кольцо (рис. 6.4). Однако есть и некоторое отличие: толщина стенок такой трубки больше к центру протона и меньше 52 к его периферии. Это объясняется тем, что тороидальное движение эфира в теле протона ближе к центру должно пройти через меньшее сечение, поэтому и плотность газа в этой области, и скорость движения будут здесь больше, чем на периферии. Однако и толщина стенок здесь также будет больше. Рис. 6.4. Структура протона: а – поперечный разрез; б – эпюра плотности; в – эпюра температур; г – эпюра скорости тангенциального потока; д – эпюра скорости кольцевого потока Расчет, выполненный на основе сопоставления энергии электрического поля протона с энергией его механического кольцевого движения, показал, что внешние стенки протона движутся со скоростью на 13 порядков превышающих скорость света, а внутренние – еще на два порядка быстрее. Поскольку протон это тороидальный вихрь с уплотненными стенками, то сразу видно, что в нем есть и оболочка, и 53 уплотненная центральная часть – керн. И то, и другое образовано все теми же уплотненными стенками вихревой трубки. В центре протона должно существовать небольшое отверстие, так что он не совсем шарик, а немного похож на бублик. По аналогии с сформировавшимися газовыми вихрями можно полагать, что отношение размера большого диаметра к толщине протона должно быть равно примерно 1,76. Это означает, что трубка, образующая протон, имеет не круглое, а скорее эллипсовидное сечение. Данное обстоятельство оказывает существенное влияние на организацию структуры атомных ядер. Рис. 6.5. Неустойчивость ламинарного вихревого кольца. Верхний ряд снимков показывает истечение воды с введенной в нее краской через пятисантиметровое отверстие, в результате чего создается осесимметричное вихревое кольцо. Нижний ряд снимков показывает последовательное разрушение кольца из-за неустойчивости. Далее кольцо диффундирует полностью 54 Протон устойчив и упруг. Время его существования, видимо, составляет более десятка миллиардов лет. Прямых экспериментальных замеров не существует, те, что есть, методически неверны, но все равно, косвенные данные говорят о таком порядке величины. По истечении этого времени протон теряет устойчивость, распадается и растворяется в эфире. Так же ведет себя и любое вихревое образование (рис. 6.5). Протон может находиться в трех состояниях – в состоянии собственно протона, в состоянии нейтрона и в состоянии атома водорода (рис. 6.6). Рис. 6.6. Три устойчивых состояния протона: а – собственно протон; б – нейтрон; в – атом водорода Собственно протон это тот самый винтовой тороидальный вихрь уплотненного эфира, окруженный температурным 55 пограничным слоем эфира, который не дает ему рассыпаться. Вокруг протона образуются потоки эфира – тороидальный и кольцевой, которые воспринимаются как общее электромагнит- ное поле протона. Таким образом, протон – это ионизированный атом водорода. Что такое нейтрон? Это тот же протон, но дополнительно к температурному окруженный еще и градиентным пограничным слоем. Этот слой образуется, если два протона окажутся вблизи друг друга (рис. 6.7). Они могут сориентироваться относительно друг друга антипараллельно, благодаря поверхностным потокам тороидального движения. Но тогда кольцевые потоки на их поверхности окажутся в межнуклонном промежутке направленными параллельно друг другу. Они будут конкурировать, и один из них окажется заторможенным. Как известно из газовой механики, в потоках с высоким градиентом, в которых скорость потока меняется на малых расстояниях в широких пределах, вязкость газа уменьшается, поэтому этот заторможенный поверхностный слой окажется устойчивым, пока по соседству существует второй протон. Рис. 6.7. Взаимодействие протонов и механизм образования нейтрона Когда у протона образовался дополнительный пограничный слой, и он превратился в нейтрон, то кольцевое движение замыкается внутри этого слоя и не выходит наружу, это значит, 56 что теперь нуклон будет восприниматься как электрически нейтральная частица. Состояние протона в форме нейтрона уже значительно менее устойчиво. Фактически нейтроны устойчивы только в ядрах, когда повышенный градиент скорости поддерживается наличием соседних протонов. Но, если по каким либо причинам образовавшийся нейтрон вылетит из ядра, то некому будет поддерживать устойчивость пограничного слоя, и через некоторое время (в среднем за 16 минут) этот слой рассосется, и вновь образуется протон. При этом вовсе не обязательно, чтобы при распаде нейтрона образовался и электрон. Этого может и не произойти. Таким образом, если нейтрон предоставлен сам себе, то пограничный слой быстро рассасывается, и нейтрон превращается в обычный протон. Протон в обычном своем состоянии недостаточно устойчив, потому что замыкание струй эфира происходит через малое отверстие в его центре. Достаточно небольшого внешнего возмущения, чтобы часть потоков изменила свое направление и стала замыкаться не через это отверстие, а во вне, образовав присоединенный вихрь. Тогда и возникнет не ионизированный, а нейтральный атом водорода. Движение эфира в присоединенном вихре поддерживается движением струй эфира в ближней зоне за счет вязкости эфира. Состояние протона в виде атома водорода отличается тем, что потоки эфира, окружающие протон, в ближней зоне замыкаются, как и раньше, через его центральное отверстие, а в более отдаленной зоне замыкаются во вне, образуя так называемый присоединенный вихрь (термин введен Н.Е.Жуковским). В этом присоединенном вихре направление кольцевого движения то же, что и у протона. Но тороидальное движение имеет противопо- ложное направление. Поэтому знак винтового движения у потоков вблизи тела протона один (например, правый винт), а у присоединенного вихря другой (левый винт). Это и восприни- мается как наличие у этого присоединенного вихря (электронной оболочки) заряда противоположного знака, чем у протона. 57 Все атомные ядра построены только из протонов и нейтронов – фактически, тех же протонов, но в другом состоянии, никаких других частиц для них больше не нужно. Но для того чтобы в этом разобраться, нужно сначала уяснить сущность физических взаимодействий. 7. Что такое физические поля взаимодействий? Поля физические – особая форма материи, физическая система, обладающая большим числом степеней свобод С.Герштейн. БСЭ 3 изд. Т.20, с.325 58 Приведенное определение физических полей не говорит ни о чем, точнее, говорит о том, что авторы подобных определений просто не знают своего предмета. Физические тела никак не могут действовать друг на друга на расстоянии, если между ними нет промежуточной среды. В этом плане много лет существовавшая и существующая еще и сейчас концепция «действия на расстоянии через ничего» («action in distance») не выдерживает никакой критики. Правда, авторы этой концепции полагают, что такой среды нет не потому, что ее нет в природе, это неизвестно, а потому что им, авторам, эта среда не нужна, а поэтому с ней можно не считаться. Но поскольку без учета этой среды невозможно разобраться в том, как происходит взаимодействие между телами, то нужно рассматривать не просто взаимодействие тел, как это предписывается всеми законами физики. Сначала нужно знать, как одно тело взаимодействует со средой, т. е. какие виды движения оно в нем вызывает, а потом уж нужно рассматривать взаимодействие этих движений среды со вторым телом (рис. 7.1). среда Рис. 7.1. Взаимодействие физического тела со средой и среды со вторым физическим телом Получатся ли известные «хорошо проверенные законы» при этом или нет, заранее неизвестно. Должны получиться, конечно, но только, как частный случай. Общий же случай может оказаться более полным, поскольку в рассмотрение теперь дополнительно включен механизм взаимодействий. 59 Из практики известно, что в природе вещество создает поля, а не наоборот. Нельзя создать сначала гравитационное поле, чтобы в результате появились гравитационные массы. Но зато, если имеется масса, то вокруг нее сразу же образуется гравитационное поле. Нельзя сначала создать электрическое поле, чтобы в результате появилась заряженная частица. Зато, если имеется заряженная частица, то вокруг нее сразу же появляется электрическое поле. И так везде. Поэтому первичным является вещество, а поле – это его производная величина. Поскольку эфир – это газ, то и нужно выяснить, какие движения в газе может произвести вещество, которое само есть совокупность уплотненных вихревых газовых образований, потому что только движения могут создавать в газе неравновесные давления, то есть градиенты давлений. Если движений нет, то равновесие нарушаться не может, и тогда никаких взаимодействий тел не будет. В полностью уравновешенном газе не может быть никаких взаимодействий. Однако в неуравновешенном газе возникают движения, ламинарные течения, вихри, температурные различия и т.п. В результате создаются градиенты давления, и на тело, попавшее в поле этих градиентов, начинает действовать разность сил давлений, которая стремится сместить тело в сторону меньшего давления. Поэтому для того, чтобы разобраться в различных физических силовых полях, нужно понять, каким образом в газе могут возникать градиенты давлений и как все это соотносится с теми физическими взаимодействиями, которые нам известны. Взаимодействия газа с физическим телом может осуществляться всего тремя способами. 1.Статическое воздействие на тело неравновесным давлением газа, возникающим в результате неравномерности температур. Неравномерность температур в газе, в который помещено физическое тело, возникает вследствие того, что само тело, состоящее из вихрей того же газа, всегда более холодное, 60 чем газ, таково свойство любых газовых вихрей. Это проверено на смерчах, которые конденсируют влагу воздуха и выбрасывают ледяной град, Это известно из факта конденсации влаги в любых градиентных течениях воздуха: смерчи выбрасывают ледяной град, у самолетов оледеневают воздухозаборники и крылья, короче, это известно. Поэтому вещество, состоящее из вихрей уплотненного эфира, тоже более холодные, чем окружающий их эфир. И поэтому они охлаждают окружающий их эфир, создавая в нем градиент температуры, а следовательно, и градиент давлений, поскольку в газе температура и давление пропорциональны друг другу (рис. 7.2). F = VρRgradT/M м =VgradP Рис. 7.2. Возникновение градиента давления в эфире за счет его охлаждения массой вихрей эфира, образующих вещество, и силовое термодинамическое воздействия на тело со стороны неравномерно нагретой среды : М – масса тела; Т ∞ , Р ∞ – температура и давление эфира в свободном от масс пространстве; Т, Р – температура и давление в эфире вблизи массы; ΔР – разность давлений, создающая силу F, воздействующее на тело объемом V; M м – молярная масса 61 Вокруг винтовых вихревых тороидов возникает поле температурного градиента и, как следствие, поле градиента давлений эфира. Когда какое-либо тело состоит из множества вихревых тороидов и они ориентированы в пространстве хаотично, то все остальные виды движения эфира, вызываемые ими, затухают в пространстве достаточно быстро. Поле же градиента температур и сопровождающее его поле градиента давлений распространяются на многие миллионы километров. Это и является той причиной, по которой тела притягиваются друг к другу. На каждое тело, попавшее в поле градиента давлений эфира действует разность сил, что создает эффект притяжения одного тела другим. Такое температурное поле описывается обычным уравнением теплопроводности, а его решение позволяет впервые строго вывести закон тяготения. Напомним, что И.Ньютон этот закон выводил не из модельных представлений, а на основании обобщения кеплеровских измерений положений планет Солнечной системы. Вывод из модельных представлений дал тот же закон, но с некоторым существенным уточнением. Оказалось, что на близких расстояниях – до нескольких сотен а. е. (а. е. – астрономическая единица, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца – 149,6 млн. км) выведенный закон тяготения совпадает с ньютоновским, а на больших расстояниях силы тяготения убывают быстрее, чем квадрат расстояния. Это позволяет избежать гравитационного парадокса, который получается, если строго следовать закону Ньютона. 2. Динамическое воздействие на тело набегающей струей газа – лобовое сопротивление (рис.7.3). Этот вид воздействия встречается при обдуве планет эфирными потоками в космосе и оказывает существенно влияние на формирование фигур планет. На уровне микромира сила воздействия потоков эфира на микрочастицы весьма мала и ею практически можно пренебречь по сравнению с силами бокового 62 воздействия струй, которые и определяют все основные взаимодействия частиц микромира. F x = с x Sρv x ² /2, Рис. 7.3. Лобовое воздействие, оказываемое на тело со стороны потока газа: P 1 – давление газа со стороны набегания потока; P 2 – давление газа со стороны противоположной набеганию потока; F х – сила, воздействующая на тело потоком набегающего газа; с x – безразмерный коэффициент, определяемый формой тела, S – площадь поперечного сечения тела, ρ - плотность газа в набегающем потоке; v x – скорость потока 3. Динамическое воздействие на тело боковой струей газа. При обдуве плоской пластины струей газа в направлении вдоль плоскости пластины возникают две силы – продольная (вдоль направления струи) и поперечная (поперек направления струи). Первая составляющая, как известно, определяется законом Ньютона (рис. 7.4). Эта составляющая связана с вязкостью газа, поток которого тормозится пластиной, в результате чего и возникает продольная сила. Вторая составляющая связана с той же вязкостью газа, в результате чего около пластины возникает градиент скорости потока газа (рис. 7.5). Это вызывает снижение давления газа около пластины, и разность давлений газа с противоположной стороны, где движение газа отсутствует и той, которая обдувает- 63 F x = – ηSgrad y v x (закон Ньютона) Рис. 7.4. Происхождение продольной силы, воздействующей на тело со стороны омывающего потока: F x – сила, действующая в продольном направлении со стороны потока газа, дующего вдоль пластины; v x – относительная скорость потока газа, убывающая при приближении к пластине благодаря вязкости газа; η – коэффициент динамической вязкости; S – площадь пластины; grad y v x – градиент скорости потока, обдувающего пластину F y = – ηSgradv x , Рис. 7.5. Происхождение поперечной силы, воздействующей на поверхность тела со стороны омывающего потока: v x – относительная скорость потока газа, убывающая при приближении к пластине благодаря вязкости газа; Δv x – изменение скорости потока около пластины; ρ – плотность эфира; ΔР у – разность давлений, создающая силу, поперечную относительно направления потока и плоскости пластины; η - коэффициент внутреннего трения газа (динамическая вязкость), S – площадь поверхности тела со стороны потока; gradv x = dv x /dy – градиент скорости струи газа 64 ся струей газа, создает силу, направленную перпендикулярно направлению движения струи, причем в направлении этой струи. Это явление известно, в частности, как проявление силы Магнуса и связано с перераспределением потенциальной и кинетической энергии в струе. При обдуве струей газа вращающегося цилиндра первая составляющая создает некоторый тормозящий эффект, обычно относительно небольшой, тем не менее, приводящий в конце концов к потере энергии вращения, а вторая составляющая к появлению силы, действующей поперек направления струи, – сила Магнуса (рис. 7.6). Рис. 7.6. Происхождение поперечной силы, воздействующей на вращающийся цилиндр со стороны омывающего потока: а – обтекание цилиндра потоком газа: б – эпюра давлений газа на цилиндр; v э – скорость потока эфира относительно центра цилиндра; v в – скорость движения стенки цилиндра; F – сила, воздействующая на цилиндр в направлении, перпендикулярном направлению потока; ΔР – разность давлений на противоположных сторонах вращающегося цилиндра; Р ∞ – давление эфира в свободном пространстве 65 Обе эти составляющие принимают непосредственное участие в формировании структуры атомных ядер и обеспечении сильного ядерного взаимодействия нуклонов в атомном ядре. При вращении в газовой среде двух параллельно расположен- ных цилиндров между ними возникает силовое взаимодействие, При этом взаимодействие цилиндров будет определяться их направлениями вращения относительно друг друга (рис. 26). Если между цилиндрами провести плоскость симметрии, то легко видеть, что цилиндры своим вращением должны загонять газ из свободного пространства в область между поверхностью цилин- дра и этой плоскостью. Учитывая, что газ обладает плотностью и, следовательно, инерционностью, для того чтобы он двигался ускоренно в этом промежутке, его нужно сжать. Это приведет к тому, что плотность газа в промежутке между цилиндром и плоскостью симметрии окажется выше плотности газа в свобод- ном пространстве, это повысит его температуру и давление. Если цилиндры вращаются в противоположные стороны, то они вместе задувают газ в пространство между ими. Газ уплотняется, давление в нем повышается, и на цилиндры начинает действовать расталкивающая их сила (рис. 7.7а). Если же цилиндры вращаются в одну сторону, то они так же загоняют газ в пространство между ними, но тут уже возникает градиент скорости, благодаря которому давление между цилиндрами уменьшается, и цилиндры испытывают силы, которые их сближают (рис. 77б). В этом основа сильных ядерных и электромагнитных взаимодействий нуклонов. Наличие составляющей силы взаимодействия нуклонов, действующей вдоль поверхности, заставляет их занимать место в ядрах атомов по принципу наиболее плотной упаковки. Наиболее просто увидеть этот процесс на примере трех вращающихся цилиндров, находящихся в общей газовой среде вблизи друг друга (рис. 7.8). Если три параллельно расположенных цилиндра (линейных вихря) вращаются в одном и том же направлении, то между ними возникает градиент скорости газа, давление в этой области 66 падает, и внешнее давление газа прижимает их друг к другу. Наличие противоположно направленных потоков эфира в этой области заставляет изображенный на рисунке верхний цилиндр смещаться до тех пор, пока он не попадет в углубление между нижними цилиндрами. Это и соответствует принципу наиболее плотной упаковки цилиндров, где верхний цилиндр оказывается удерживаемый в этом месте зонами пониженного давления эфира между ним и обоими нижними цилиндрами. То же происходит и в атомных ядрах с нуклонами. а) б) Рис. 7.7. Взаимодействие двух цилиндрических газовых вихрей: а – вращающихся в противоположных направлениях; б – вращающихся в одном направлении Наличие составляющей силы, действующей перпендикулярно поверхности нуклонов, механизм которой показан на рис. 7.5, заставляет цилиндры (а в ядре – нуклоны) прижиматься друг к другу, это и есть сильное ядерное взаимодействие. 67 Рис. 7.8. Взаимодействие трех вращающихся цилиндров Если два протона соединить антипараллельно, то есть так, чтобы потоки эфира на их поверхностях направлялись в противоположные стороны, и сблизить их на толщину градиентного пограничного слоя (для микрочастиц – на 0,1 Ферми = 10 –16 м), то благодаря очень высокому градиенту скоростей возникнут силы, удерживающие эти тороиды друг относительно друга. Расчет показывает, что скорость движения эфира в стенке протона – винтового вихревого тороида составляет 2.10 21 м/с, поэтому значение градиента скоростей очень велико, порядка 2.10 37 м/с·м. При этом между нуклонами возникают две силы, одна касательная, действующая вдоль их поверхности, заставляющая нуклоны перемещаться относительно друг друга, а вторая нормальная, прижимающая нуклоны друг к другу и не дающая им оторваться друг от друга. Первая сила в одних случаях заставляет нуклоны вращаться относительно общей оси, вторая воспринимается как причина сильного ядерного взаимодействия. Природа обеих сил одна и та же – это вязкость эфира. При этом эфир, находящийся в пограничном межнуклонном слое оказывается несущественно сжат, что тоже соответствует физике явления. 68 8. Сильное ядерное и электромагнитное взаимодействия микрочастиц Сильное ядерное и электромагнитное взаимодействия микрочастиц – это разные фундаментальные взаимодействия Общеизвестная физическая истина На основании изложенного может быть рассмотрен механизм взаимодействия микрочастиц. Как уже упоминалось, единственным видом движения газа, способным удержать уплотненный газ в локализованном объеме, является тороидальный вихрь. На этом основании можно считать, что все устойчивые микрочастицы вещества – протон, нейтрон и электрон являются тороидальными вихрями уплотненного эфира. Собственно, именно благодаря тороидальному движению эфира они и существуют. Наряду с тороидальным, микрочастицы обладают и кольцевым движением, менее устойчивым, чем тороидальное. Совокупность тороидального и кольцевого движение есть винтовое движение. Поэтому вокруг любой микрочастицы эфирные потоки движутся винтообразно. Принципиально, скорость тороидального движения эфира от центра микрочастицы убывает пропорционально кубу расстояния (кольцевого – пропорционально квадрату расстояния). Но вблизи стенки нуклона закон этот меняется, и около стенки градиент резко нарастает (рис. 8.1). Поэтому для второй частицы, находящейся вблизи первой, на стороне, обращенной к первой частице, будет градиент скорости весьма большой, на стороне же противоположной градиент скорости мал, падение давления эфира между нуклонами значительное, на противоположной стороне относительно небольшое, разность давлений прижмет нуклоны друг к другу. В этом заключается сущность сильного ядерного взаимодействия. 69 gradP (r) Рис. 8.1. Взаимодействие частиц вещества через градиенты давлений: а – в случае близкого контакта (сильное ядерное взаимодействие); б – в случае дистанционного (электромагнитного) взаимодействия Экспериментально полученные энергии ядерных взаимодейст- вий в зависимости от расстояния между нуклонами приведены на рис. 8.2. Как видно, при антипараллельных спинах отрицательная энергия протон-протонного взаимодействия меньше, чем протон- нейтронного. Это легко объясняется тем, что кольцевые движе- ния у двух взаимодействующих протонов при таком взаимодей- ствии оказываются в межнуклонном промежутке направленными в одну сторону, что уменьшает общий градиент скорости эфира. Если же нуклоны находятся на расстояниях, превышающих значение пограничного слоя, т. е. больших, чем десятые доли Ферми, (1Ф = 10 –15 м), то разность градиентов тороидальных скоростей уменьшается и возрастает значение градиентов кольцевых скоростей. На поверхностях нуклонов, обращенных друг к другу, потоки кольцевых скоростей совпадают, здесь градиент кольцевых скоростей отсутствует и давление эфира велико, на противоположных сторонах потоки эфира от обоих нуклонов оказываются противоположными, здесь давление эфира 70 понижено. Нуклоны отталкиваются в соответствии с законом Кулона (рис. 8.3). Рис. 8.2. Зависимость энергии взаимодействия между нуклонами (протон-протонное и протон-нейтронное взаимодействия) от расстояния между ними при антипараллельных спинах + + – – + + – – а) б) F F F F Рис. 8.3. Электрическое взаимодействие двух микрочастиц при антипараллельном направлении тороидального движения: а – при противоположных знаках винтового движения; б – при одинаковых знаках винтового движения (знаками « + » и « – » отмечено направление тороидального движения эфира по периферии микрочастиц) При соединении протонов возникает существенное осложнение: при любой взаимной ориентации протонов одно из движений, либо тороидальное, либо кольцевое, будет 71 ориентировано параллельно в пограничном слое: это создаст избыточное давление в межнуклонном промежутке, и протоны разлетятся. Однако тороидальное движение вызвано тем, что эфир выдувается сквозь отверстие нуклона, который работает как насос, это движение устойчиво. Кольцевое же движение поддерживается только за счет вязкости эфира в пограничном слое на поверхности нуклона. При этом с увеличением градиента скорости вязкость уменьшается, и это движение менее устойчиво. Поэтому на малых расстояниях нуклонов друг от друга, соответствующих сильному ядерному взаимодействию, определяющим является тороидальное движение. При этом, если у одного из протонов образовался градиентный пограничный слой, то возникает оптимальный вариант: тороида- льные потоки двух протонов антипараллельны, а кольцевое дви- жение, выходящее во вне, имеется только у одного из них, поэтому отталкивания нуклонов нет. Конечно, градиентный пограничный слой возникает не потому, что он полезен для удержания нуклонов друг около друга. Просто этот слой возникает благодаря повышенному градиенту скоростей при антипараллельной ориентации тороидальных движений в нуклонах. А антипараллельное соединение получается тоже автоматически – нуклоны вынуждены ориентироваться именно таким образом, ибо давления в эфире на поверхности нуклонов таковы, что нуклоны вынуждены под их воздействием развернуться антипараллельно. 9. Структура атомных ядер и атомов Свойства объектов определяются их составом и строением А.М.Бутлеров Присоединение нуклонов друг к другу происходит боковыми стенками. Если бы соотношение размеров каждого нуклона было 72 иным, например, если бы протоны представляли соб,ой тонкие кольца, то можно было бы ожидать, что они лягут один на другой, соединяясь торцами. Но при том соотношении, которое характерно для сформированных тороидальных газовых вихрей, минимальной энергии соединения (энергия соединения отрицате- льна) соответствует только соединение нуклонов боковыми стен- ками. А когда они так соединились, то они деформируются вне- шним давлением эфира, еще больше приплюснувшись друг к другу: ведь давление эфира в пограничном слое понижено и выравнивается только благодаря повышенной плотности эфира в нем. Получается конструкция, похожая на два воздушных шарика, прижатых друг к другу, причем оказалось, что эфир в пограничном слое между нуклонами уплотнен всего в 16-20 раз (рис. 9.1а). Так образуется дейтрон – ядро атома дейтерия. Присоединение последующих нуклонов происходит аналогич- но (рис. 9.1б и в). Однако, когда соединяются четыре нуклона, то появляется новая ситуация: четыре нуклона образуют кольце- вую структуру, когда по их периферии проходит общий поток эфира, а внутренний поток, движущийся в противоположную сторону, тоже становится общим (рис. 9.1г). За счет этого энергия связи резко увеличивается и образуется устойчивая альфа- частица. В результате деформации четыре нуклона в составе альфа-частицы прижимаются друг к другу, общая поверхность становится выпуклой, похожей на шар, и энергия связей последующих присоединений отдельных нуклонов становится незначительной, если только они сами не образуют каких-либо завершенных структур типа, например, дейтрона или таких же альфа-частиц (рис. 9.1д). Отсюда сразу же видно, что энергии связей присоединения четных нуклонов должны быть больше, чем нечетных, по крайней мере, в легких ядрах. 73 Рис. 9.1. Структура протона (а), нейтрона(б), дейтрона (в), тритона (г), ядра гелия-3 (д) и ядра гелия-4 – альфа частица (е) 74 А, кроме того, и это существенно, все вообще структуры ядер следует рассматривать состоящими из альфа-частиц и дополнительно присоединенных к ним нуклонов. Тогда легко получают объяснение структуры ядер с так называе-мыми магическими числами нейтронов, у которых энергия связей особо большая. Правда, анализ энергий изотопов с магическими числами нейтронов показывает, что часть из них не имеет повышенных значений энергий связи. Но это значит, что в таких ядрах альфа-частицы не образуются. Опорными структурами для атомных ядер всех изотопов являются ядра с числами нейтронов (рис. 9.2 – 9.4): 2 - гелий (1 альфа-частица); 8 - кислород (4 альфа-частицы); 20 - кальций (10 альфа-частиц); 28 - никель (14 альфа-частиц); 50 - рутений (22 альфа-частицы + 10 нейтронов); 82 - гадолиний (32 альфа-частицы + 18 нейтронов); 126 - торий (45 альфа-частиц + 36 нейтронов). В последних трех случаях к собственно исходной структуре ядра предыдущего ряда добавляются как альфа-частицы, так и отдельные нуклоны, которые, видимо, устанавливаются в щелях между альфа-частицами. Поэтому общее число дополнительных нуклонов увеличивается с увеличением атомного ядра: поверхность увеличивается и щелей становится больше. 16 Рис. 9.2. Структура ядра О 8 75 40 Рис. 9.3. Структура ядра Са 20 94 Рис. 9.4. Структура ядра Ru 44 Учет деформации нуклонов позволяет несложно объяснить чередование уровней энергий присоединения каждого из последующих нуклонов: известно, что если присоединение к ядру еще одного нуклона дает некоторую прибавку энергии связи, то присоединение еще одного – тоже дает прибавку, но меньшую, следующего – еще прибавку, большую, чем предыдущая, но меньшую, чем первая и т. д. (рис. 9.5). Рис. 9.5. К объяснению периодичности приращения энергии связей нуклонов при наращивании числа нуклонов в ядре: установка на поверхности ядра одного (а), двух (б), трех (в) и четырех (г) нуклонов. 76 Если на поверхность ядра становится один дополнительный нуклон, то у него будет одна поверхность соединения с этим ядром. Присоединение второго нуклона прибавляет две поверхности – между новым нуклоном и поверхностью ядра и предыдущим нуклоном, значит, общая энергия соединений будет больше, чем в предыдущем случае. Присоединение третьего нуклона тоже даст добавление двух поверхностей, но на более выпуклые поверхности предыдущих двух нуклонов, деформированных за счет их взаимной связи, значит прибавка энергии связей будет меньше. А присоединение четвертого нуклона дает новую альфа-частицу, и прибавка в энергии связей снова возрастает, хотя из-за все возрастающей выпуклости нуклонов эта добавка и не будет уж столь велика. Нейтроны не выдувают закрученных струй эфира, поскольку вокруг них образовался пограничный слой, гасящий кольцевое движение. Протоны же выдувают. Поэтому струи эфира нейтронов воспринимаются только как магнитное поле, а струи эфира протонов – как магнитное и электрическое поле. Потоки эфира, образующие магнитное и электрическое поле, не являются потоками эфира, образующих тела нуклонов, это так называемые присоединенные потоки внешней среды. Этим потокам не удается замкнуться через отверстие в протонах: отверстия в центрах протонов малы. Поэтому они замыкаются во вне, образуя систему присоединенных вихрей эфира – электронную оболочку всего атома. В излагаемой конструкции атома не возникает проблемы устойчивости электронов на орбите: здесь нет орбит и нет электронов, а есть сразу вся электронная оболочка, поэтому не возникает и никаких парадоксов. Периодичность изменения объемов атомов при увеличении атомного веса здесь объясняется периодичностью изменения соотношения скорости и давлений в присоединенных вихрях: с уменьшением телесного угла для каждого вихря скорость потока в нем возрастает, а давление падает, и внешнее давление сжимает вихрь электронной оболочки. Но если симметрия структуры нарушена, то вихрь 77 вырывается наружу в свободное пространство, и его объем вновь возрастает. Следует отметить, что все квантовые соотношения выводятся из механики реального сжимаемого газа, на что до сих пор не обращалось внимания. Следует отметить также, что уравнение Шредингера, описывающее энергетические соотношения в атоме, описывают точно так же и энергетические соотношения в присоединенных вихрях. Однако при этом волновая функция (пси-функция) приобретает простое толкование: квадрат амплитуды оказывается равным массовой плотности эфира в вихре. Зная эту функцию, несложно построить вихревую модель любого атома или молекулы, так как ее экстремумам соответствуют центры присоединенных вихрей, нулевым значениям – границы вихрей, а квадрату амплитуды – массовая плотность эфира в вихрях (рис. 9.6). Рис. 9.6. Атом водорода в различных состояниях 78 Рис. 9.7. Структура атома гелия Рис. 9.8. Структура атома лития 10. Радиоактивность атомных ядер Материя может диссоциироваться под влиянием разных причин. Густав Лебон Радиоактивность атомных ядер – излучение ядрами высокочастотных электромагнитных колебаний рентгеновского спектра и электронов ( β-излучение) связана с прохождением волн по поверхности нуклонов – протонов и нейтронов в ядрах атомов. Эти волны могут появиться в результате ударов ядер частицами, прилетевшими извне, а могут появиться самопроизвольно в результате самовозбуждения ядра. Последнее происходит только в ядрах тяжелых элементов. В этом случае происходит так 79 называемый альфа-распад, при котором из ядра вылетают альфа- частицы – ядра гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. При альфа-распаде заряд ядра уменьшается на две единицы, а атомный вес – на четыре, например, 220 216 4 Ra → Rn + He 88 86 2 Волны, проходящие по поверхности и в глубине нуклонов, возбуждают в окружающем эфире колебания – электромагнитные волны высокой частоты порядка 10 18 -10 23 Гц (гамма-излучение). Такая высокая частота излучения объясняется исключительно высокой массовой плотностью нуклонов в ядре, большой упругостью тел нуклонов и, хотя и меньшей, но все же высокой упругостью связей нуклонов между собой. Разброс частот свидетельствует о разных источниках колебаний – волнах, проходящих по поверхности ядра, и волнах, зарождающихся в глубине ядра. Последние носят не только поперечный, но и продольный характер, поэтому их частота выше. На излучение затрачивается энергия, поэтому с течением времени эти колебания затухают. Но процесс затухания проходит очень медленно, потому что массовая плотность нуклонов на много порядков превышает плотность окружающего эфира и доля рассеиваемой энергии относительно невелика. Волновые процессы охватывают тело каждого нуклона в ядре и распространяются как по их поверхности, так и в их глубине. А поскольку плотность тела нуклона на разных глубинах от их поверхности и плотность межнуклонного пограничного слоя различна, то в ядре атома развивается целая серия волновых процессов, асинхронных относительно друг друга. В тех случаях, когда гребни волн соседних нуклонов одновременно оказываются внутри общего для них пограничного слоя, нуклоны раздвигаются, и если ширина слоя оказывается превышающей некоторую критическую величину, ядро распадается на две или более частей. При этом могут 80 образоваться и новые частицы, как устойчивые, например, электроны, нейтрино или неустойчивые с малым временем существования (рис. 10.1). Таким образом, природа радиоактивности (так называемого слабого взаимодействия) имеет чисто механической характер. Рис. 10.1. Прохождение поверхностных волн по телу нуклонов В теле атомного ядра нуклоны в первую очередь группируются в альфа-частицы, в которых энергия связи нуклонов между собой очень велик и составляет примерно 7,1 Мэв (Мегэлектрон-вольт) на каждый нуклон. Энергия связей нейтронов, не связанных в альфа-частицах, на порядок меньше, так же как и альфа-частиц между собой. Это, в частности, связано с выпуклостью поверхностей альфа-частиц, в связи с чем площадь соприкосновения альфа-частиц между собой и с отдельными нуклонами оказывается значительно меньшей, чем таких же нуклонов внутри альфа-частиц. Поэтому при ударах или при прохождении волн внутри ядра выбрасываются или отдельные нейтроны, расположенные на поверхности ядер, или целиком альфа-частицы. А поскольку состав ядер у разных элементов разный, то и упругости связей разные. Отсюда и разное значение периода полураспада ядер. Таким образом, радиоактивность, связанная с ядерными реакциями, сопровождается выбросом альфа-частиц, излучением электронов и гамма-излучениями. Если такой процесс имеется в каких-либо породах, то гамма- излучение затухает на относительно небольших расстояниях, 81 исчисляемых сантиметрами. Электроны достаточно быстро рассеиваются или поглощаются выброшенными альфа- частицами. Но альфа-частицы обретя электроны, становятся электрически нейтральными ядрами гелия, поэтому они распространяются на большие расстояния. Испускание гелия из пород является свидетельством того, что в этих породах происходят ядерные реакции безо всяких высоких температур. Это установлено, в частности, геологами, обнаружившими очаги интенсивного испускания гелия в районе геологических разломов и подземных неоднородностей (см., например, И.Н.Яницкий. Живая Земля. М.: изд-во АГАР, 1998). 82 Несмотря на то, что для каждого радиоактивного элемента период полураспада считается постоянным, рядом исследователей установлено, что на самом деле период полураспада меняется в широких пределах, для радия от 1 млрд лет (Беккерель), до 1 млн лет (Кюри), до 1 тыс лет (Резерфорд), до нескольких сотен лет (Крукс). Хайдвайер непосредственным взвешиванием определил, что 5 г радия теряют в течение 24 ч около 0,02 мг. При равномерной потере эти 5 г потеряли бы 1 г своей массы в течение 135 лет Опыты же Лебона показали, что радиоактивность одного и того же тела значительно растет, когда тело простирается по большой поверхности. Это достигается высушиванием бумаги, через которую процеживается раствор испытуемого тела. Эти опыты привели Лебона к заключению, что 5 г радия теряют 1 г своей массы в течение 20 лет. Даже с учетом официальных данных, свидетельствующих о том, что самым дологоживущим является альфа-радиоактивный 226 Ra с периодом полураспада 1600 лет, а также принимая во внимание существование так называемых радиоактивных рядов, несложно заключить, что если бы тела, обладающие быстрой беспричинной радиоактивностью, существовали в отдаленные геологические эпохи, они давно бы прекратили свое существование… Из изложенного вытекает, по крайней мере, два вывода: 1. В настоящее время в Земле происходят самые разнообразные ядерные реакции, не связанные с высокими температурами и большей частью происходящие в области геологических разломов, о чем свидетельствуют интенсивные очаги излучения гелия в этих местах, но не связнные с обычными представлениями о естественной радиоактивности тяжелых элементов; 2. Распад ядер элементов зависит от внешних факторов, в частности от напряженности электронных оболочек, что принципиально позволяет искать способы влияния на распад ядер атомов через влияние на их электронные оболочки. 83 11. Электромагнитные взаимодействия частиц Электромагнитное поле – особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами БСЭ 3-е изд., т. 30, с. 65. Приведенное выше официальное определение электромагнит- ного поля напоминает определение, данное дореволюционным фельетонистом Аркадием Аверченко иероглифам: «Иероглифы – это такие штучки». Оно не говорит ни о чем, разве что о том, что авторы данного определения не имеют никакого представления о том, что же такое электромагнитное поле. Но с позиций эфиродинамики можно разобраться, что собой представляет электромагнитное поле, как оно устроено. 84 Вокруг винтового вихревого тороида возникает тороидальное и кольцевое поля скоростей. Первое описывается законом Био- Савара и соответствует магнитному полю частицы. Второе описывается формулой Гаусса и соответствует электрическому полю. v т ρ –3 ; v к ρ –2 Рис. 11.1. К выводу закона распределения скоростей вокруг тороидального кольцевого вихря: а – для тороидального движения и б – для кольцевого движения; 1 – распространение кольцевого движения вертушкой при отсутствии тороидального движения; 2 – распространение кольцевого движения тороидальным движением; v т – скорость тороидального движения; v к – скорость кольцевого движения; ρ – расстояние от центра тороида Если в это поле скоростей эфира, созданное одной частицей, попадает аналогичная частица, то тороидальное поле скоростей создает для нее вращательный момент, и частица развернется так, что линии тороидальных токов совпадут с направлением выходящих из ее центра струй эфира. При этом линии тока кольцевой скорости создадут давление по краям второй частицы таким образом, чтобы она отталкивалась, если у нее тот же знак винтового движения, что и у первой, или притягивалась (подтал- кивалась), если эти знаки противоположны. Возникающая сила оказывается пропорциональной произведению их поверхностных циркуляций и обратно пропорциональной квадрату расстояния между частицами, что соответствует закону Кулона. 85 Рис. 11.2. Дистанционное (электромагнитное) взаимодействие тороидаль-ных винтовых вихрей: а – при нахождении их в общей плоскости; б – при соосном положении; в – в общем случае Сопоставляя поведение винтовых вихревых тороидов с поведением заряженных частиц, можно сделать вывод о том, что магнитное поле частиц есть тороидальный поток эфира, электрическое – кольцевой поток, заряд – поверхностная циркуляция эфира на частице, то есть произведение кольцевой скорости на поверхности частицы и площади ее поверхности, полярность – ориентация кольцевого движения относительно тороидального, то есть знак винтового движения. Законы Био- Савара для магнитного поля и Кулона для электрического поля выполняются при этом точно. Как видно из изложенного, объединение фундаментальных взаимодействий, над чем физики бьются много десятилетий, здесь происходит простым и естественным образом. При этом все численные оценки взаимно увязываются с неплохой точностью. |