Фрактальные представления структуры субатомных частиц и фотона, ядра и атома

В [1, 5, 7] представлена фрактальная форма субатом­ных частиц на основе анализа постоянной тонкой структуры α^-1 = 137,03597. Константа а представляет собой квадрат элементарного заряда в единицах заряда электрона е, скорости света С, постоянной Планка ħ и выражается в системе СГС в форме: α = e²/(ħC). (В системе СИ в знаменатель этого выражения вводится множитель 4πε₀.) Эта константа связи является безраз­мерной величиной, характеризующей силу электроста­тического взаимодействия двух элементарных частиц. Для понимания заметим: в атомной физике полагали, что постоянная α показывает, как сильно элементарная частица взаимодействует с себе подобной, поэтому она характеризует только силу электростатического оттал­кивания двух электронов. В п. 2.3 показано, что кон­станта описывает тонкую структуру пространства, кото­рая образуется в результате перехода кинетической энергии фотона в потенциальную энергию; по-другому можно сказать так: структура пространства образуется комбинациями элементарных составляющих коллапси-рованных фотонов (см. ранее п. 4). Численное значение величины α весьма мало, что отражает энергию элек­трического взаимодействия двух элементарных частиц. Автор представил (см. пп. 2.2, 4.1) фрактальную форму записи константы α, на основании которой удалось рас­познать образ электрона в форме полушара. Установ­ленная форма электрона позволяет представить конст­рукции протона и нейтрона.

Таким образом, субатомные частицы представляют собой форму полушара, а фотон, можно сказать, имеет форму объемной восьмерки, что показано ниже. При этом следует учитывать, что субатомные частицы не точки и не твердые полушария, они обладают внутрен­ней структурой, которую можно рассматривать как электромагнитные волновые сгустки, несущие электри­ческий заряд. Нынешняя физика не в состоянии объяс­нить спин (собственный момент количества движения), структуру субатомных частиц и фотона и построить точ -ную количественную теорию магнитных моментов ну­клонов, так как магнитные моменты протона и нейтрона определяются структурной формой кварков. Структур­ное представление противоречит вероятностным формам изображения материи.

Вкратце рассмотрим структуру субатомных частиц и фотона (см. п. 4.1).

Электрон не имеет различий во внутренней структуре, его заряд отрицательный и выражается в натуральных единицах как -1.

Кварк протона зарядом (-1/3) представляет собой тончайший слой, разделяющий частицу на две равные части — кварки зарядом (+2/3).

Два кварка нейтрона зарядом (-1/3) имеют форму сферического двуугольника со значением внутреннего угла π/4, а посередине расположен кварк зарядом (+2/3).

Фотон электронейтрален, ибо его составляющие про­тивоположно заряжены; каждая составляющая имеет соответственно заряд +1 и -1.

Установление формы электрона в виде полушария показывает корректное понимание 1/2 спина электрона как изображения проекции электрона на плоскости в виде половины круга. Поэтому значение ±1/2 есть зна­чение квантового числа, характеризующее проекции движущихся электронов на направление магнитного поля. Магнитный момент электрона выражается в атом-

ной единице как 1. Этот коэффициент 1 называют квантовым числом магнитного момента электрона, кото­рое характеризует отклик частицы на внешнее магнит­ное поле. Вектор магнитного момента электрона антипа­раллелен вектору его собственного момента количества движения (спина). Причиной противоположных на­правлений моментов является отрицательный знак электрического заряда электрона. Экспериментом, под­твердившим наличие спина и магнитного момента у электрона, является, опыт Штерна - Герлаха. Продолжим объяснение результатов этого опыта.

Так, квантовое число 1 магнитного момента электрона есть значение проекции кванта электромагнитного поля, которое возникает вследствие поляризации структуры пространства движущейся частицей [4]. Заметим, что установленная форма фотона показывает корректное понимание целочисленной величины 1 как квантового числа спинового момента частицы света, ибо проекция фотона на плоскости есть целый круг вследствие эк­вивалентности восьмерки и круга. (Объяснение спина кванта электромагнитного поля фотона представлено ниже.) Поэтому возникающее магнитное поле движу­щегося электрона в форме замкнутых силовых линий характеризуется целым квантовым числом 1 и про­порционально элементарному кванту действия — по­стоянной Планка ħ. Магнитный момент электрона в системе СИ выражается новой атомной единицей, величина которой равна β_е = 1,855 • 10^-23 А • м² [5].

Нынешняя физика использует другую несуществую­щую в природе связь — между магнитным моментом, связанным с вращением электронов по орбите, и орби­тальным моментом электрона — с помощью магнетона Бора. Однако согласно фрактальной физике [2, 9], элек­троны не обращаются вокруг ядра, а занимают опреде­ленное энергетическое положение. Поэтому нынешняя физика использует неверное представление магнитного момента. Чтобы связать это с экспериментом, нынешняя

физика использует чистую спекуляцию: «Этот факт учитывается, когда говорят, что необходимо ввести фактор 2 (называемый g-фактором для спина). Такой g-фактор 2 для спина электрона необходимо ввести в со­ответствии с теорией относительности».

Спин имеется у протона и нейтрона, причем кванто­вое число спина этих частиц такое, как и у электрона s = 1/2, так как они имеют одинаковую форму полушара. Направление магнитного момента протона совпадает с направлением его спина, однако, направление магнит­ного момента нейтрона противоположно его спину. Причиной различия направлений моментов является знак электрического заряда элементарных частиц. Маг­нитный момент нуклонов выражается в ядерных магне­тонах. Ядерный магнетон в системе СИ выражается но­вой единицей β_я = 1,010 • 10^-26 А • м². Так как магнитный момент протона по величине примерно в 658 раз меньше магнитного момента электрона, то его влияние чрезвы­чайно мало [5].

На основании положений фрактальной физики вы­числены (см. п. 4.3) собственные значения магнитных моментов протона, нейтрона и электрона в новых ядер­ных магнетонах β_я и новой атомной единице β_е, как значения (2,79; 1,93; 1,00) соответственно [1, 3, 5, 7].

Значения (1,00; 1,93; 2,79) магнитных моментов частиц совпадают с экспериментальными данными с точностью «вакуумных» добавок, определяющих влияние структуры пространства. Автор предполагает, что измерения маг­нитного момента нейтрона, представляемого величиной 1,91, неточны. Однако Р.Фейнман в своих работах [14] указал практическое значение магнитного момента нейтрона величиной 1,93. Такое расхождение в значении магнитного момента является следствием нестабильности нейтрона, так как в свободном состоянии данная частица примерно за 15 минут превращается в протон с испуска­нием электрона.

Экспериментальная работа Тейлора, Кендалла и Фридмана (нобелевские лауреаты 1990 г.) [15] подтвер­ждает составную модель нуклонов, хотя формы и поло­жения этих составляющих не описаны. Эти составляю­щие приняты за кварки. Эта работа также указывает, что структура нейтрона отличается от протона.

Теперь вкратце рассмотрим фрактальную структуру фотона и его спин. Установленная форма фотона в виде объемной восьмерки подтверждается как геометриче­скими представлениями, так и следующими экспери­ментами.

Во-первых, для сравнения со спином субатомных частиц заметим, что установленная форма фотона по­казывает корректное понимание целочисленной величи­ны 1 как квантового числа спинового момента частицы света, ибо проекция фотона на плоскости есть целый круг вследствие эквивалентности восьмерки и круга.

Во-вторых, фотоны, обладающие соответствующей энергией, взаимодействуя с атомным полем, превраща­ются в электронные и позитронные пары и следы их движения могут быть наблюдаемы. Вспомнив закон со­хранения электрического заряда, приходим к выводу, что составляющие фотона противоположно заряжены, хотя сам фотон в целом электронейтрален.

Установление фрактальной структуры фотона [1, 5, 7] привело к изменению представлений об электрической природе, где носителем электромагнитного взаимодей­ствия является электронейтральный фотон (квант), со­ставляющие которого при этом противоположно заря­жены. Это позволяет раскрыть природу электрической проводимости. При этом фотоны являются как инициа­торами возбуждения электронов атома, так и энергети­ческими носителями этого возбуждения. Электроны в проводнике не перемещаются, а остаются связанными со своими атомами. Возникновение фотона (кванта) обусловлено взаимодействием возбужденных электронов с вихревой структурой пространства атома (см. далее).

фотон «набегает» на электрон, возникающее в резуль­тате сложное движение можно описать, просто склады­вая заряды обеих взаимодействующих частиц. Этот про-цесс создания электрической проводимости можно представить как процесс образования уединенных волн, совсем недавно получивших название солитонов, несу­щих в данном случае отрицательный электрический за­ряд. Такая модель проводимости применена для описа­ния явления сверхпроводимости, в результате чего стало возможным синтезировать очень высокотемпературные сверхпроводящие соединения с критической температу­рой 373 К и выше [16].

Установление формы и структуры субатомных частиц и фотона позволяет разработать (см. п. 4.2) фрактальную модель атома водорода [2, 9]. Электрон, имеющий отри­цательный заряд, занимает определенное энергетическое положение, определяемое как притяжением глобальным зарядом протона q = +1, так и отталкиванием электро­на, вызываемым локальным зарядом (кварком) протона (-1/3). Для обеспечения устойчивого энергетического положения электрона протон водорода вращается вокруг центральной оси. Это вращение ядра не позволяет про­исходить процессу захвата электрона положительными зарядами (кварками) протона.

Фрактальная модель атома позволяет установить при­роду возникновения фотона. Рождение фотона обу­словлено взаимодействием возбужденного электрона с вихревой структурой пространства атома, возникающей между электроном и протоном. Поэтому можем утвер­ждать, что различие фрактальной модели и моделей Ре-зерфорда и Бора очевидно: в планетарной модели Ре-зерфорда электроны обращаются вокруг ядра, а в ста­тистической модели Бора электрон в атоме водорода да­же не фигурирует, а вместо него речь идет о распреде­лении вероятности. Это сравнение определяет вывод: планетарная и статистическая модели атома не соответ­ствуют действительности, ибо не позволяют раскрыть

природу возникновения фотона и определить энергии атома, электронных оболочек и его ядра. Нынешняя физика продемонстрировала свою несостоятельность при подгонке своих изысканий для одного только атома водорода. Фрактальная физика позволяет разрешить эти вопросы для всех элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Дополним, что сердцевина ядра атома образуется протонами, которые окружены нейтронной оболочкой [2, 9]. Одно из назначений нейтронной оболочки — удер­жать протоны на месте, поскольку протоны имеют оди­наковый глобальный положительный заряд, они взаимно отталкиваются. Это и понятно, ибо точечный заряд под действием электрических сил не может находиться в состоянии устойчивого равновесия. Поэтому самый центр сердцевины заполнен не протонами, а вихревой структурой пространства. Заметим, что фрактальные формы записи третьего закона Кеплера планетных дви­жений (см. ранее п. 2 и пп. 3.1, 3.5) и энергии ядер (см. пп. 4.2, 4.4) определены в соответствии с законом Ост­роградского — Гаусса для потока напряженности элек­трического поля. Это обусловлено проявлением фрак­тальных свойств материи и единства электромагнитной природы, что, в свою очередь, указывает на вращение ядра для обеспечения стабильности атомной системы. Возникающий магнитный момент ядра влияет на фор­мирование электронной структуры атома, ибо электроны (см. ранее) обладают спиновым магнитным моментом.