Элементарные частицы

Материал из Эфиродинамика Вики
(перенаправлено с «Частицы»)
Перейти к: навигация, поиск
Оцените анонимно:
5.00
(4 голоса)
Простейшая эфиродинамическая модель протона, электрона, нейтрона

Элементарные частицы (эфиродинамика) — это тороидальный вихри, отличающиеся только направлением поступательной (тороидальной) составляющей скорости. По своей сути элементарные частицы и элементарные кольцевые токи похожи, что даёт возможность описывать их, используя одни и те же уравнения. Можно предположить, что внутри элементарных частиц могут двигаться более маленькие тороидальные вихри, подобно электронам в кольцевом токе.

Одной из характеристик элементарных частиц является спин - механический момент импульса, связанный с кольцевой составляющей скорости поверхности.

Однако, нейтрон не совсем подходит под это определение, потому что состоит из протона и присоединённого вихря, который по своим характеристикам подобен электрону. Это подтверждается тем, что примерно через 11 минут нейтрон, вылетевший из ядра, распадается на протон и электрон. Возможно, что существует ещё второй присоединённый вихрь, становящийся антинейтрино после распада нейтрона.

Составные частицы атома [1]

Меню А2.png

Нейтрон представляет собой прочный и практически неразрушимый эфирный тороид — ядро протона. Нейтрон имеет значительно меньший радиус, чем радиус протона, и вращается вокруг своей оси против часовой стрелки со скоростью, на несколько порядков превышающей скорость вращения его эфирной оболочки. Именно это свойство обеспечивает нейтрону его кажущуюся электрическую нейтральность: огромная скорость вращения и маленький радиус диска обеспечивают его высокую проницаемость, незаметность и неуловимость в электрическом и магнитном полях для современных измерительных приборов. Наличие магнитного момента доказывает его тороидальную форму.

Протон представляет собой эфирное тороидальное образование, ядром которого является нейтрон, окруженный плотной эфирной оболочкой, вращающейся вокруг своего ядра также против часовой стрелки. Значительно более медленное вращение этой оболоч ки воспринимается как положительный электрический заряд. Попадание протонов в живой организм может приносить не меньший вред, чем попадание в него альфачастиц. Свободный протон, вращаясь, вызывает вращение окружающего свободного эфира, образуя из него вокруг себя эфирную оболочку, вращающуюся в том же направлении. Так образуется первоэлемент атомов — протий или атомарный водород (Н).

Электронов в составе атомов нет. В атоме вместо электронов есть эфирные оболочки, вращающиеся вокруг протонов. Свободные электроны могут образовываться в межмолекулярном пространстве аморфных веществ, жидкостей и газов в виде эфирных колец, радиус которых почти в два раза превышает радиус протона в результате того, что при определенных условиях атомы теряют эфирные оболочки части своих протонов. Сорвавшаяся эфирная оболочка продолжает свое винтообразное вращение, стягивается и уменьшается до указанного выше радиуса под воздействием как внешнего давления свободного эфира, так и продолжающегося собственного вращения. Вращение свободного электрона воспринимается как электрический заряд.

Строение и структура частиц[2]

Внутренняя структура частиц

Меню 0001.png

Автор данной монографии задалась вопросом: если и электрон, и протон – вихревые тороиды, то почему у них масса отличается в 1836 раз? Нет ли здесь количественно качественного перехода? Скорее всего, есть, и для протона тор – это огибающая поверхность, точно так же, как у соленоида магнитное поле является результатом сложения полей от всех витков. При рассмотрении движения дымовых колец обнаружилось, что при большом изначальном импульсе, полученном от ящика Вуда, кольцо не сразу становится «бубликом», оно какое-то время существует в виде закольцованного вихря-пружинки. На рисунке 4 собраны наиболее удачные стоп-кадры из двух независимых экспериментов.

1 Рис-4.png

В воде (рис. 5) ничего подобного не удалось наблюдать. Видимо, здесь играет роль не столько внутреннее трение, сколько сжимаемость вещества.

1 Рис-5.png

Позже, когда пружинка-кольцо за счёт трения потеряет часть энергии вращения, она переродится в полый «бублик» и сильно увеличит в диаметре центральное отверстие, став «обручем» (рис. 6).

1 Рис-6.png

Именно эти видео с экспериментами заставили предположить, что элементарные частицы – не совсем «бублики». Тороидами они становятся на каком-то расстоянии от центра вихря, когда обволакивающий пружинку слой эфира сгладит неровности и усреднит направление вращения. Поэтому выдвигается новое предположение о внутреннем строении частиц (рис. 7).

1 Рис-7.png

Протон в новом представлении является полой трубкой, свёрнутой сначала в цилиндрическую пружину, а затем эта многовитковая пружина замыкается в кольцо. Получается подобие намотки тороидального трансформатора, у которого, как известно, почти всё магнитное поле сосредоточено в сердечнике. Так и здесь, поток эфира, проходящий внутри сквозь витки пружинки (рис. 8), дополнительно снижает давление в протоне, заставляя его сильнее сжиматься. Эфир в такой структуре может иметь большýю плотность не только в стенках трубы, но и заполнять всю внутреннюю часть пружинки. Таким образом, масса протона будет значительно превышать массу обычного полого тороида.

1 Рис-8.png

Электрон в составе атома, предположительно, ближе по строению к обычному дымовому кольцу, у которого есть уплотнённая внутренняя часть и завихрения около неё, которые занимают в разы больше пространства, чем «ядро» вихря (рис. 9). Главное отверстие электрона достаточно просторное, оно однозначно шире, чем у протона. Центральная «пружинка» у электрона тоже есть, но выражена слабее. Пока только этим можно пояснить внушительную разницу между массами протона и электрона.

Идея о тороиде-пружинке не нова и периодически встречается на просторах Интернета. Данное исследование продвинулось дальше. В следующих параграфах точно указывается, что куда вращается и какое название носит та или иная частица в зависимости от направления вращения. Дополнительные сведения о возможном наличии других вихревых элементов в составе электронов и протонов рассматриваются в параграфе 23.

Элементы атома с позиций вихрей-тороидов

Вначале бегло вспомним, какими моделями элементарных частиц мы будем пользоваться. Некоторые положения данной работы отличаются от тех, которые представлены в классической эфиродинамике, разработанной «с нуля» Владимиром Акимовичем Ацюковским. При всём глубоком уважении к основоположнику газовой теории эфира, автор этой работы считает необходимым представить на суд общественности некоторые свои альтернативные гипотезы, способствующие развитию данного направления, частично полученные до знакомства с теорией эфира, а частично созданные после изучения книг по этой тематике. Более полную информацию вы получите, прочитав предыдущую работу [3] , а в этом разделе тезисно даны главные моменты, без пояснения причин, приведших к тем или иным умозаключениям. В последующих разделах они будут уточняться и дополняться новой информацией.

1 Рис-1.png

Протон и электрон являются полыми вихревыми эфирными тороидами (труба, замкнутая в кольцо), в которых áмеры (частицы эфира) совершают вращательное движение (рис. 1). Магнитное поле тороида отличается от электрического только направлением вектора скорости движения эфира. Математически эти два поля есть проекции общей скорости υ закрученного потока на взаимно перпендикулярные направления В (υx) и Е (υy). В описываемой здесь модели кольцевое вращение отождествляется с магнитным полем, а заворачивающееся внутрь, тороидальное, – с электрическим. Протон и электрон – биполярные частицы, у них есть положительно и отрицательно «заряженные» половинки, расположенные по разные стороны от центрального отверстия как две стороны одной медали (Рис. 2, 3). Не удалось найти сведений об исследовании одного-единственного электрона или протона, поэтому утверждение о том, что электрон отрицательный со всех сторон, ничем не подкреплено. При интерпретации результатов экспериментов со статическим электричеством часто переносят свойства заряженной сферы (системы из множества частиц) на одну-единственную частицу, что совершенно некорректно. Опыты по электростатике с заряженными сферами показывают не наличие заряда, а направление эфирных потоков в окружающем их пространстве. При столкновении двух фарадеевских силовых трубок имеет значение направление потоков на их торцах: расходятся из середины к периферии (приняты за положительный заряд) или наоборот, сходятся к центру (принято за отрицательный заряд).

1 Рис-2.png

Силы, удерживающие протоны и нейтроны в ядре, а также электроны вокруг него, обусловлены пониженным давлением эфира внутри атома. Между нуклонами давление ещё ниже, и давление эфира снаружи ядра пытается сжать его как можно сильнее, что воспринимается нами как ядерные силы притяжения. Классических сил кулоновского отталкивания в явном виде в ядрах атомов нет, так как протоны биполярные, нет и кулоновского барьера для синтеза ядер, и «зарядового» отталкивания между электронами на орбиталях.

1 Рис-3.png

Основное правило, которым мы будет пользоваться при моделировании эфиродинамических процессов, гласит: если скорость движения эфира между двумя вихрями увеличивается, то давление падает – возникает притяжение, и, наоборот, при встречных потоках эфира течение замедляется, а давление растёт, что вызывает отталкивание (это следствие закона Бернулли).

Строение основных элементарных частиц

Согласно параграфам 6, 23 и 24, электроны, протоны, нейтроны и их античастицы состоят условно из трёх основных слоёв:

  1. плотной центральной части – «керна» (замкнутой вихревой спирали и потока эфира с высокой концентрацией амеров сквозь её витки), имеющего радиус порядка 0,3·10-15 м;
  2. «шубы», простирающейся от 0,3·10-15 м до 1,4·10-15 м, перепад скоростей на внутренней и внешней поверхностях которой приводит к образованию вихрей (предположительно, мезонов), внешне похожих на ролики подшипника качения; перемещение и вращение этих вихрей позволяет согласовать линейные скорости поверхности керна и более медленной «глюонной» оболочки;
  3. разреженной «глюонной» оболочки, окутывающей «шубу» и заканчивающейся примерно в 3·10-15 м от главной оси вращения частицы. В ней происходит дополнительное тормо жение внутренних сверхсветовых потоков до скоростей окружающего эфира.
0 Рис-1.png

У нейтрона имеется дополнительная оболочка – прослойка между «шубой» и «глюонной» оболочкой. По направлению потоков эта оболочка схожа с электроном, который надели поверх «шубы» протона. После такого преобразования направление внешнего тороидального вращения нейтрона изменится на противоположное по сравнению с протоном и проявит себя в опытах как отрицательный знак магнитного момента (как и у электрона). Небольшое снижение скорости кольцевого вращения из-за появившегося дополнительного слоя приводит к уменьшению модуля магнитного момента, унаследованного нейтроном от его центральной части – протона. Скорость же кольцевого вращения на экваторе электрона, по результатам опытов Штерна и Герлаха, оказалась в 172 раза выше скорости света в вакууме.

0 Рис-2.png

Античастицы

Электрон и позитрон

Существование античастиц впервые предсказал Дирак в 1928 году. Это следовало из полученного им релятивистского волнового уравнения для электронов и других частиц, имеющих спин. Уравнение имело четыре независимых решения для электрона, соответствующих четырём состояниям (учитывая спин): два с положительной энергией и два – с отрицательной. Позднее Дирак показал, что электрон в состоянии с отрицательной энергией можно отождествить с положительно заряженным электроном, т. е. с частицей, которая является античастицей для электрона. В это же время молодой физик-экспериментатор Андерсон собирал оборудование для астрофизической лаборатории, намереваясь заняться изучением космических лучей. Он улучшил камеру Вильсона, поместив её в магнитное поле. При помощи такого аппарата Андерсон смог фотографировать треки из капелек конденсата и по полученным фотографиям изучать траектории движения частиц. Интенсивность трека, оставленного частицей, зависела от её массы, а отклонение траектории в магнитном поле говорило о величине и знаке электрического заряда. В 1932 году на фотографиях проявились следы положительно заряженных частиц, изгиб траекторий которых был зеркален трекам электронов. Так была впервые экспериментально обнаружена античастица – позитрон. Позже позитроны проявлялись в опытах по взаимодействию высокоэнергетических γквантов с веществом и при искусственной радиоактивности. В настоящее время экспериментально обнаружены античастицы всех известных частиц.

С появлением внутренней структуры у тороидов стало возможным ответить на вопрос о том, как же выглядят античастицы. Электрон и позитрон различаются только знаком электрического заряда, остальные их свойства – масса покоя, абсолютная величина заряда, скорость вращения – совпадают. Из предыдущей работы [3][с. 22] мы знаем, что за отклонение траектории частиц в магнитном поле ответственен не заряд, а магнитное поле (вращение частиц вокруг своих осей с некоторой скоростью υк) и проявление эффекта Магнуса при их поступательном движении (рис. 10). Следовательно, электрон и позитрон будут отличаться направлением кольцевого вращения относительно вектора движения эфира в центральном отверстии. Потоки эфира, отвечающие за «заряд», способствуют только ориентации тороида в поле, но не придают ему бокового ускорения. Именно поэтому нейтрон отклоняется от прямолинейного движения не поперёк, а вдоль поля (перпендикулярно плоскости рисунка 10), несмотря на наличие у него кольцевой скорости υк, – он просто не может быстро сориентироваться в поле магнита без ярко выраженных тороидальных потоков эфира.

1 Рис-10.png

Начнём подробное рассмотрение внутреннего строения тороидов с самой простой на первый взгляд частицы – электрона. Доподлинно неизвестно, вращается ли в них однородный эфир, либо какието миниатюрные эфирные образования вроде кварков. Ради простоты модели примем, что вихрь состоит из сплошной газоподобной среды. Для начала изобразим то, как направлены вектора электрического и магнитного полей при протекании тока по проводнику (рис. 11) [3][с. 33]. Если представить, что тороидальное движение эфира в электроне (ответственное за заряд) представляет собой витки замкнутой спирали в пружинном тороиде, то можно назвать их «локальными линиями электрического тока», а их вращение – «локальным магнитным полем» электрона. Согласно правилу буравчика, эти локальные магнитные вихри должны быть закручены по правому винту. Тогда, посмотрев в торец проводника со стороны положительной клеммы источника питания, мы увидим такое распределение потоков внутри электрона, как на рисунке 11 (А-А). Единственное, что на данном этапе исследования неизвестно, – это то, как завита сама пружинка внутри частицы. Для ясности примем, что она закручена тоже по правому винту. Сами комбинации право- и левовинтовой намотки пружинки в сочетании с правым и левым винтом вращения самих витков дают только четыре разных сочетания (протон, электрон и их античастицы), а качественно на опыте различаются только два из них (по знаку «заряда», без учёта разницы в массе).

1 Рис-11.png

Принимая направление вектора скорости эфира, выходящего из центрального отверстия электрона, за положительное (от рисунка к читателю) убедимся, что внешний поток (проявляющийся как магнитное поле) закручен по левому винту – так и должно быть для «отрицательной» частицы. Именно этот левозакрученный поток обеспечивает смещение электрона в сторону «отрицательно» заряженных частиц по правилу левой руки (рис. 10). Чтобы частица вела себя как «положительная», надо закрутить внешний магнитный поток в другом направлении – это и будет позитрон, т. е. частица, отличающаяся от электрона (в классическом представлении) только знаком заряда (рис. 12).

1 Рис-12.png

Чем позитрон отличается от протона? Во-первых, у него основная «пружинка» завита по правому винту, а у протона – по левому. Во-вторых, это размеры и плотность вихрей. Центральное отверстие у позитрона гораздо шире, чем у протона, по этому параметру их можно уподобить надувному кругу и бусинке.

Протон и антипротон

Протоны и электроны в составе атома связаны пáрами (при рассмотрении «одуванчиковой» модели атома в параграфе 9 будет показано, как именно они соединяются в атоме), и потоки эфира между ними должны быть согласованы по направлениям вращения. Чтобы изобразить вихри протона, соединим его с электроном так, как они бы расположились друг относительно друга в атоме водорода (рис. 22). Как видите, существует такое взаимное положение двух вращающихся тороидов, при котором потоки эфира на их ближайших сторонах совпадают по направлению, что обеспечивает их «притяжение», а точнее – «приталкивание» внешним давлением эфира. Из этого рисунка можно установить, что у протона направление вращения зеркальное относительно электрона: пружинка завита по левому винту и вращение самих витков происходит против часовой стрелки.

1 Рис-22.png

Магнитный момент протона впервые был измерен при отклонении молекулярного пучка неоднородным магнитным полем [4] [с. 362]. В принципе, этот метод не отличался от схемы Штерна-Герлаха. Опыты проводились с водородом, при этом необходимо было компенсировать магнитный момент электрона, превосходящий почти в 2000 раз ядерный магнетон. Для этого эксперименты производились не с атомарным водородом, а с молекулярным, т. к. в молекуле H2 суммарный орбитальный момент электронов может быть скомпенсирован. Однако у молекулы Н2 останется магнитный момент, создаваемый протонами и вращением всей молекулы. Дело в том, что молекулярный водород существует в двух формах: в виде орто- и параводорода. В молекуле ортоводорода спины ядер параллельны, а у параводорода – направлены встречно друг другу. При очень низких температурах равновесие между ортоводородом и параводородом почти полностью сдвинуто в сторону последнего. При комнатной температуре равновесная смесь имеет соотношение ортопара 3:1[5]. Поэтому предпочтительно было использовать параводород, поскольку такие молекулы не вносят вклад в магнитный момент, обусловленный вращением молекулы. Очень точные измерения магнитного момента протона дали значение 2,7928456(11)μя вместо ожидаемого одного ядерного магнетона. Положительный знак магнитного момента протона означает, что его направление сонаправлено с вектором его спина.

У антипротона отличие будет в направлении вращения витков пружинного тороида – по ходу часовой стрелки (рис. 23). Следовательно, в магнитном поле он будет отклоняться в сторону как отрицательная частица. Антипротон экспериментально обнаружен в конце 1955 года Чемберленом, Сегрэ, Вигандом и Ипсилантисом при бомбардировке медной мишени протонами с энергией порядка 6 ГэВ. Чтобы отделить π-мезоны от антипротонов, их разделяли магнитным полем по импульсам, которые измерялись двумя независимыми способами: по времени пролёта и с помощью нескольких счётчиков Черенкова [6] [4] [с. 480]. Не углубляясь в устройство установки для эксперимента, следует отметить, что, будучи построенной «зеркально», она регистрировала только пролетающие протоны.

1 Рис-23.png

Нейтрон и антинейтрон

Что известно о нейтроне? Нейтрон свободно пролетает сквозь вещество, и атомные ядра его не отталкивают. При взаимодействии с гравитационным полем он падает как макротело с ускорением g, при этом нейтрон – единственная из известных элементарных частиц, имеющих массу покоя, для которой непосредственно наблюдалось искривление траектории пучка в поле земного тяготения [7]. Измерение его массы явилось первым и основным надёжным фактом, позволившим Чедвику заявить о существовании нового элементарного образования – нейтрона. Открытое Боте и Беккером сильно проникающее излучение, идущее из бора и бериллия под действием ‘‘α’’-лучей, было способно выбивать протоны из водородсодержащего вещества. Работа Жолио и Кюри, предшествующая открытию Чедвика, свидетельствовала о том, что это излучение имеет необычно большое значение энергии для γ-лучей: 50 МэВ для бериллия и 35 МэВ – для бора. Чедвик повторил эти опыты и дополнительно проверил результат на других веществах, в частности – на гелии и углероде, измеряя энерги ядер до и после столкновения. Он пришёл к выводу, что гипотеза о γ-лучах противоречит законам сохранения энергии и импульса, и предположил, что излучение состоит из нейтральных частиц с массой 1, т. е. из нейтронов. Продолжив эти исследования, в 1935 г. Чедвик и Гольдхабер опубликовали значение массы 1,0084, но указали, что это значение может возрасти до 1,0090, если будет доказана необходимость обнаруженной к этому времени поправки к атомным весам лёгких элементов (позже это подтвердилось). Также в их статье впервые было высказано предположение о возможной радиоактивности нейтрона, хотя процесс распада свободного нейтрона был открыт только тринадцать лет спустя [7].


Эксперименты, проводившиеся для определения величины заряда нейтрона, делятся на прямые и косвенные. Нас интересуют прямые эксперименты, к которым относятся опыты по ионизации газов нейтронами (по опытам Ди заряд нейтрона не превышает 1/700 заряда протона) и электростатическому отклонению пучка тепловых нейтронов (опыты Шапиро и Эстулин, предварительная оценка qn < 6·10-12 |qe|). Самым прецизионным прямым экспериментом считается опыт Шалла, Беллмана и Веджвуда, его результаты дали оценку qn = (-1,9 ± 3,76)·10-18 |qe|. Они использовали последовательное отражение потока нейтронов от двух кристаллов кремния [7], а во время полёта между кристаллами на нейтроны воздействовали сильным электростатическим полем (рис. 24). Так что можно считать, что заряд нейтрона практически нулевой, т. е. никак не проявляет себя в экспериментах.

1 Рис-24.png

Почему нейтрон не взаимодействует с электрическим полем? В классической физике ответ прост: нет заряда, нет и взаимодействия (без уточнения того, что представляет собой заряд). Но раз эфиродинамика пытается проникнуть глубже, нужно выдвинуть несколько гипотез. Во-первых, как говорилось ранее, нейтрон (скорее всего) не имеет вокруг себя далеко распространяющихся потоков эфира, ответственных за заряд. Следовательно, плечо силы, разворачивающей нейтрон в электрическом или магнитном полях, будет маленькое и частице потребуется больше времени, чтобы поляризоваться. Во-вторых, структура электрического поля между двумя зарядами такова, что представляет собой фарадеевскую трубку, потоки на внешней и внутренней поверхностях которой движутся в разные стороны (рис. 25). Если даже предположить, что радиусы электрона и нейтрона совпадают (а точных значений до сих пор нет, т. к. у частиц нет чётких границ), то нейтрону надо иметь широкое отверстие, чтобы пропустить один поток сквозь себя, а второй – по внешней стороне. Но, имея в своей сердцевине протон [3][с. 40], нейтрон будет обладать крошечным отверстием. И тогда он пролетит насквозь эфирную трубку, испытывая на себе два примерно одинаковых по силе воздействия: от внутренней и внешней составляющих потока, толкающих его в противоположные стороны. Суммарный импульс, который он получит после прохождения каждой такой трубки, будет близок к нулю. Единственное, что нейтрон сможет приобрести в таком поле – прибавку к скорости вращения вокруг своей оси. В-третьих, если нейтрон будет в несколько раз больше или меньше электрона, создающего эфирную трубку, то из-за несовместимости масштабов он не сможет прореагировать с полем. Имея маленький размер, он будет попеременно попадать то во внешний поток, то во внутренний; траектория полёта станет синусоидальной, а среднее значение синуса за период равно нулю. Имея крупный размер, нейтрон одновременно будет испытывать давление от множества эфирных трубок с противоположных сторон, что также не придаст ему ускорения.

1 Рис-25.png

В отличие от электрического поля, магнитное представляется ламинарным потоком эфира, не имеющим завихрений и неоднородностей внутри потока. Поэтому размер и форма частиц не так критична при взаимодействии с ним. Открытие магнитного момента у электронейтральной частицы стало неожиданностью. Считается, что магнитный момент создают скрытые электрические токи (вращение зарядов внутри частицы). Усовершенствованная техника измерения магнитных моментов, применявшаяся в опыте Штерна Герлаха, позволила измерить магнитный момент протона и дейтрона. Было обнаружено существенное различие этих величин. В апреле 1934 г. в работе Эстермана и Штерна было высказано предположение о том, что магнитный момент дейтрона должен быть равен сумме магнитных моментов протона и нейтрона. Почти одновременно с этой публикацией в Докладах Академии наук СССР появилась работа Тамма и Альтшуллера. Они анализировали данные о магнитных моментах ядер, известные из спектроскопических работ по сверхтонкому расщеплению, и также пришли к выводу о существовании у нейтрона отрицательного магнитного момента, имеющего величину порядка 0,5 ядерного магнетона. Однако экспериментально подойти к проблеме поиска магнитного момента нейтрона в те годы было невозможно, поскольку для установки Штерна-Герлаха не существовало источников нейтронов с достаточной интенсивностью. Проблема экспериментального подтверждения сохранялась до появления работы Блоха в 1936 г., в которой указывалось, что наличие у нейтрона магнитного момента должно приводить к появлению специфического магнитного рассеяния на ферромагнетиках. В 1937 г. Ласлефт предпринял попытку обнаружить различие в сечении рассеяния нейтронов на железе выше и ниже точки Кюри, но эффекта не обнаружил. В то же время Даннинг, Пауэрс и Байер сообщили о поиске магнитного рассеяния, но величина и знак магнитного момента пока оставались неизмеренными. Вскоре Раби предложил способ изменения знака поляризации нейтронов – их «переворачивание» резонансным радиочастотным методом (спинфлиппер Раби), – а Швингер дал теорию деполяризации нейтронов при пропускании через размагниченный ферромагнетик. Практически в то же время Фриш и Халбан сообщили, что им удалось деполяризовать нейтронный пучок, поместив на его пути тонкий соленоид, в котором направление магнитного поля было перпендикулярным к направлению поля в магнитах поляризатора и анализатора (рис. 26б). Через месяц Фриш сообщил, что ему удалось подтвердить отрицательный знак магнитного момента у нейтрона. В том же 1937 г. появилась работа группы, работавшей с Пауэрсом, в которой были установлен знак и получена экспериментальная оценка величины магнитного момента: наиболее вероятное значение μn = -2 μя, а возможные пределы этой величины -3 < μn < 1 μя[7]. Отрицательный знак магнитного момента означает, что он направлен противоположно спиновому моменту импульса (как у электрона).

Имеются опыты непосредственно подтверждающие, что проекция магнитного момента нейтрона на физическую ось может принимать только два значения, что можно считать прямым подтверждением равенства спина одной второй. Среди этих опытов:

  1. опыт Юза-Берджи по отражению нейтронов от намагниченного зеркала, доказавший,что имеется два значения критического угла;
  2. демонстрация Шаллом явления двулучепреломления нейтронной волны в призме из магнитного вещества (рис. 27). Это явление основано на различии показателя преломления для нейтронов с двумя различными ориентациями проекции магнитного момента. Как и предыдущий, данный опыт основан на различии в величине магнитной энергии для двух спиновых компонент;
  3. прямой эксперимент типа опыта Штерна-Герлаха на свободном нейтроне, состоящий в разделении нейтронного пучка по спиновым компонентам в неоднородном магнитном поле; впервые осуществлён в 1954 г. в Ок-Ридже (рис. 26а);
  4. эксперимент по замедлению или ускорению нейтронов в магнитном поле. Идея этого эксперимента была предложена Драбкиным и Житниковым в 1960 г.
1 Рис-26.png1 Рис-27.png

Наиболее точное значение магнитного момента нейтрона было получено методом, представляющим собой видоизмененный вариант опыта с магнитным резонансом [4] [с. 362]. На рисунке 26б изображена итоговая схема опыта. Пучок нейтронов пропускался через два намагниченных до насыщения ферромагнетика (1) и (2). Обладая магнитным моментом, нейтроны должны испытывать дополнительные электромагнитные взаимодействия при прохождении через пластины ферромагнетика. В магнитном поле нейтрон должен вести себя подобно стрелке компаса и в зависимости от ориентации вектора магнитного момента, он будет испытывать притяжение или отталкивание. Таким образом, ферромагнетик (1) проявляет себя как поляризатор, пропускающий нейтроны с преимущественной ориентацией магнитных моментов. Второй ферромагнетик (2) ведёт себя как анализатор. Он пропускает различное число нейтронов в зависимости от взаимной ориентации векторов намагниченности ферромагнетиков (1) и (2). Знак магнитного момента нейтрона был определён с помощью слабого постоянного продольного магнитного поля B, созданного между ферромагнетиками (1) и (2) соленоидом (3). В этом магнитном поле возникает прецессия магнитных моментов нейтронов, направление которой зависит от знака магнитного момента. Результатом прецессии должно явиться изменение числа нейтронов, проходящих через анализатор (2). Для измерения магнитного момента нейтрона, кроме продольного поля В, между ферромагнетиками (1) и (2) было приложено поперечное высокочастотное резонансное поле B1, вызывающее переориентацию магнитных моментов нейтронов и, вследствие этого, изменение числа нейтронов, проходящих через второй ферромагнетик. Эксперимент даёт значение для собственного магнитного момента нейтрона -1,91304272(45) ядерного магнетона. Так был подтверждён и измерен магнитный момент, но причины его существования у нейтрона пока остаются для науки невыясненными. Считается, что разгадка кроется в сложной внутренней структуре и кольцевых токах, которые проявляют своё присутствие в виде магнитного поля частицы.

У протона, электрона и нейтрона спин одинаков и равен 1/2 (вектор «вниз» или «вверх»), но магнитный момент нейтрона имеет отрицательный знак, т. е. направлен противоположно механическому (спиновому) моменту количества движения. Это говорит о том, что механическое вращение массы нейтрона идёт в одном направлении, а магнитный момент ему противоположен из-за вывернутых наружу кольцевых токов «электронной» оболочки, которые в магнитном поле дают ему ориентацию, противоположную протону. Поэтому магнитные моменты протона и нейтрона разнонаправлены, а магнитные моменты нейтрона и электрона – сонаправлены, что косвенно подтверждает строение нейтрона как протона и обволакивающего его электрона. Этапы возникновения «электронной» оболочки нейтрона показаны в параграфе 9 на рисунке 46, где рассматривался процесс рождения электронной оболочки у протона и создание атома водорода. Стоит отметить, что, идя по пути наименьшего сопротивления, оболочка нейтрона постарается свести перепад скоростей эфира в себе к минимуму. Отверстие у неё сверху и снизу практически отсутствует, а толщина стенок будет меняться от экватора к полюсам. Это вытекает из предположения, что скорость тороидального течения эфира во внешнем вихре остаётся почти постоянной. Тогда, чтобы сохранить постоянным расход эфира, поперечное сечение вихря у полюсов (S1) должно равняться поперечному сечению восходящего и нисходящего вихрей на экваторе (S2 и S3). Для этого внешняя и внутренняя стенки присоединённого вихря будут иметь различную толщину, обратно пропорциональную своим радиусам. При этом кольцевая скорость эфира, приобретённая от заключённого в центре протона, будет снижаться во внешнем слое (магнитный момент нейтрона меньше, чем у протона), а тороидальная почти полностью сохранится. При таком представлении нейтроны будут похожи видом своего «поля» на маленькие магниты, но только в том смысле, что у них будет сердцевина и внешняя оболочка, тороидальное движение в которых направлено в разные стороны (рис. 28).

1 Рис-28.png

Приведём практически дословно отрывок из книги[4][с. 488-490] и узнаем следующее: «Структура нуклона определяется свойствами других частиц. В нуклоне непрерывно происходят виртуальные процессы, в результате которых нуклон представляется сложной композицией многих других частиц. В центральной части нуклона находится ядро («керн») с радиусом (0,2...0,4)·10-15 м. Керн окружает облако виртуальных частиц-античастиц (в том числе пионов), которые постоянно рождаются и поглощаются. Рассеяние быстрых электронов с энергией вплоть до 550 МэВ на протонах позволило изучить распределение плотности электрического заряда протона в зависимости от расстояния r от центра керна. На рисунке 29 показана зависимость от радиуса r заряда q, содержащегося в шаровом слое, заключённом между радиусами r и r + Δr. Площадь под кривой равна заряду протона. Кривая на рисунке 29а имеет резко выраженный максимум, приходящийся на расстояние Rе = 0,77·10-15 м, которое называется электрическим радиусом протона». Результаты подобных опытов по рассеянию быстрых электронов на нейтронах изображены на рисунке 29б.

1 Рис-29.png

В книге [8][с. 212] имеется несколько иной рисунок с похожими графиками, который тоже косвенно подтверждает наличие двух уплотнённых оболочек внутри нуклонов (керна и шубы») и даже третьего слоя, названного «глюоно» (рис. 30). Гипотеза о том, что представляет собой эфирная «шуба», будет описана в параграфе 23.


1 Рис-30.png

Продолжим цитату из книги [4][с. 488-490]. «Рассеяние происходит так, что «электрический радиус» нейтрона равен нулю. При взаимодействии с быстрыми электронами нейтрон имеет пионное облако, совпадающее по размерам с керном. Электрический заряд распределяется по нейтрону так, что во внешней и внутренней областях он отрицателен, а в средней области положителен. Полный электрический заряд нейтрона, равный площади пaод кривой, равен нулю. Структура нуклона позволяет объяснить наличие отрицательного магнитного момента у нейтрона и аномально большое значение магнитного момента протона. Можно предположить, что это объясняется наличием у нуклона заряженного пионного облака, вращение которого должно быть связано с появлением некоторого «тока» и соответствующего ему магнитного момента. В случае протона положительное пионное облако создает магнитный момент, дополнительный к магнитному моменту керна того же знака, что и приводит к аномальному значению магнитного момента протона (на 1,79 больше одного магнетона Бора). В случае нейтрона отрицательное пионное облако создает отрицательный магнитный момент. Представление о пионном облаке нуклона оказывается весьма плодотворным и позволяет, например, объяснить различие масс нейтрона и протона существованием энергий электростатического и магнитного взаимодействия керна нуклона с пионными облаками».

Из приведённого отрывка можно заключить, что протонное «ядро» нейрона (2·10–16 м) ещё сильнее сжимается под действием внешней оболочки, а толщина этой самой «электронной» оболочки не такая уж ничтожная. График можно перевернуть, потому что знак заряда керна мог бы быть и положительным, так как он определяется исключительно положением «полюсов» нейтрона по отношению к подлетающему электрону. А узнать из имеющегося описания, как они на самом деле были расположены – невозможно. Но главное здесь то, что скорость тороидального течения эфира в условно «положительной» и «отрицательной» областях сохраняется, что гарантирует нулевой электрический заряд.

Несмотря на то, что суммарный электрический заряд у нейтрона равен нулю, он тоже обязан иметь зеркальную античастицу. Магнитные поля нейтрона и антинейтрона точно так же оказываются закрученными противоположно, остальные характеристики останутся без изменений. Предположительно, антинейтрон рождается из антипротона путём присоединения к нему вихря-оболочки. В 1956 году в опыте Корка, Ламбертсона, Пиччони и Вензеля был открыт антинейтрон. Для получения этой частицы использовалась реакция «перезарядки» антипротонов, происходящая по схеме превращения (протон + антипротон) → (антинейтрон + нейтрон). Факт образования антинейтрона обнаруживался по воссоединению его с нейтроном с выделением энергии порядка 2mnc2 = 1900 МэВ, где mn – масса покоя нейтрона. Антипротоны возникали при бомбардировке мишени бериллия протонами, ускоренными до энергии 6,2 ГэВ. Методом выделения антипротонов [4][с. 480] отсекался пучок в 350-600 антипротонов в час, который направлялся в так называемый конвертер, где происходила перезарядка антипротонов. Конвертер представлял собой сосуд, наполненный сцинтиллирующей жидкостью [9] , а результат перезарядки фиксировался четырьмя фотоумножителями. Антипротоны, возникшие вместе с другими частицами, проходили через два счётчика, разделённых свинцовым экраном, в которых отделялись все заряженные частицы, γ-фотоны, π-мезоны, и на выходе оставались практически только нейтральные частицы. В последнем счётчике из свинцового стекла по рождению π-мезонов ре-гистрировались процессы объединения антинейтронов и нейтронов. Регистрация антинейтронов сводилась к наблюдению срабатывания самого последнего счётчика мезонов, счётчика антипротонов на входе и свечения в конвертере при отсутствии импульсов от других счётчиков, которые не срабатывали на нейтральных частицах. На опыте наблюдалось 60 антинейтронов с выходом примерно 0,0028 на один антипротон. По характеру поглощения π-мезонов, образовавшихся в результате воссоединения нейтрона и его античастицы, удалось установить, что воссоединение происходит вблизи атомного ядра.

Сводная таблица частиц и античастиц

0 Рис-3.png
0 Рис-4.png

Галерея изображений

✅Комментарии читателей

Анонимные отзывы

Вырази своё мнение! Это бесплатно, безопасно, без регистрации и рекламы.
См. Популярные статьи
См. Журнал комментариев (всего 18)
См. Журнал форума


Добавить свой комментарий
На сайте Эфиродинамика Вики приветствуются все комментарии. Если вы не хотите быть анонимным, зарегистрируйтесь или представьтесь. Это бесплатно.



Ссылки

  1. Надеев Р.К., Надеев Т.Р. — Эфир Вселенной, 2009 г.
  2. Жужа М.М. — Эфиродинамика от элементарных частиц до вихревой модели атома, 2017 г.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 1 Жужа М. М. - Вихревые модели в электричестве и магнетизме: Монография, 2015 г.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Детлаф А.А., Яворский Б.М. - Курс физики. Волновые процессы. Оптика. Атомная и ядерная физика. Изд. 3-е, 1979 г.
  5. Википедия - Водород
  6. Излучение Вавилова-Черенкова возникает при движении заряженной частицы в прозрачной среде со скоростью υ, большей скорости света в этой среде, т. е. при υ > c/n, где с – скорость света в вакууме, а n – показатель преломления среды. Это позволяет определить массу и разделить частицы с одинаковым импульсом m υ на лёгкие (вызывающие свечение) и тяжёлые (не вызывающие отклика среды).
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Франк А.И. - Фундаментальные свойства нейтрона: пятьдесят лет исследований, 1982 г.
  8. Ацюковский В.А. - Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире, 2016 г.
  9. Сцинтилляторы – это вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении излучения. Они иони-зируются и мгновенно одной вспышкой испускают свет, причём количество фотонов можно считать пропорциональным поглощённой энергии. В 1903 г. физик Крукс построил прибор, предназначенный для счёта ‘‘α’’-частиц. Жидкие сцинтилляторы – это растворы сцинтиллирующего вещества в органической жидкости. В них можно вводить добавки чувствительные к какому-то определённому виду излучения. Например, для медленных нейтронов нужно, чтобы они провзаимодействовали с протонами, тогда вводят 6 Li или 10 B. Без добавок органические детек-торы могут регистрировать только быстрые нейтроны, благодаря водороду в своём составе.