Происхождение нуклонов.

УДК 53.02

Введение.

В настоящее время существует описанное Р. Хофштадтером распределение массы и заряда нуклонов, составленное на основе экспериментов по столкновению пучков электронов высоких энергий (2 Гв) и нуклонов дейтрона [1]. (Нобелевская премия по физике 1961 г.), но модели атома, удовлетворяющей данным полученным при эксперименте, до настоящего времени не предложено.

Актуальность

При помощи упругого рассеяния электронов большой энергии на протонах (что является своего рода аналогом электронного микроскопа) Р. Хофштадтером было показано, что электрический заряд протона (+1,0 е) не сосредоточен в одной точке, а распределён в области около радиуса r ≈0,8 10−13 см.

Нейтрон состоит из тяжёлой сердцевины (керна) радиусом r ≈ 0,25·10−13 см, с высокой плотностью массы и заряда, которая имеет общий заряд q ≈ +0,35 e, и окружающей его относительно разреженной оболочки («мезонной шубы»). На расстоянии от r ≈ 0,25·10−13 до r ≈ 1,4·10−13 см. эта оболочка состоит в основном из виртуальных ρ-и π-мезонов и обладает общим зарядом q ≈ −0,50 e.Дальше расстояния r ≈ 2,5·10−13 см. от центра простирается оболочка из виртуальных ω-и π-мезонов, несущих суммарный заряд около +0,15 e.

В.А. Ацюковским предложена гипотеза о тороидальной форме нуклонов, вращающихся в противоположных направлениях [2,с.64].

А.И. Чурляевым предложена гипотеза «Теория упругой Вселенной» [3], позволяющая вычислять параметры элементарных частиц, но структура элементарных частиц представляется сферическими кольцами.

Автор производит в статье анализ, как эти две гипотезы соответствуют экспериментальным данным, полученным Р. Хофштадтером в свете предложенной автором гипотезы «Взаимодействие вращающихся тел» [4] и гипотезы «Теория приливной волны» [5].

Цели, задачи.

Целью статьи является исследование возможностей использовать на практике результаты расчета параметров элементарных частиц (протонов, нейтронов и электронов), полученных по методике «Теории упругой Вселенной» при взаимодействии их на примере простейшего атома дейтерия, если его нуклоны будут представлять тороидальные вихри.

Научная новизна.

Сферические кольца о которых идет речь в «Теории упругой вселенной» представляют из себя множество вложенных пар тороидальных вихрей, имеющих прецессию вокруг центра атома, поэтому правомочно заменить их, для упрощения рассмотрения взаимодействия, тремя тороидальных кольцами, представляющими протон, нейтрон и электрон. Вихрь электрона представляет также тороидальный вихрь, потому что вращение электрона происходит не только вокруг основной оси, но и вокруг промежуточной оси. Вращение вокруг промежуточной оси определяет магнитные свойства электрона и известно как кувырок Джанибекова. В момент кувырка основной кинетический момент электрона уменьшается из-за уменьшении собственной угловой скорости при афелии, что и способствует вращению вокруг промежуточной оси.

Рис.1 Действующие силы при вращении электрона вокруг промежуточной оси.

Кувырок Джанибекова возникает из-за того, что в момент афелия орбиты, полюс, находящийся внутри орбиты еще отталкивается приливными силами от нуклонов, а полюс, находящийся вне орбиты уже притягивается силами всемирного притяжения к нуклонам. Возникающий опрокидывающий момент и производит кувырок. Вращение вокруг промежуточной оси (ω) определяет магнитное поле электрона. Вращение вокруг основной оси (H) определяет электрическое поле электрона. Электрическое и магнитное поля зависят от расстояния между электроном и нуклонами, которое определяется в результате гравитационного взаимодействия производимого гравитационными волнами. Электричекое и магнитное поля являются следствием гравитационного взаимодействия, а не его причиной. Ветер возникает не от того, что деревья качаются, а от того, что какой то из вихрей циклона или антициклона оказался сильней, в данном случае это вихри протона и нейтрона, направляющие вихрь электрона своими гравитационными волнами.

Разница во взаимодействии протонов и нейтронов возникает, по мнению автора, при движении их в гравитационном поле черных дыр галактик между ее рукавами, при столкновении с фотонами физического вакуума, движущимися в составе гравитационных волн физического вакуума (рис.2) . Два одинаковых протона (адрона) при движении в физическом вакууме под действием гравитационного поля черной дыры галактики могут иметь противоположные направления вращения внешнего слоя. Адроны радиационных излучений представляют из себя «темную материю»-это заключается в том, что они гравитационные волны физического вакуума поглощают, в отличии от барионной материи, которая эти волны отталкивает. Поглощаемая материя идет, прежде всего, на формирование вихрей приливных волн. Приливная волна в адронах будет возникать на разном удалении от центров, отставая, по ходу вращения, от направления на источник гравитации. Набегающий поток фотонов будет смещать приливные волны по ходу своего движения, что равнозначно появлению в приливной волне электрической составляющей, которая вызовет появление магнитной составляющей, направленной по закону «левой руки». При вращении внешнего слоя адрона против часовой стрелки происходит образование атома водорода (рис. 2, а), Присоединенный вихрь, проходя через отверстие в торе, увеличивает свою скорость и будет вращаться быстрее адрона и будет от него отталкиваться, образуя электрон. К массе адрона добавляется масса электрона ( обозначена синим цветом на графике (рис. 2, с)

При вращении внешнего слоя адрона по часовой стрелке (рис. 2, b) происходит образование «мезонной шубы» нейтрона, которая вращается медленнее нейтрона и будет притягивается к нейтрону, представляя с ним одно целое. К массе адрона добавляется масса «мезонной шубы» (for coat – обозначена серым цветом на рис.2, d).

Сами керны протона и нейтрона претерпевают внутренние изменения- плотность верхних слоев керна протона увеличивается, а плотность верхних слоев керна нейтрона уменьшается. Изменения плотности происходят, прежде всего, во внешних слоях, но по мере изменения энергии нуклонов передается и внутренним слоям. И атом водорода и нейтрон являются представителями барионной материи, так как скорость вращения их внешних поверхностей, хоть и высока, но ниже чем скорость вращения фотонов физического вакуума. Высокая скорость вращения определяет водород как самый легкий элемент, а нейтрон как частицу обладающую высокой проникающей способностью.

Рис.2 Появление магнитного поля в структуре адронов и превращение их в атом водорода (рис. 2, а) и нейтрон (рис. 2, b). Графики распределения плотности в ядре дейтрона для протона (рис. 2,с) и нейтрона (рис. 2,d) взяты из книги [3].

С появлением электрической и магнитной составляющих возникает прецессия в атоме водорода и в нейтроне, которая приводит к тому, что нейтрон и атом водорода могут соединиться сильным взаимодействием в дейтерий и тогда магнитное поле обеих нуклонов будет совмещено противоположными полюсами, которые будут сходиться и расходиться в зависимости от гравитационной составляющей взаимодействия.

При соединении, присоединенные вихри нейтрона и протона имеют разное направление вращения и электрон раскручивается протоном, но тормозится нейтроном и при этом электрон тормозит мезонный слой нейтрона относительно нейтрона, переводя его на более низкую орбиту. Внутри радиуса электрона нет фотонов физического вакуума и нет ограничений вращения нуклонов со скоростью света и выше, так как фотоны отталкиваются от электронов, вращающихся медленнее фотонов.

Распад атома может произойти, если внешней силой (приливные силы) один из нуклонов будет опрокинут в кувырок Джанибекова и тогда взаимодействие из сильного превратится в слабое, которое ведет к отталкиванию нуклонов. Протон, являясь «темной материей», покидает место распада с высокой скоростью и участвует в дальнейшей экспансии вселенной, а более медленные нейтроны, являясь барионной материей, стягиваются в нейтронные звезды, обходя стороной менее скоростную, связанную в атомы, барионную материю, .

Полученное распределение масс может объяснить высокую проникающую способность нейтронов тем, что они имеют вблизи поверхности керна структуру низкой плотности, в которой хорошо возбуждается приливная волна. В соответствии с законом «Взаимодействия вращающихся тел» и «Теорией приливной волны», возникающая в нейтроне приливная волна отталкивает его, как тело вращающееся с высокой скоростью от барионной материи, вращающейся с меньшей скоростью и позволяет нейтрону избежать столкновений с барионной материей, обходя ее стороной. Явление это аналогично тому, как шаровая молния обходит плотные объекты и даже проходит сквозь них не оставляя следа.

Анализ взаимодействия нуклонов с электроном проводится с помощью оценки действия полных ускорений вызываемых приливными силами и силами всемирного притяжения. Для упрощения рассматривается только первая полная производная ускорения электрона по расстоянию (R) и по времени (t):

          G*Mp   2G1*Mp * {Rp *ωp *sin(ωp *t+ φp ) — Re *ωe *sin(ωe *t+φe )}
a_Σ p= —— + ——————————————————————————             (1)
R²                                                     R³

          G*Mn      2G1*Mn *{Rn *ωn *sin(ωn *t+ φn ) — Re *ωe *sin(ωe *t+φe )}
a_Σ n= ——– + —————————————————————————             (2)
R²                                                     R³

где:

a_Σ p, a_Σ n— полные ускорения электрона под действием сил притяжения протона или нейтрона;

G,G1- гравитационные постоянные;

Mp,Mn,Me-массы элементарных частиц;

Rp,Rn,Re-радиусы элементарных частиц;

ωp,ωn,ωe-угловые скорости вращения элементарных частиц;

φp,φn,φe-начальные фазы вращения элементарных частиц;

t-время;

R-расстояние между элементарными частицами;

Общее ускорение электрона в конкретной точке вычисляется векторным сложением полных ускорений создаваемыми протоном и нейтроном:

_       _       _

a_Σ i = a_Σ p+ a_Σ n

На (рис.3) рассмотрена структура зарядов нуклонов атома дейтерия. При анализе использовано движение электрона по орбите вокруг протона (p) и нейтрона (n). Графики (рис.3, b), (рис.3, c), структуры зарядов протона и нейтрона взяты из источника [3]. Цифрой (5) обозначена «мезонная шуба» нейтрона.

Автор выражает признательность авторам книги [3] за их заботу о читателях и предоставивших страницы (с.475, с.476) справочника по физике под редакцией Яворского Б.М., и Детлафа А.А. Изд.1980 г., который, как и предупреждали авторы, оказался для автора данной статьи недоступен. График структуры плотности электрона (рис.3. d) так же взят из этой же книги [3].

Протон, обладая более плотной структурой, несомненно обладает и большей скоростью вращения внешнего слоя, чем нейтрон.

Электрон будет раскручиваться протоном вступая с ним в сильное взаимодействие и взаимно тормозиться нейтроном, вступая с ним в слабое взаимодействие, характеризующееся взаимным торможением с увеличением расстояния. Притяжение к протону выражается в положительном значении заряда протона в перигелии орбиты электрона (1). Радиус орбиты электрона при этом становится меньше радиуса орбиты рассчитанного по закону всемирного тяготения И. Ньютона (Rgp).

Торможение и отталкивание от нейтрона имеет место после того как электрон увеличил свою скорость вблизи протона и входит в зону действия нейтрона (2). В этот момент скорость электрона выше скорости нейтрона и он отталкивается от нейтрона. Торможение электрона и нейтрона взаимное и осуществляется за счет повышения потенциальной энергии электрона, которая пополняется при подъеме электрона по орбите.

В момент афелия (3) электрическое поле нейтрона имеет положительное значение, потому что приливные отталкивающие силы, обратно пропорциональные кубу расстояния, ослабевают и вступают в действие силы всемирного тяготения И. Ньютона, обратно пропорциональные квадрату расстояния и это будет притяжение. Радиус орбиты электрона при этом становится больше радиуса орбиты рассчитанного по закону всемирного притяжения И. Ньютона (Rgn).

После того как электрон проходит афелий своей орбиты (4), его скорость снова становится больше скорости нейтрона и он тормозится и отталкивается от нейтрона, но заряд при этом значительно меньше, чем на участке (2), так как разность скоростей электрона и нейтрона уменьшилась. Торможение электрона и нейтрона также взаимное и осуществляется за счет уменьшения потенциальной энергии электрона, которая высвобождается при спуске с орбиты .

Рис. 3. Структура электрических зарядов нуклонов на примере ядра дейтерия. Графики (3,b),(3,c),(3,d) — взяты из книги [3]. Масштаб по горизонтальной оси графика (3,с) приведен к одному значению с графиком (3,b).

Так как значительная масса электрона находится в приливной волне атома и гравитационно связана с приливной волной, то при распаде электрон выделяется в отдельную структуру и наибольшая вероятность его выхода в момент его прохождения над нейтроном, так как он от нейтрона отталкивается. За нейтроном остается своя часть приливной волны, которую он самостоятельно не может удержать после пропадания тормозящего момента электрона. «Мезонная шуба» начинает раскручиваться нейтроном вместе с его внешним слоем и мезоны уходят на более высокие орбиты и рассеиваются. Сбросив лишнюю массу за время около 14 мин. 48 сек., нейтрон, увеличив скорость вращения внешнего слоя, превращается в протон. Протон, имея более плотную структуру свою приливную волну снова может превратить в электрон или в «шубу».

Разность времени распада нейтрона в пучке и в бутылочке скорее всего в том, что в пучке ограничен выход мезонов на свободные орбиты по причине торможения мезонов физическим вакуумом, который из бутылочки вытесняется через стенки. В бутылочке ничто не мешает выходу мезонов на высокие орбиты.

Нейтрон является представителем барионной материи и гравитационные волны физического вакуума от него отталкиваются. Для физического вакуума стенки бутылочки не являются преградой, если на его фотоны действует сила большая, чем сила отталкивания стенок, поэтому фотоны выталкиваются из бутылочки. Стенки бутылочки, являясь барионной материей, также отталкивают фотоны физического вакуума.  Открытый физический вакуум для нейтронов в пучке оказывает тормозящее действие на «мезонную шубу», сохраняя ее от распада на 9 сек. дольше.
При движении в составе сферических колец, протон, как более скоростной, начинает перетягивать «мезонную шубу» на себя и замедляет вращение, временно становясь нейтроном. Нейтрон, лишенный «мезонной шубы» раскручивается и временно становится протоном. Колебания, которые в статике можно представить как взаимодействие тороидальных колец, превращаются в динамике в колебания кольцевых сфер. Трансформация нуклонов изображена на (рис.5). Штриховкой выделены трансформированные нуклоны.

                                           Рис.5 Трансформация нуклонов при движении в составе сферических колец.

Результаты, выводы.

Результаты расчетов по формулам гипотезы «Теория упругой Вселенной», в целом, соответствует распределению масс элементарных частиц, которое должно быть при их взаимодействии с физическим вакуумом согласно закона «Взаимодействия вращающихся тел» и удовлетворяют экспериментальным данным, полученным Р. Хофштадтером. Полученная при расчетах плотность оказывается несколько ниже плотности полученной в экспериментах, что возможно при недостаточном учете приливных ускорений сильного гравитационного взаимодействия внутри нуклонов в соответствии с формулами (1),(2) настоящей статьи. Слои нуклонов стягиваются между собой, прежде всего, приливными силами.

Заключение.

Предлагается рассмотреть гипотезу «Теория упругой Вселенной» с учетом приливных ускорений по формулам (1) и (2) настоящей статьи для тороидальной формы нуклонов, так как нахождение их в такой форме более вероятно, а образование адронов тороидальной формы хорошо согласуется с опытом аэродинамики и гидродинамики по изучению тороидальных структур в средах с разной плотностью [ 2, с. 64-82].

1. Хофштадтер Р. Структура ядер и нуклонов, Успехи физических наук, том 81, вып 1, сентябрь 1963 г.
2. Ацюковский В.А. Популярная эфиродинамика или как устроен мир, в котором мы живем. М.: Изд-во «Научный мир», 2015. Страниц 375, табл. 2, илл. 120, фотографий 37, рис. 32.
3. Чурляев А.И., Чурляева Е.Ю., Чурляев П.А. Так устроена Вселенная, изд. «Все для Вас», г. Сергиев Посад 2013 г. Электронный ресурс, URL: ,http://www.universe100.narod.ru/180-Energy-L-1.html, (Дата обращения 16.04.2021)
4. Нечаев А.В. Взаимодействие вращающихся тел, SCI-ARTICLE.RU № 53(июль) 2020 г. [Электронный ресурс ], Режим доступа URL:http://sci-article.ru/stat.php?i=1601963571, (Дата обращения 17.04.2021);
5.  Нечаев А.В. Теория приливной волны, [Электронный ресурс], Режим доступа URL: http://vprikusku.com/prilivnaya-volna/teoriya-prilivnoj-volny.html (дата обращения 19.04.2021)

Редактировать      Удалить

Комментарии пользователей: