Elementary Particles L. P. Skibinskyi, S. L. Skibinskyi

Elementary Particles
L. P. Skibinskyi, S. L. Skibinskyi
We believe that an electron and positron are by the annular currents of field matter that they
have quantized spins and magnetic moments, are by the part of nucleons, and create their charges
and magnetic moments. The complex Saturnian structure of nucleons has led to a linear-associative
model of nuclei. It solved the problem of them anomalous magnetic moments without the ghostly of
quarks and led to a conclusion that the energy spectra of electrons and gamma photons from the
decays of nuclear nucleons of nuclides must be discrete. They ionize nuclides and create the
continuous energy spectra of electrons and photons. Therefore, in nature absent weak
interaction, all kinds of neutrino, intermediate vector bosons and the Higgs boson.
Элементарные частицы
Л. П. Скибинский, С. Л. Скибинский
Мы полагаем, что электрон и позитрон являются кольцевыми токами полевой материи,
что они имеют квантованные спины и магнитные моменты, входят в состав нуклонов, и
создают их заряды и магнитные моменты. Сложная сатурнианская структура нуклонов
привела к линейно-ассоциативной модели ядер. Она решила проблему их аномальных
магнитных моментов без призрачных кварков и привела к выводу, что энергетические
спектры электронов и гамма фотонов от распадов ядерных нуклонов должны быть
дискретными. Они ионизируют нуклиды и создают непрерывные энергетические
спектры электронов и фотонов. Поэтому, в природе отсутствует слабое взаимодействие,
все виды нейтрино, промежуточные векторные бозоны и бозон Хиггса.
1. Real and Ghostly Elementary Particles
We have analyzed in [1] experiments on a diffraction of electrons and have made a conclusion that
they do not confirm a hypothesis de Broglie [2] about waves of particles of matter. Einstein [3] also
doubted of its correctness. After some time its author doubted also of it. However, it and today underlies
the theory of microcosm [4]. Interpretation of experiment of Davisson and Germer [5] did not take into
account that the beam falling on the anticathode of monoenergetic electrons ionized its surface and
created continuous spectra of electrons and photons which formed the diffraction patterns.
It follows from this analysis that all physical theories based on de Broglie’s waves of probability
and wave equations need revision. This fact changes our approach to the theory of elementary particles.
We have shown in [6] that the nucleons have a complex internal structure. It includes the annular
electrons and positrons with the quantized spin and magnetic moment.
We have developed in [7] an electromagnetic model of the neutron decay. It follows that the
electronic decay of nuclei of radioactive nuclides must have the discrete energy spectra of electrons and
gamma photons.
We have shown in [8] that the continuous energy spectra of electrons are not the result of decay of
nuclear neutrons. They are the result of the ionization of the nuclides discrete spectra of electrons and
gamma photons. Therefore, they can not be by a basis for a concluding that the existence of the weak
interaction, all kinds of neutrinos, intermediate bosons and the Higgs boson.
We noted in [9] that quantum mechanics is based on a strange philosophy, de Broglie's hypothesis
and Heisenberg uncertainty relations. According to them, all quantum mechanical processes occur with
violation of the law of conservation of energy and mass. However, we did not mention it that the main
source of all strange interpretations of physical phenomena in the quantum physics is the special theory of
relativity (SRT) of Einstein [10]. It is based on the strange law of inertia which is carried out in strange
inertial frames of reference in which there are no sources of physical fields and their carriers. For
example, in the beginning of the heliocentric and geocentric inertial frame of reference mass of the Sun
and Earth are equal to zero.
From these strange abstractions follows and strange principle of relativity of Einstein. It is not
connected with «Dialogues» of Galilei. In them nothing is spoken about an invariance of transformation
of the mechanical laws from one frame of reference to another. This principle has led in strange
philosophy, geometrical and exchange nature of fundamental interactions with the help of ghostly
quantum fields. Them we should replace by principles which do not contradict the principles of a
causality and observability of dialectic gnosiology and common sense.
American physicist, Nobel Prize 2004, Professor Wilczek [11] said in an interview to the Polish
magazine "Policy" about the two philosophies which physicists today is used for research and formulation
of new laws of physics.
The first of them offers start with mathematical ideas and then test it to what extent it corresponds
to the real world.
The second extreme is based on the experimental studies of phenomena and builds their little
mathematical models.
Both philosophies are acceptable. But first, which proceeds from the very abstract formula, has that
lack that can never enter conformity with the real world. In turn, observing only behind the phenomenon,
we can not receive its complete picture. We do not see of the second plan which remains closed by the
first.
According to his estimation both philosophies have serious lacks. But the most acceptable by
philosophy he considers their combination. However, from our point of view, it unites only bad and very
bad philosophy. Any of them does not see that in all relativistic theories the law of conservation of energy
and mass is violated. It follows from this that both philosophies is strange. We indicated on this fact in the
article [12].
For example, in the same interview Wilczek says that the universe emerged from of the quantum
fluctuations of nothing. But since it is composed of elementary particles, they are by the quantum
fluctuations of nothing. It follows from this that the spin of particle has quantum and relativistic nature,
and is not connected with its internal motion of matter. [13] On a problem of such definition of spins of
elementary particles Okun [14] indicated that the spin is key property of matter but its complete
understanding is absent. We also have seen in this view of the matter a big problem and attempted to
solve it [8]. We believed that the emergence from nothing something prohibited by the law of
conservation of energy and that into all quantum and relativistic theories this law is violated. This leads to
the creation of incorrect theories that simulate a very intensity development of physics. Such a state of
affairs in the modern physics is an indication that it is by a science fiction and requires revision.
According to the phenomenological definition, the spins of electron and positron equal ½ are not
consistent with the process of annihilation and the principle of causality and observability.
This definition of spin is based on an incorrect the classical model of the electron. According to it,
the electron is a sphere with a radius of 2.8110 15 m and that the potential energy of the electric field is
equal to its own energy. If such an electron rotate and it spin is ½, then the linear velocity at its equator to
be 300 times greater than is the electrodynamics constant.
It followed from this paradox that it is necessary to search for such model of an electron in which
the spin is a consequence of motion of its field matter.
We have proposed such model in [6]. But we will tell about it further.
However Pauli has gone on a way phenomenological of definition of spins of an electron and
proton. According to his definition, the spins of particles are not connected at all to motion of matter of
particles, and have a quantum and relativistic nature, to which, unfortunately, there does not correspond
any physical reality. Apparently, this definition of a spin also meant Okun under the unclear property of
matter. Today the size of an electron is not determined. But we believe what it annular and quantized in
the limits re  3.866 10 13...10 15 m.
Hence, a phenomenological definition of electron spin leads to the paradox and violation of the
principles of causality and observability and requires the revision.
In our articles which are already on the site [15] we have shown theoretically and experimentally
that by the reason such world outlook of physicists of the 20th century is SRT. In it implements odd idea
that electromagnetic processes can occur in a vacuum and without any carriers. This is a long-range view
of space Einstein received from Galilei and Newton. Out of this situation in physics provides only the
exchange nature of fundamental interactions. It suggested Heisenberg in 1926 [16]. However, Einstein
argued against it since it contradicted his geometrical concepts of fundamental interactions. We, too, are
not it successors.
We are committed to short-range but not on a basis of fiction ether. We believe that the correct
carrier short-range must be mass and energy, to endure all kinds of fundamental interactions and
participate in the motion of matter. These properties have a field matter. Its fluctuations can lead to the
birth of all elementary particles with their physical fields. They connect them in the nuclei, atoms,
molecules, solids, liquids and gases, and fully participate in their motion. For confirm our ideas needed
re-examination of the results of Fizeau’s experiment.
2
The results of our review were published in [17]. It confirmed the full transfer of field matter
moving bodies. By it was established that moving liquids and gases change their indexes of refraction
under the influence of external forces to them. It follows from this experiment that the Earth has field the
sphere which moves with it on an orbit. This was confirmed by the experiments of Michelson. Testing
has proven that explain the experiments of Fizeau, Michelson SRT kinematics incorrect and that
mechanics, optics and electrodynamics of moving bodies we have to create on a ground the principle of
least action of Hamilton.
This experiment is the basis for modern physics of elementary particles. It discovered field matter
of which can be produced all elementary particles, and implemented all fundamental interactions.
Development of physics on it based should give mankind a lot of new discoveries and correct physical
theories.
According to modern representations, by the elementary name such particles which are not decay
on components. This definition applies to the electrons, positrons, protons and neutrons. However, in the
article [6] we have shown that nucleons have a complex internal structure and are not by elementary.
According to the definition of elementary particles, nucleons, electrons and positrons have not the
excited states. They throughout the lifetime remain unchanged. However, in [7] we have shown that
electrons and positrons have quantized spin and magnetic moment, which are by the result of them
excited states.
However, from [18] it is known that gamma photons emitted during the return of the daughter
nuclei from the excited to the ground state after of the electrons, positrons, protons, neutrons and alpha
decay of the parent nuclei. Excitation mechanism of the daughter nuclei in these processes differ greatly
from each other. In [6] we have shown that the electron decay is a process that occurs in nuclear breeder
and daughter nuclei here are protons, which have a complex internal structure and can pass into an
excited state after the decay of neutrons. The phenomenon of excitation of protons is not yet understood
because, according to modern ideas, it should not be.
From [19] it is known that the electronic decay of nuclei thallium occurs under the scheme
182
182
Ta

73
74W  e and is accompanied by a radiation of an electron with an energy 0.9 MeV and gamma of
a photon 1.22 MeV. However, this gamma photon is absent in the scheme of decay. In article [7] we have
made the analysis of this decay and have found that to this energy of an electron there corresponds
velocity V1  2.8 108 M/s. According to the law of conservation of a momentum, velocity and kinetic
energy of a nucleus of feedback must be:
V2
meV1
mwV22
2

 8.4 10 m/s, Wk .W 
 0.67 eV,
mw
2
where mW  182 1.66 10 27  3.02 10 25 kg is the mass of the nucleus of tungsten; 182 is the mass
number; 1 amu. = 1.66 10 27 kg is the atomic mass unit. Consequently, the output of the electron with
the energy of 0.9 MeV can not lead to the excitation of the daughter nucleus of wolfram with an average
energy of the nucleons in it ~ 7 MeV to energy 1.22 MeV. Such stimulation can have only a proton after
the decay of neutron which has a complex internal structure. It follows from these calculations that the
law of conservation of energy and momentum in this process is carried out if the in the scheme of decay
to add a gamma photon. Regarding the violation of the law of conservation of angular momentum that
results from proton radiation gamma photon, it is a natural phenomenon in microcosm. Therefore, the
process of nuclear decay of the neutron does not occur according to the theory of Fermi.
According to the law of conservation of a lepton charge and of Heisenberg uncertainties relations,
the birth of electrons and positrons must occur by the pairs and outside a nucleus. Hence, the electronic
decay of a neutron should occur not according to the theory Fermi. In the scheme of decay of a neutron
there must be a positron. However authentically it is known, that it is absent, both in the scheme of decay,
and in supervision. It follows that the Heisenberg uncertainties relations contradict experimental data.
Out of these difficulties gives our hypothesis that the electron and positron have quantized spin and
magnetic moment and can be in a neutron. Their stay in the neutron does not prohibit the law of
conservation of lepton charge. They can be produced at the time of its decay. Then observations give
reason to believe that the positron is in a neutron, it changes the charge and turns it into a proton and an
electron leaves it. It follows that the positron and the electron may be composed of nucleons, and when
3
the output of which returns to the ground state. Hence, this analysis shows that the protons and neutrons
are not elementary particles may be excited states.
It follows from this analysis that the modern theory of elementary particles has a very solid kind
but comprises many contradictions and requires auditing and new direction of development microcosm.
Also will be devoted to it the following part of our article.
2. Spin, Fermions and Bosons
Elementary particles have a spin, which are the same properties. The particles with by a spin equal
to zero are called scalar, with spin 1/2 is by the spinor, with spin 1 is by the vector, with spin 3/2 is by the
spin-vector, with spin 2 are by the tensor. When people talk about the size of the particle spin, always
have in mind that it is expressed in units  .
Depending on the magnitude of the spin all particles fall into two broad classes. The particles with
half-whole spin are called fermions, and the particles with whole spin are the bosons. This quantum
mechanical state can be any number of bosons but only one fermion type. In accordance with this talk
about the Bose – Einstein statistics for the bosons and Fermi – Dirac statistics for the fermions.
Description of the spin on the basis of mathematical apparatus of the theory of groups is a type of
different theories, the so-called internal symmetries. The simplest of these is the theory of isotopic spin.
Creating symmetry schemes that combine fermions and bosons, super symmetry is the aim direction.
However, these are phenomenological theory, and do not consider the possibility of quantization of the
spins of elementary particles. Such a state of affairs in the physics of elementary particles requires a
transition from phenomenology to the dynamics.
The aim of our research is the attempts to attract the attention of physicists to exist the number of
problems in the modern physics of elementary particles. Them solution must lead to the creation of a new
physical theory which foresaw Tamm [20]: "... the establishment of systematic of the elementary particles
does not solve the fundamental problem of understanding of all laws of microcosm. This understanding
clearly come only when you create a new physical theory ... Now we come to a new stage of knowledge
of the fundamental laws of the structure of nature, of which, as a special case of the general will have to
follow and the quantum theory and the theory of relativity, and Newton's theory ... We are not able to
predict when and how a new comprehensive physical theory will be created… But ... this time is not far
distant."
The first steps in this direction have already been made by us. It creates an energy mechanic. A
model of the electron with quantized spin and magnetic moment, proved a complex structure of nucleons,
explained their anomalous magnetic moments are developed Saturnian model of the hydrogen atom and
linear association model of nuclei.
3. Physical and Mathematical Model of an Electron
In the article [12] we have replaced fiction ether by a mass and energy field matter. By this
replacement we have solved a problem of a short-range in a physicist for all fundamental interactions, got
rid of fiction ether and vacuum of the quantum theory of a field with an illusive particles.
The definition of mass and energy of a material point or elementary particle was given by us in
[21]. Transformation of particles with mass of rest in the gamma photons indicate that these particles have
a spin, quantum and field origin, and that their energy of internal motion must be equal m e c 2 , where me
is mass of internal motion of field matter; c is the velocity of internal motion of a field matter of a particle
of a rather field matter superincumbent frame of reference. This motion is equivalent to an electrical
current which has a spin and magnetic moment. To such particle it is possible to apply a principle of the
least action of Hamilton on time of laboratory frame of reference.
From this definition possible to construct correct physical and mathematical models of an electron
in its ground state
We   ee  me c 2 ,
(3.1)
where  e is the spin of electron;  e is the own cyclic frequency of electron.
4
According to this mathematical model, the mass of rest of an electron and positron have a spin,
quantum and field nature, that depend from cyclic frequencies of them own internal motion of a field
matter with velocity equal the electrodynamic constant. On this indicate the process of them annihilation
at which those energies and masses of rest turn to masses and energies of motion of field matter.
This mathematical model of an electron leads and in physical definition of its spin. If to divide the
left and right part of the equation (3.1) on the cyclic frequency  e  c re , where
re   e   e me c  3.866 10 13 m is the radius or is the Compton wavelength of an annular electron we
shall receive a relation for exact definition of a spin of an electron in its ground state
 e  me cre  1.055812 10 34 .
(3.2)
These values of spins of an electron and positron are confirmed by a process of their annihilation
and are correspond with the principles of causality and observability.
Hence, the phenomenological definition of spins of an electron and positron has based on their
incorrect models which lead to the paradoxes and inconsistencies to the principles of causality and
observability.
From (3.1) follows that the own values for the cyclic frequency of electron and positron a annular
should be
e  me c 2 /  e  7.7634 10 20 rad/s,
(3.3)
and the linear frequencies and periods gamma of photons that are born at an annihilation an electron–
positron of pair must be
 e  1 Te  e 2  1.2356 10 20 s–1.
(3.4)
Then the annular electrical currents and magnetic moments of an electron and positron in their
grounds states should differ from each other only by marks. For an electron in a ground state they will be:
I e  e Te  ee 2  e e  19.774 А;
(3.5)
e   I e se  e e 2e  9.28483 10 24 J/Т,
(3.6)
where se   2e is the area contour of annular electrical current of an electron in its ground state.
This value of magnetic moment of annular electron precisely corresponds to its measured one. In
the bound states electrons and positrons must change their spins and magnetic moments. Therefore, the
magnetic moment of the hydrogen atom is Bohr magneton and it is a little smaller than the magnetic
moment of electron than in it ground state. Hence, the annular model of an electron solves a problem of
its abnormal spin and magnetic moment without quantum electrodynamics.
The magnetic induction at the centre of an annular electron should be
Be   0 I e 2re   3.213625 107 Wb/m2,
(3.7)
where  0  1.256637 10 6 H·m–1 is the magnetic constant.
Then the energy of a magnetic field of an electron in the ground state must be
Wm.e   e Be  2.983797 10 16 J.
(3.8)
The annular model of an electron has united all it quantum mechanic of characteristic and has
explained absence of energy levels in the hydrogen atom below ground. The electron with such
characteristics can not accept participations in strong interaction and to enter into the structure of nuclei.
5
However, the K-electrons heavy nuclei are its penultimate energy level from which it can pass in a
nucleus and to form in it a neutron.
From the equation (3.1) also follows that under mass of rest of a spin part we actually observed an
internal motion of field matter
me 
 e
 9.0195 10 31 kg.
2
c
(3.9)
It linearly depends only on cyclic frequency and at  0 = 1 rad/s its mass of rest will be equal
mo.e 
o
 10 51 kg.
2
c
(3.10)
Unfortunately, now nothing can be told about mechanical properties of field matter. But with
absolute reliance can to assert that it has mass and energy, solves a problem of latent mass of the universe
and explains abnormal motion of space probes in Solar system. It was discovered in 2002 by the
astronomers NASA [22] on the basis of the navigating data. They acted within three decades of motion of
space probes, Pioner-10 and 11 in the Solar system. The space probes moved slower than should move
according to the theory of gravitation of Newton. The trajectories of motion of probes insignificantly
differed from settlement but them was enough for detection. The reason of this deviation was
insignificant constant force directed to the Sun. Attempts to find a source of infringement of the law of
inertia had not a success.
This discovery has specified that in a nature there is no empty geometrical space-time of a Einstein
and inertial motion. The field matter mass and energy that it participates in the motion of material bodies,
is the carrier of all fundamental interactions, source of the latent masses and energies of planets, stars and
galaxies. These conclusions prove to be true by discovery of the astronomers NASA [23] of latent mass
and energy of the universe which violet the law of inertia and principle of relativity and are a matter for
birth of elementary particles. Therefore we have all bases for construction of correct physical and
mathematical models of all fundamental interactions.
In 1934 Mandelshtam has made a conclusion, that the principle of a relativity of Einstein in optics
of moving media is violet. This conclusion experimentally is confirmed by us in [17]. On its basis the
conclusion is made that in nature there are no ideal liquids and gases and that they move in installations
and devices not on inertia and under action of forces which change their density, the indexes of refraction
of light and do not confirm an explanation of Fizeau’s experiment of STR.
It follows from the model of electron that in nature there are no illusive processes of spontaneous
birth and annihilations the electron-positron of pairs vacuum of Dirac.
From this model of an electron the Saturnian model of hydrogen atom follows also. It has not a
problem of stability. Its magnetic moment is created by a annular electron with a quantized spin and
magnetic moment. By a source of radiation is quanta of light in this model of atom are the electron. It
radiates them at transitions from one quantum state in another.
De Broglie, Schrodinger, Planck, Einstein, Bohm and others [24] foresaw a creation of such a
section. As for Einstein the outstanding physicist of the XX century relied on “criterion of reality” and up
to the end of his life believed in an opportunity to create the theory which could describe real phenomena
but not just their probabilities. He thought that the quantum theory was not complete and was just a case
of an unknown theory.
Even before association by us of the law of a Planck with the law of equivalence to an energy and
mass of Einstein Brillouin [25] wrote: "We do not undertake to explain sense of these relations. They for
us are obscure. But, any theory, at least, in the given time be not capable to explain to us, why these
relations just can be understood such and as them.
These equations with the accuracy up to two constants c and h are the result of all the physics laws
and it’s impossible to derive them from any existing theory or a model. This is not a result but the initial
point of our thinking. The essence of this “triplet” is still in a deep secret.
However today we already know that the relation (3.1) establishes primacy of the field form of
existence of matter. From this point of view, the field matter cannot be represented from ghostly
elementary particles (is quantum fields), and interaction is process of an exchange of ghostly quantum of
a physical field.
6
4. Model of Complex Structure of Nucleons
In 1937 Alvarez has discovered the phenomenon of capture K-electron nuclei, in 1950 Snell [26]
and Robson [27] have discovered electronic decay of a free neutron, in 1932 Anderson [28] has
discovered positron decay of a proton, in 1956 Reines, Cowan [29] and others have confirmed positron
decay of a proton. Moreover, has discovered magnetic moments of nucleons and light nuclei have
appeared abnormal. These discoveries indicate complex structure of nucleons which was denied by
relation of a uncertainty of Heisenberg. They were suitable only for the planetary model of atom and gave
the very large error for real measurements.
The measurements of value of radius of a proton r0  1.2 10 15 m have appeared on the order
more than Compton wave length of neutron and proton rp   p   mp c  2.11016 m. We believe that
observable radius of a proton its charge and magnetic moment is created by a annular positron. From
charging independence of nuclear forces they should participate and in strong interaction.
In 1957 he proved experimentally that the electron and positron have helicity. The electron has left
the screw and a positron has a right screw. It is their property excludes an opportunity of birth of the
electron-positron pairs from  1,02 of photons near a heavy nucleus. We believe that antispiral electron and
positron can only come out of the nucleus as a result of the photoelectric effect.
According to this view, the models of nucleons should look as shown in Fig. 1 a) and b).
3 1
2
2
1
Fig.1. Models of complex structure of nucleons:
а) heavy neutron with parallel spins of elementary
particles: 1 - n is the light neutron with a spin ћ /2; 2 -
e  is the positron with a spin ћ /0.66∙103; 3 – е-- is the
electron with a spin ћ/0.391∙103; б) a proton with
parallel spins of elementary particles: 1 - n is the light
ћ/2
ћ/2
)
а)
б)

neutron with a spin ћ/2; 2 - e is the positron with a
3
spin ћ /0.66∙ 10
In 1932 Anderson observed the photo decay of complex neutron at the elementary or light neutron
n on the scheme

n1   1.02 0 n1  e   e  ,
(4.1)
where  n1 is the neutron with mass number 1 and compensated charge  and has discovered a nuclear
electron-positron a photoelectric effect. The threshold of a photoelectric effect an electron-positron of pair
from a neutron is equal 1.02 MeV.
The electron, which is included in a structure of neutron, should be in a radius of action of the
nuclear forces, to participate in them and to change the quantum and mechanical characteristics.
According to Saturnian model of nucleons, the neutron should consist of a annular electron and
positron, that are outside its Compton wave of length or a radius  n  rn   mn c  2.1 10 16 m and to
create its electron-positron an environment, which is in limits of experimentally measured average radius
15
of a nucleon 0.7 10 m.
5. Quantum Mechanical Characteristics of Nuclear Electron and Positron
According to the annular model of electron and positron, and the quantization of spin and magnetic
moment, nuclear positron and an electron in the composition of neutron quantum characteristics are:
 ~e n  m~e c ~e n  0.0016 10 34 J∙s
(5.1)
7
is the spin of a positron where m~e is the mass of rest of a positron;
 e~n  re~n   e~n me c  0.587 10 15 m.
(5.2)
Compton wavelength of a positron or its radius;
 e~n  c 2re~n  0.8129 10 23 Hz
(5.3)
is the own frequency of a positron;
I ~e n  e  ~e n  1.30242 10 4 A
(5.4)
is the annular electrical current of a positron;
s~e n  r~e2n  1.082 10 30 m2
(5.5)
is the area of a annular current of a positron;
 e~n  I e~n se~n  1.4110 26 J/Т
(5.6)
is the magnetic moment of a annular current of a positron.
The characteristics of a nuclear electron:
 en  me c en  0.0027 10 34 J∙s
(5.7)
is the spin of an electron;
 en  ren   en me c  0.989 10 15 m
(5.8)
Compton length of a wave or radius of an electron;
 en  c 2ren  0.482 10 23 Hz
(5.9)
is the own frequency of an electron;
I en  e  en  0.773 10 4 А
(5.10)
is the electrical annular current of an electron;
sen  ren2  3.073 10 30 m2
(5.11)
is the area of a annular current of an electron;
en  I en sen  2.375 10 26 J/Т
(5.12)
is the magnetic moment of a annular current of an electron.
These quantum characteristics of the nuclear leptons we can measure only measuring charges and
magnetic moments of the nucleons. At an exit from nucleons an electron and positron pass in the basic
condition and change the spins and magnetic moments. This process should to occur with a radiation is
the quanta of light.
8
It follows from a complex structure of the nucleons that the positive results of the series neutrino’s
of the experiments 1953 - 56 years of Cowan, Reines, Harrison and others [29] we should consider as a
confirmation of an existence of a process of a photo splitting of the protons by the gamma photons of a
natural radiation background.
6. Magnetic Moments of the Nucleons
Today, there is a correct theory of the magnetic moments of nucleons [16]. Magnetic moment of a
proton, according to [30], in 2.79 times less of a value of the nuclear magneton
 N  e 2mp  5.0508 1027 J/Т
(6.1)
where e is the proton charge;  is Planck's constant; m p is the mass of the proton.
According to this formula, the magnetic moment of a neutron should be equal to zero, because of
absence at it of a charge. However it is not equal to zero. Its size on experimental data (Bloch, 1936) in
1.91 times more of a nuclear magneton. It follows from this that for improvement of Dirac’s theory
necessary to determine the charge nucleons have an internal structure. The existence of such a structure
was proposed in the previous paragraph. As for the modern explanation of the existence of magnetic
moments of the nucleon quark their internal structure, it is contrary to the principle of observability of the
modern theory of knowledge and the elementary electric charge. The existence of quarks can not be
confirmed experimentally.
According to our model the complex structure of the nucleons, the magnetic moment of the proton
magnetic moment is determined by a positron which is included in its composition
 p  e  1.410617 1026 J/Т
(6.2)

and the magnetic moment of the neutron is determined by the vector sum of the magnetic moments of the
electron and the is included in its composition
n  e  e  1.410617 1026  2.376915 1026  0.9663 1026 J/Т.


(6.3)
These values of the magnetic moments of the proton and neutron are exactly the same with the
measured one.
7. Magnetic Moments of the Nuclei
The magnetic moments of complex nuclei, according to modern ideas, are not additive, is not
40
multiples of the nuclear magnetic moment. Their values are within the  0.6516 10 26 J/T (19
K ) and
2.78 10 26 J/T (115
49 In) . According to our complex structure of the nucleons, the magnetic moment of the
proton is given by (6.2) and the neutron (6.3). These are due to the values of their magnetic moments of
electrons and positrons which are included into structure of the nucleons. They lead to additive
combination of nuclear magnetic moments. It consists of two values. Reason for minor deviations from
the combined additive consists only of the impact of the strong and electromagnetic of the interactions on
the magnetic moments of the electrons and positrons which are included into a structure of the nucleons.
For light nuclei it consists in a following.
The magnetic moment of the deuteron, according to the complex structure of nucleons, should be
determined by the vector sum of the magnetic moments of the electron and the positron that enter into its
structure
(7.1)
D   p  n  1.41059 1026  (0.9663 1026 )  0.44429 1026 J/Т.
26
Measured value of the magnetic moment of a deuteron is 0.43304 10
J/T. Such slight deviation
of a theoretical value of the magnetic moment of a deuteron from a measured value we should explained
9
by a transition of a radioactive neutron in a stable state. It should is accompanied by an emitted of gamma
photon.
The magnetic moment of a triton must also be determined by the vector sum of the magnetic
moments of the electrons and positrons which are included into a structure of the neutrons in a singlet
state
(7.2)
T   p  n  (n )  1.41059 1026 J/Т.
The measured value of the magnetic moment of a triton has 1.50461 10 26 J/T. The slight
deviation is explained by increase of quantity of electrons in structure of the triton which results in forces
of pushing away between them and to increase of their magnetic moments which are an attribute of
surplus of protons in a nucleus and possible electron decay of the triton. Triton is validly radioactive.
Precisely as it is possible to prove that the spin and a magnetic moment of an alpha particle or of
nucleus helium is equal to zero.
Hence, for of the light nuclei is observed a combined additive of the magnetic moments. It should
be expected and in more the complex nuclei but with an application of Pauli’s principle for the nucleons
in the nuclei. For example, the magnetic moment of a nucleus indium 115
49 In should be equal to the vector
sum of two protons which are in the triplet states
In  2   p  2.8212 1026 J/Т.
(7.3)
The measured value of the magnetic moment indium is equal 2.77805 10 26 J/T that practically
precisely coincides with its calculated value. It is the next confirmation of the combined additive of the
magnetic moments of the atomic nuclei.
The magnetic moment of a nucleus of potassium also is explained by the triplet state of an electron
and positron in one of the formed neutrons
K  n  e  e  1.4106 1026  2.0622 1026  0.6516 1026 J/Т.


(7.4)
Such neutron stable as well as a proton and must be sought in the neutron beams. The absence of
such a magnetic moment of a neutron would create the insuperable problems in an explanation of the
stability of nuclear neutrons.
8. Stable and Unstable Neutron
Decay of the neutron can be explained by the existence in it repulsive force Ampere which acts
between the two annular currents of an electron and a positron. It provides the electron work function of
Coulomb potential barrier 0.782 MeV proton. Moreover and to accelerate it’s to energy 0.782 MeV. This
repulsive force between protons and electrons should lead to the excitation of a proton and gamma
radiation with photon energy of 0.782 MeV if it has a complex internal structure. Taking into account all
types of energy of electromagnetic origin then the total energy decay of neutron should be 2.857 MeV and
it must be harder than the known neutron and decay according to the scheme
n01  p11  e01  W0,782   0,782  A0,782
(8.1)
where е is the electron with an energy of rest 0.511 MeV; Wke  0.782 MeV is the kinetic energy of an
electron which is spent for ionization of a nuclide and formation of a continuous brake spectrum of
electromagnetic radiation; А0,782 is the work of an output of an electron from a proton;  0.782 is the photon
which is emitted by a proton at returning to the ground condition. Then the energy balance of the channel
of electronic decay of a neutron should pay off according to the equation

mnc 2  mp c 2  moec 2  moec 2

1  V c   moec 2   0.782  A0.782  941.1401 МэВ,
2
(8.2)
10
where mn c 2  941.1401 MeV is energy rest of the neutron; V  2.752 108 m/s is the maximum
velocity of the electron in the spectrum. It corresponds to the maximum kinetic energy of the electron in a
spectrum. Hence, the energy rest of a neutron requires a more of accurate measurement. This is due to the
fact that for measuring the mass of neutral elementary particles have always been problems. It follows
from this it that all energy balances of electronic decay nuclides shall be calculated according to the
equation (8.2). The energetic difference between of the electron decay of neutrons of each nuclide
associated with its serial number in the periodic table and the degree of saturation of nuclear forces. These
issues are still not investigated.
9. Use of the Complex Structure of Nucleons
From [31] it is known that for the proton-proton fusion of light nuclei need temperature ~ 1010 K.
However, in the center of the Sun the temperature reaches 13...16106 K. It is not enough of this
temperature for course of process of a thermo-nuclear fusion on the Sun. But he was still going on and
very intensively. Hence, we have a paradox that needs to be solved.
We proposed in [32] for it solve the hypothesis of fusion of light nuclei at reduced by the electrons
potential barrier.
The electromagnetic model of decay of a neutron led and to the solution of the most urgent
problem of the deactivation nuclear wastes [33].
From a proton-proton fusion of a deuteron, in which one of protons decay to a positron and light
neutron, follows that the proton and neutron is represented by two different state of the same particle. The
small difference of masses of a proton and neutron is caused by presence at them of electrons and
positrons.
Conclusions
The offered models of complex structure of nucleons prove that their magnetic moments are
connected with the lepton currents and that the correct theory of electronic decay of a neutron should be
reduced to interaction of these currents.
These models provide existence of process of control of electronic decay of radioactive nuclear
neutrons and opportunities of creation of reactors for a deactivation of radioactive wastes of nuclear
power and reactors of a fusion of light nuclei in isotopes of hydrogen with the lowered potential barrier
up.
Literature
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. В природе нет волн частиц материи. http://www.ferna.com.ua/ см.
файл <dualism.r.doc>, 2011.
De Broglie L. V. A Tentative Theory of Light Quanta // Phil. Mag. – 1924. – Vol. 47. – Р. 446.
Шишлова А. Квантовая механика. Иной взгляд // Наука и жизнь, – 1998. – № 8. – С. 8 –13.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Книга. 2. – М.: Наука, 1972. – 367 c.
Davisson C. J., Germer L. H. Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel // Phys. Rev. – 1927, – Vol. 30. –
P. 705.
Скібінський Л. П., Петрук В. Г. / Аналіз проблем енергії зв’язку у протон-протонному синтезі дейтрона
та визначення спінів ядер й ядерних лептонів // Вісник ВПІ, 2004. – № 6. – С. 98 – 103.
Скібінський Л.П., Петрук В. Г. / Електромагнітна модель розпаду нейтрона // Вісник ВПІ. – 2007. – №
5. – С. 161 – 168.
Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Бета-распад нуклонов без нейтрино. http://www.ferna.com.ua/ см.
файл neutrino.r.doc, 2011.
Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Наши философские принципы. http://www.ferna.com.ua/ см. файл
princip.doc, 2011.
Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 7.
K. Jałochowski./ Nic, czyli coś //”Polityka”, 2007, nr 51/52 (2634). – S. 120 – 123.
Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Природа гравитации. http://www.ferna.com.ua/ см. файл
gravity.doc, 2012.
Біленко І. І. Фізичний словник. – К.: Наукова думка, 1979. – 336 с.
Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1988. – 272 с.
11
15. Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Физика без фантастики. http://www.ferna.com.ua/, 2011.
16. http://ru.wikipedia/wiki/ обменное_ взаимодействие/ Исторические аспекты.
17. Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Повторный опыт Физо не оставляет места в физике геометрии
пространства-времени. http://www.ferna.com.ua / см. файл experim.doc, 2011.
18. Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. – М.: Наука, 1972. – С. 248.
19. Линденбратен Л. Д., Лясс Ф. М. Медицинская радиология. – М.: Медицина, 1979. – С. 369.
20. Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 3. – М.: Наука, 1982. – 320 с.
21. Скибинский Л. П., Скибинский С. Л. Энергетическая механика. http://www.ferna.com.ua/ см. файл
mechanics.doc, 2012.
22. Anderson J. D., Laing P. A., Lau F. I., Liu A. S., Nieto M. M., Turyshev S. G. Study of the anomalous
acceleration of Pioneer 10 and 11// Phys. Rev. D. – 2002. – Vol. 65, No. 8. – Р. 50.
23. Massey R., etc, Dark matter maps reveal cosmic scaffolding, doi: 10.1038 // Nature 05497. – 2007. – 7
January.
24. Шехтер В. М., Ансельм А. А. Атом и квантовая механика. – М.: Знание, 1984. – 63 c.
25. Бриллюэн Л. Новый взгляд на теорию относительности. – М.: Мир, 1972. – 142 c.
26. Snell A. H., Pleasanton F., McCord R. V. // Phys. Rev. – 1950. – Vol. 78. – P. 310.
27. Robson J. M. // Phys. Rev. – 1950. – Vol. 78. – P. 311.
28. Anderson C.D. // Amer. J. Phys. – 1961. – Vol. 29. – P. 825-830.
29. Cowan C. L., Raines F., Harrison F. B., Kruse H. W., McGuire A. D. //– Science. – 1956. – Vol. 124. – P.
103.
30. Власов Н. А. Нейтроны. – М.: Наука, 1971. – С. 47.
31. Бете Х. Источники энергии звезд // УФН. – 1968. – № 96. – С. 393.
32. Скібінський Л. П., Петрук В. Г. Синтез легких атомних ядер у гідридах механічною активацією при
пониженому електронами потенціальному бар’єрі / Вісник ВПІ. – 2005. – № 4. – С. 110 – 115.
33. Деклараційний патент 12104 України, G21F9/00, G21G1/10. Спосіб отримання тепла у процесі
дезактивації бета-радіоактивних нуклідів у змінних електромагнітних полях / Л. П. Скібінський, C. Л.
Скібінський. Опубл. 18.01.06. Бюл. №1.
12
Элементарные частицы
Л. П. Скибинский, С. Л. Скибинский
Мы полагаем, что электрон и позитрон являются кольцевыми токами полевой материи,
что они имеют квантованные спины и магнитные моменты, входят в состав нуклонов, и
создают их заряды и магнитные моменты. Сложная структура нуклонов привела к
линейно-ассоциативной модели ядер. Она решила проблему их аномальных магнитных
моментов без призрачных кварков и привела к выводу, что энергетические спектры
электронов и гамма фотонов от распадов ядерных нуклонов должны быть дискретными.
Они ионизируют нуклиды и создают непрерывные энергетические спектры электронов и
фотонов. Поэтому, в природе отсутствует слабое взаимодействие, все виды нейтрино,
промежуточные векторные бозоны и бозон Хиггса.
1. Реальные и призрачные элементарные частицы
Мы проанализировали в [1] опыты по дифракции электронов и сделали вывод, что они не
подтверждают гипотезу де Бройля [2] о волнах частиц материи. Эйнштейн [3] тоже сомневался в
ее корректности. Спустя некоторое время в ней сомневался и ее автор. Однако она и сегодня
лежит в основе теории микромира [4]. Интерпретация опытов Дэвиссона и Джермера [5] не
учитывала, что падающий на антикатод пучок моноэнергетических электронов ионизировал его
поверхность и создавал непрерывные спектры электронов и фотонов, которые образовывали
дифракционные картины.
Из этого анализа следует, что все физические теории, основанные на волнах вероятности де
Бройля и волновых уравнениях, нуждаются в ревизии. Это обстоятельство изменяет наши
подходы к созданию теории элементарных частиц.
Мы показали в [6], что нуклоны имеют сложную внутреннюю структуру. В нее входят
кольцевые электроны и позитроны с квантованными спинами и магнитными моментами.
Мы разработали в [7] электромагнитную модель распада нейтрона. Из нее следует, что
электронные распады ядер радиоактивных нуклидов должны иметь дискретные энергетические
спектры электронов и гамма фотонов.
Мы показали в [8], что непрерывные энергетические спектры электронов не являются
следствием распада ядерных нейтронов. Они являются следствием ионизации нуклидов
дискретными спектрами электронов и гамма фотонов. Поэтому они не могут быть основанием для
вывода о существовании слабого взаимодействия, всех видов нейтрино, промежуточных бозонов и
бозона Хиггса.
Мы отметили в [9], что квантовая механика основана на странной философии, гипотезе де
Бройля и соотношениях неопределенности Гейзенберга. Согласно им, все квантовомеханические
процессы происходят с нарушением закона сохранения энергии и массы. Однако мы не отметили в
ней, что основным источником всех странных интерпретаций физических явлений в квантовой
физике является специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна [10]. В ее основе лежит
странный закон инерции, который выполняться в странных инерциальных системах отсчета, в
которых нет никаких источников физических полей и их носителей. Например, в началах
гелиоцентрической и геоцентрической инерциальных системах отсчета массы Солнца и Земли
равны нулю.
Из этих странных абстракций следует и странный принцип относительности Эйнштейна. Он
не связан с «Диалогами» Галилея. В них ничего не говорится об инвариантности преобразования
механических законов от одной системы отсчета к другой. Этот принцип привел к странной
философии, геометрической и обменной природе фундаментальных взаимодействий с помощью
призрачных квантовых полей. Их мы должны заменить принципами, которые не противоречат
принципам причинности и наблюдаемости диалектической гносеологии и здравому смыслу.
В интервью польскому журналу «Политика» профессор Вильчек [11] – американский физиктеоретик, лауреат Нобелевской премии 2004 года, рассказал о двух философиях, которые физики
сегодня используют для поиска и формулировки новых законов физики.
Первая из них предлагает начать с математической идеи, а затем ее проверить, в какой мере
она соответствует реальному миру.
Вторая крайность основывается на экспериментальных исследованиях явлений и
построения их малых математических моделей.
13
Обе философии приемлемы, но первая, которая исходит из очень абстрактной формулы,
имеет тот недостаток, что может никогда не войти в соответствие с реальным миром. В свою
очередь, наблюдая только за явлением, мы можем не получить его полной картины. Мы не видим
второго плана, который остается закрытым первым.
Согласно его оценке, обе философии имеют серьезные недостатки. Наиболее приемлемой
философией он считает их комбинацию. Однако, с нашей точки зрения, она объединяет только
плохую и очень плохую философию. Ни одна из них не видит, что во всех релятивистских теориях
нарушается закон сохранения энергии и массы. Из этого следует, что обе философии – странные.
На этот факт мы указывали в статье [12].
Например, в том же интервью Вильчека мы находим, что вселенная возникла из квантовых
флуктуаций ничего. Но так как она состоит из элементарных частиц, то они и являются
квантовыми флуктуациями ничего. Из этого следует, что спин частицы имеет квантовую и
релятивистскую природу и не связан с внутренним движением ее материи [13]. На проблему
такого определения спинов элементарных частиц указывал Окунь [14]: "Спин является ключевым
и до конца еще непонятым свойством материи". Мы тоже видели в этом представлении материи
большую проблему и делали попытки ее решить [8]. Мы полагали, что возникновение из ничего
чего-то запрещает закон сохранения энергии, и что во всех квантовых и релятивистских теориях
этот закон нарушается. Это приводит к созданию некорректных теорий, имитирующих очень
бурное развитие физики. Такое состояние дел в современной физике является указанием на то, что
она является научной фантастикой и нуждается в ревизии.
Согласно феноменологичному определению, спины электрона и позитрона равны ½ и не
согласуются с процессом их аннигиляции и принципами причинности и наблюдаемости.
Это определение спинов основано на некорректной классической модели электрона.
Согласно ей, электрон является сферой с радиусом 2,811015 м, и что его потенциальная энергия
электрического поля равна его собственной энергии. Если такой электрон вращается и его спин
равен ½, то линейная скорость на его экваторе должна быть в 300 раз больше скорости света.
Из этого парадокса следовало, что нужно искать такую модель электрона, в которой спин
является следствием движения его полевой материи.
Мы предложили такую модель в [6]. Но о ней мы расскажем далее.
Однако Паули пошел по пути статистического определения спинов электрона и протона.
Согласно его определению, спины частиц вообще не связаны с движением материи частиц, а
имеют квантовую и релятивистскую природу, которой, к сожалению, не соответствует никакая
физическая реальность. По-видимому, это определение спина и имел в виду Окунь под непонятым
свойством материи. Сегодня размер электрона не определен. Но мы полагаем, что он кольцевой и
квантованный в пределах re = 3,866∙10–13 … 10–15 м.
Следовательно, статистическое определение спина электрона приводит к парадоксам и
нарушению принципов причинности и наблюдаемости и требует ревизии.
В наших статьях, которые уже есть на сайте [15] мы доказали теоретически и
экспериментально, что причиной такого мировоззрения физиков 20 столетия является СТО. В ней
реализована странная идея, что электромагнитные процессы могут происходить в пустом
пространстве и без каких-либо носителей. Это дальнодействующее представление о пространстве
Эйнштейн получил от Галилея и Ньютона. Выход из этой ситуации в физике обеспечивала только
обменная природа фундаментальных взаимодействий. Ее предложил Гейзенберг в 1926 году [16].
Однако против нее возражал Эйнштейн, поскольку она противоречила его геометрической
концепции фундаментальных взаимодействий. Мы тоже не являемся ее преемниками.
Мы привержены близкодействию, но не на основе фантастического эфира. Мы полагаем,
что корректный носитель близкодействия должен быть массовым и энергетическим, переносить
все виды фундаментальных взаимодействий и принимать участие в движении материи. Эти
свойства имеет полевая материя. Ее флуктуации могут приводить к рождению всех элементарных
частиц вместе со своими физическими полями. Они связывают их в ядра, атомы, молекулы,
твердые тела, жидкости и газы и полностью участвуют в их движении. Для подтверждения нашей
идеи нужна была повторная проверка результатов эксперимента Физо.
Результаты нашей проверки были опубликованы в [17]. Она подтвердила полный перенос
полевой материи движущимися телами. Нею было установлено, что движущиеся жидкости и газы
изменяют свои показатели преломления света под действием на них внешних сил. Из этого
эксперимента следует, что Земля имеет полевую сферу, которая двигается вместе с ней по орбите.
14
Это подтвердили эксперименты Майкельсона. Проверка доказала, что объяснения экспериментов
Физо, Майкельсона кинематикой СТО некорректны, и что механику, оптику и электродинамику
движущихся сред мы должны создавать на основе принципа наименьшего действия Гамильтона.
Этот эксперимент является основным для современной физики элементарных частиц. Он
открыл полевую материю, из которой могут рождаться все элементарные частицы, и
осуществляться все фундаментальные взаимодействия. Развитие физики на его основе должно
дать человечеству много новых открытий и корректных физических теорий.
Согласно современным представлениям, элементарными называют такие частицы, которые
не расщепляются на составные части. Это определение распространяется на электроны,
позитроны, протоны и нейтроны. Однако в статье [6] нами было показано, что нуклоны имеют
сложную внутреннюю структуру и не являются элементарными.
Согласно определению элементарных частиц, нуклоны, электроны и позитроны не имеют
возбужденных состояний. Они в течение всего времени жизни остаются неизменными. Однако в
статье [7] мы показали, что электроны и позитроны имеют квантованные спины и магнитные
моменты, которые являются результатом их возбужденных состояний.
Однако из [18] известно, что гамма фотоны испускаются во время возвращения дочерних
ядер от возбужденных к основным состояниям после электронных, позитронных, протонных,
нейтронных и альфа распадов материнских ядер. Механизмы возбуждений дочерних ядер в этих
процессах существенно отличаются друг от друга. В статье [6] мы показали, что электронный
распад – это процесс, который происходит в ядерных нейтронах и дочерними ядрами здесь
являются протоны, которые имеют сложную внутреннюю структуру и могут переходить в
возбужденное состояние после распада нейтронов. Явление возбуждения протонов еще не
изучено, потому что, согласно современным представлениям, его не должно быть.
182
Из [19] известно, что электронный распад ядер таллия происходит по схеме 182
73Ta  74W  e
и сопровождается излучением электрона с энергией 0,9 МэВ и гамма фотона 1,22 МэВ. Однако
этот гамма фотон отсутствует в схеме распада. В статье [7] мы произвели анализ этого распада и
нашли, что этой энергии электрона соответствует скорость V1  2,8  10 8 м/с. Согласно закону
сохранения импульса, скорость и кинетическая энергия ядра отдачи должны быть:
V2

m V2
meV1
 8,4  10 2 м/с, Wk .W  w 2  0,67 эВ,
2
mw
где mW  182  1,66  10 27  3,02  10 25 кг – масса ядра вольфрама; 182 – массовое число; 1 а. е. м. =
= 1,66 10 27 кг – атомная единица массы. Следовательно, выход электрона с энергией 0,9 МэВ не
может привести к возбуждению дочернее ядро вольфрама со средней энергией связи нуклонов в
нем ~ 7 МэВ к энергии 1,22 МэВ. Такое возбуждение может иметь только протон после распада
нейтрона, который имеет сложную внутреннюю структуру. Из этих расчетов следует, что закон
сохранения энергии и импульса в этом процессе выполняется, если в схему распада дописать
гамма фотон. Относительно нарушения закона сохранения момента импульса, который возникает
в результате излучения протоном гамма фотона, то оно является естественным явлением в
микромире. Поэтому, этот процесс распада ядерного нейтрона происходит не по теории Ферми.
Согласно закону сохранения электрического заряда и соотношениям неопределенностей
Гейзенберга, рождение электронов и позитронов должно происходить парами и за пределами ядра.
Следовательно, электронный распад нейтрона должен происходить не в соответствии с теорией
Ферми. В схеме распада нейтрона должен присутствовать позитрон. Однако достоверно известно,
что он отсутствует, как в схеме распада, так и в наблюдениях. Из этого следует, что соотношения
неопределенностей Гейзенберга противоречат экспериментальным данным.
Выход из этих затруднений дает наша гипотеза о том, что электрон и позитрон имеют
квантованные спины и магнитные моменты и могут находиться в нейтроне. Их пребывание в
нейтроне не запрещает и закон сохранения электрического заряда. Они могут рождаться в момент
его распада. Тогда наблюдения дают основания утверждать, что позитрон остается в нейтроне,
изменяет его заряд и превращает его в протон, а электрон покидает его. Из этого следует, что
позитрон и электрон могут быть в составе нуклонов, а при выходе из них возвращаются в
15
основное состояние. Следовательно, этот анализ доказывает, что протон и нейтрон не являются
элементарными частицами и могут иметь возбужденные состояния.
Из этого анализа следует, что современная теория элементарных частиц имеет очень
солидный вид, но содержит в себе много противоречий и требует ревизии и нового направления
развития. Ему и будет посвящена следующая часть нашей статьи.
2. Спин, фермионы и бозоны
Элементарные частицы имеют спин, который является неизменным их свойством. Частицы
со спином, равным нулю, называются скалярными, со спином 1 2 – спинорными, со спином 1 –
векторными, со спином 3/2 – спин-векторными, со спином 2 – тензорными. Когда говорят о
величине спина частицы, то всегда имеют в виду, что он выражается в единицах  .
В зависимости от величины спина все частицы делятся на два больших класса. Частицы с
полуцелым спином называются фермионами, а частицы с целым спином – бозонами. В данном
квантовомеханическом состоянии может находиться любое число бозонов, но только один
фермион данного типа. В соответствии с этим говорят о статистике Бозе – Эйнштейна для бозонов
и статистике Ферми – Дирака для фермионов.
Описание спина на основе математического аппарата теории групп является прообразом
разных теорий, так называемых внутренних симметрий. Самой простой из них является теория
изотопического спина. Создание схем симметрии, которые объединяют фермионы и бозоны,
является целью суперсимметричного направления. Однако эти теории являются
феноменологическими и не учитывают возможности квантования спинов элементарных частиц.
Такое состояние дел в физике элементарных частиц требует перехода от статистики к динамике.
Целью наших исследований являются попытки привлечь внимание физиков на
существование ряда проблем в современной физике элементарных частиц. Их решение должно
привести к созданию новой физической теории, которую предвидел Тамм [20]: «... установление
систематики элементарных частиц отнюдь не решит фундаментальной проблемы понимания всех
законов микромира. Это понимание, очевидно, придет, только тогда, когда будет создана новая
физическая теория... Сейчас мы подходим к новому этапу познания фундаментальных законов
строения природы, из которых, как частный случай общего, должны будут вытекать и квантовая
теория, и теория относительности, и теория Ньютона... Нельзя предвидеть, когда и как будет
создана новая последовательная физическая теория... Но … это время не за горами».
Первые шаги в этом направлении нами уже сделаны. Создана энергетическая механика.
Предложена модель электрона с квантованными спинами и магнитными моментами, доказана
сложная структура нуклонов, объяснены их аномальные магнитные моменты, разработаны
сатурнианская модель водородного атома и линейно-ассоциативные модели ядер.
3. Физическая и математическая модели электрона
В статье [12] мы заменили светоносный эфир массовой и энергетической полевой материей.
Этой заменой мы решили проблему близкодействия в физике для всех фундаментальных
взаимодействий, избавились от фантастического эфира и вакуума квантовой теории поля с
призрачными частицами.
Определение массы и энергии материальной точки или элементарной частицы было дано
нами в [21]. Превращение частиц с массой покоя в гамма фотоны указывает на то, что эти частицы
имеют спиновое, квантовое и полевое происхождение, и что их энергия внутреннего движения
должна быть равна m e c 2 , где me – масса внутреннего движения полевой материи; с – скорость
внутреннего движения полевой материи частицы относительно полевой материи, покоящейся
системы отсчета. Это движение эквивалентно электрическому току, который имеет спин и
магнитный момент. К такой частице можно применить принцип наименьшего действия
Гамильтона по времени лабораторной системы отсчета.
Из этого определения можно построить корректные физические и математические модели
электрона в основном его состоянии
We   ee  me c 2 ,
(3.1)
16
где  e – спин электрона;  e – собственная циклическая частота электрона.
Согласно этой математической модели, массы покоя электрона и позитрона имеют
спиновую, квантовую и полевую природу, что зависят от циклических частот их собственного
внутреннего движения полевой материи со скоростью равной электродинамической постоянной.
На это указывает процесс их аннигиляции, при котором их энергии и массы покоя превращаются в
массы и энергии движения полевой материи.
Эта математическая модель электрона приводит и к физическому определению его спина.
Если разделить левую и правую часть уравнения (3.1) на циклическую частоту  e  c re , где
re   e   e me c  3,866  10 13 м – радиус или комптоновская длина волны кольцевого электрона,
то получим соотношение для точного определения спина электрона в основном его состоянии
 e  me cre  1,055812  10 34 Дж.с.
(3.2)
Эти величины спинов электрона и позитрона подтверждаются процессом их аннигиляции и
согласуются с принципами причинности и наблюдаемости.
Следовательно, статистическое определение спинов электрона и позитрона основано на их
некорректных моделях, которые приводят к парадоксам и несоответствию принципам
причинности и наблюдаемости.
Из (3.1) следует, что собственные значения для циклических частот кольцевых электрона и
позитрона должны быть
e  me c 2 /  e  7,7634  10 20 рад/с,
(3.3)
а линейные частоты и периоды гамма фотонов, что рождаются при аннигиляции электронпозитронной пары, должны быть
 e  1 Te  e 2  1,2356  10 20 с–1.
(3.4)
Тогда кольцевые электрические токи и магнитные моменты электрона и позитрона в
основных их состояниях должны отличаться друг от друга только знаками. Для электрона в
основном его состоянии они равны:
I e  e Te  e e 2  e e  19,774 А;
e   I e se  e 
2
e e
 9,28483  10
24
(3.5)
Дж/Тл,
(3.6)
где se   2e – площадь контура кольцевого электрона в основном состоянии.
Эта величина магнитного момента кольцевого электрона точно совпадает с измеренной
экспериментально величиной. В связанном состоянии электрон и позитрон должны изменять свои
спины и магнитные моменты. Поэтому магнитный момент атома водорода равен магнетону Бора и
он немного меньше от магнитного момента электрона, который находится в основном состоянии.
Следовательно, кольцевая модель электрона решает проблему его аномального спина и
магнитного момента.
Магнитная индукция в центре кольцевого электрона должна быть
Be  0 I e 2re   3,213625  10 7 Вб/м2,
(3.7)
где 0  1,256637  10 6 Гн∙м–1 – магнитная постоянная.
Тогда энергия магнитного поля электрона в основном состоянии должна быть
Wm.e  e Be  2,983797  10 16 Дж.
(3.8)
17
Кольцевая модель электрона объединила все его квантовомеханические характеристики и
объяснила отсутствие энергетических уровней в атоме водорода ниже основного. Электрон с
такими характеристиками не может принимать участия в сильном взаимодействии и входить в
состав ядер. Однако К-электрон тяжелых ядер является предпоследним его энергетическим
уровнем, с которого он может переходить в ядро и образовывать в нем нейтрон.
Из уравнения (3.1) также следует, что под массой покоя спиновой части мы фактически
наблюдаем внутреннее движение полевой материи
me 
e
 9,0195  10 31 кг.
c2
(3.9)
Она линейно зависит только от циклической частоты и при  0 =1 рад/c его масса покоя будет
равна

(3.10)
mo.e  2o  10 51 кг.
c
Такую полевую материю можно представить в виде сверхтекучего и сжимаемого поля. Она
очень хорошо решает проблему скрытой массы вселенной и объясняет аномальное движение
космических зондов в Солнечной системе. Оно было экспериментально установлено астрономами
НАСА [22] в 2002 году на основании навигационных данных, которые поступали в течение трех
десятилетий движения космических зондов, Пионер–10 и 11 в Солнечной системе. Космические
зонды двигались медленнее, чем должны были бы двигаться по расчетам теории гравитации
Ньютона. Траектории движения зондов отличались от расчетных на несколько сотен тысяч
километров. Причиной этого отклонения была небольшая постоянная сила, направленная к
Солнцу. Попытки найти источник этой силы, которая нарушает закон инерции, были неудачными.
Эти экспериментальные данные указывают на несоответствие теории гравитации Ньютона
принципам причинности и наблюдаемости. В природе нет пустого геометрического пространства
и времени, геометрии пространства-времени Эйнштейна и инерциального движения. Полевая
материя массовая и энергетическая, что она участвует в движении материальных тел, является
носителем всех фундаментальных взаимодействий, источником скрытых масс и энергий планет,
звезд, галактик. Эти выводы подтверждаются открытием астрономами НАСА [23] скрытой массы
и энергии вселенной, которые нарушают закон инерции и принцип относительности и являются
материей для рождения элементарных частиц. Поэтому мы имеем все основания для построения
корректных физических и математических моделей всех фундаментальных взаимодействий.
Мандельштам еще в 1934 году сделал вывод, что принцип относительности Эйнштейна в
оптике движущихся сред нарушается. Этот вывод экспериментально подтвержден нами в [17]. На
его основании сделан вывод, что в природе нет идеальных жидкостей и газов, и что они двигаются
в установках и приборах не по инерции, а под действием сил, которые изменяют их плотность,
показатели преломления света и не подтверждают объяснение опыта Физо СТО.
Из этой модели электрона следует, что в природе отсутствуют призрачные процессы
спонтанного рождения и аннигиляции электрон-позитронных пар вакуума Дирака.
Из этой модели электрона следует и сатурнианская модель водородного атома. Она не имеет
проблемы стабильности. Его магнитный момент создается кольцевым электроном с квантованным
спином и магнитным моментом. Источником излучения квантов света в этой модели атома
является электрон. Он излучает их при переходах из одного квантового состояния в другое.
Создание такой теории предвидел, де Бройль, Планк, Шрёдингер, Эйнштейн и Бом [24].
Эйнштейна исходил из "критерия реальности" и до конца своей жизни верил в возможность
создания теории, которая бы описывала действительные явления, а не только их вероятности. Он
полагал, что квантовая теория не является полной, а есть только частным случаем пока еще
неизвестной теории.
Еще до объединения нами закона Планка с законом эквивалентности энергии и массы
Эйнштейна Бриллюэн [25] писал: "Мы не беремся объяснять смысл этих соотношений. Они для
нас малопонятны. Но, ни одна теория, по крайней мере, в данное время не в состоянии объяснить
нам, почему эти соотношения именно такие и как их можно понять.
18
Эти равенства с точностью до двух констант с и h – итог всех законов физики, но их
невозможно вывести ни из одной существующей теории или модели. Это не итог, а исходный
пункт нашего мышления. Смысл этой "троицы" все еще находится в глубокой тайне".
Однако сегодня мы уже знаем, что соотношение (3.1) устанавливает первичность полевой
формы существования материи. С этой точки зрения, полевую материю нельзя представлять из
призрачных элементарных частиц (квантов поля), а взаимодействие – процессом обмена
призрачными квантами физического поля.
4. Модели сложной структуры нуклонов
В 1937 году Альварец открыл явление захвата К-электронов ядрами, в 1950 году Снелл [26]
и Робсон [27] открыли электронный распад свободного нейтрона, в 1932 году Андерсон [28]
открыл позитронный распад протона, в 1956 году Рейнес, Коуэн [29] и другие подтвердили
позитронный распад протона. Более того, открытия магнитных моментов нуклонов и легких ядер
оказались аномальными. Эти открытия указывали на сложную структуру нуклонов, которую
отрицали соотношения неопределенности Гейзенберга. Они были пригодны только для
планетарной модели атома и давали очень большую погрешность для реальных измерений.
Измерения величины радиуса протона r0  1,2  10 15 м оказались на порядок больше
комптоновской длины волны нейтрона и протона rp   p   m p c  2,1  10 16 м. Мы полагаем, что
наблюдаемый радиус протона, его заряд и магнитный момент создается кольцевым позитроном.
Из зарядовой независимости ядерных сил они должны участвовать и в сильном взаимодействии.
В 1957 году экспериментально доказано, что электрон и позитрон имеют спиральность.
Электрон имеет левый винт, а позитрон имеет правый винт. Это их свойство исключает
возможность рождения электрон-позитронной пары из  1,02 фотона около тяжелого ядра. Мы
полагаем, что антиспиральные электрон и позитрон могут выходить из ядра только вследствие
фотоэлектрического эффекта.
Согласно этому представлению, модели нуклонов должны выглядеть так, как показано на
рис. 1: а), б).
3 1
2
2
Рис. 1. Модели сложной структуры нуклонов:
а) тяжелый нейтрон с параллельными спинами
элементарных частиц: 1 – n – легкий нейтрон со
1

спином ћ/2; 2 – e – позитрон со спином ћ/0,66∙103;
3 – е– – электрон со спином ћ/0,391∙103; б) протон с
параллельными спинами элементарных частиц: 1 – n
ћ/2
ћ/2
)
а)
б)

- легкий нейтрон со спином ћ/2; 2 – e – позитрон
со спином ћ/0,66∙103.
Андерсон в 1932 году наблюдал фоторасщепление сложного нейтрона на элементарный или
легкий нейтрон n по схеме
1
n
  1,02  0 n1  e   e  ,
(4.1)
где  n1 – нейтрон с массовым числом 1 и компенсированным зарядом  и открыл ядерный
электрон-позитронный фотоэффект. Порог фотоэффекта электрон-позитронной пары из нейтрона
равен 1,02 МэВ.
Электрон, который входит в состав нейтрона, должен находиться в радиусе действия
ядерных сил, участвовать в них и изменять свои квантовые и механические характеристики.
Согласно сатурнианской модели нуклонов, нейтрон должен состоять из кольцевого
электрона и позитрона, что находятся за пределами его комптоновской длины волны или радиуса
19
 n  rn   mn c  2,1  10 16 м и создавать его электрон-позитронную оболочку, которая находится
в пределах экспериментально измеренного среднего радиуса нуклона 0,7 1015 м.
5. Квантовомеханические характеристики ядерного электрона и позитрона
Согласно кольцевой модели электрона и позитрона и квантования их спинов и магнитных
моментов, ядерный позитрон и электрон в составе нейтрона имеют квантовые характеристики:
 ~e n  m~e c ~e n  0,0016 10 34 Дж∙с
(5.1)
– спин позитрона, где m~e – масса покоя позитрона;
 ~e n  r~e n   ~e n me c  0,587 10 15 м .
(5.2)
– комптоновская длина волны позитрона или его радиус;
 ~e n  c 2r~e n  0,8129 10 23 Гц
(5.3)
– собственная частота позитрона;
I ~e n  e  ~e n  1,30242 10 4 A
(5.4)
– кольцевой электрический ток позитрона;
s~e n  r~e2n  1,082 10 30 м2
(5.5)
– площадь кольцевого тока позитрона;
 e~n  I e~n se~n  1,41 10 26 Дж/Тл
(5.6)
– магнитный момент кольцевого тока позитрона.
Характеристики ядерного электрона:
 en  me c en  0,0027 10 34 Дж∙с
(5.7)
– спин электрона;
 en  ren   en me c  0,989 10 15 м
(5.8)
– комптоновская длина волны или радиус электрона;
 en  c 2ren  0,482 10 23 Гц
(5.9)
– собственная частота электрона;
I en  e  en  0,773 10 4 А
(5.10)
– электрический кольцевой ток электрона;
sen  ren2  3,073 10 30 м2
(5.11)
20
– площадь кольцевого тока электрона;
 en  I en sen  2,375 10 26 Дж/Тл
(5.12)
– магнитный момент кольцевого тока электрона.
Измерить квантовые характеристики ядерных лептонов мы можем только, измеряя заряды и
магнитные моменты нуклонов. При выходе из нуклонов электрон и позитрон переходят в
основное состояние и изменяют свои спины и магнитные моменты. Этот процесс должен
сопровождаться излучением квантов света.
Из сложной структуры нуклонов следует, что позитивные результаты серии нейтринных
экспериментов 1953 – 56 годах К. Коуэна, Ф. Рейнеса, Ф. Харрисона и других [29], мы должны
рассматривать, как подтверждение существования процесса фоторасщепления протонов гамма
фотонами природного радиационного фона.
6. Магнитные моменты нуклонов
Сегодня нет корректной теории магнитных моментов нуклонов. Магнитный момент протона
по данным [30] в 2,79 раза меньше, чем дает теория Дирака. Согласно ей он равен
 p  e 2mp  5,0508 1027 Дж/Тл,
(6.1)
где е – заряд протона;  – постоянная Планка; m p – масса протона. Такое несоответствие теории с
экспериментом указывает на ошибку в теории.
Что же касается магнитного момента нейтрона, то, согласно этой теории, его вовсе не
должно быть из-за отсутствия у него заряда. Однако он есть и по экспериментальным данным
(Блох, 1936 год) в – 1,91 раза больше ядерного магнетона. Из этого следует, что для
усовершенствования теории Дирака необходимо, чтобы нуклоны имели определенную зарядовую
внутреннюю структуру. Существование такой структуры было предложено в предыдущем
параграфе. Что же касается современного объяснения существования магнитных моментов
нуклонов их кварковой внутренней структурой, то она противоречит принципу наблюдаемости
диалектической гносеологии и элементарности электрического заряда. Существование кварков
невозможно подтвердить экспериментально.
Согласно нашим моделям сложной структуры нуклонов, магнитный момент протона
определяется магнитным моментом позитрона, который входит в его состав
 p  e   1,410617 1026 Дж/Тл,
(6.2)
а магнитный момент нейтрона определяется векторной суммой магнитных моментов электрона и
позитрона, что входят в его состав,
 n  e  e  1,410617 10 26  2,376915 10 26  0,9663 10 26 Дж/Тл.
(6.3)
Эти величины магнитных моментов протона и нейтрона точно совпадают с измеренными
величинами.
В статье [8] решена и проблема определения магнитных моментов ядер.
7. Магнитные моменты ядер
Магнитные моменты сложных ядер, согласно современным представлениям, не аддитивные,
то есть не кратные величине ядерного магнитного момента. Их значения находятся в пределах
40
K ) и 2,78 1026 Дж/Тл (115
 0,6516 1026 Дж/Тл (19
49 In ) . Согласно нашей сложной структуре
нуклонов, магнитный момент протона определяется соотношением (6.2), а нейтрона (6.3). Такие
их величины обусловлены магнитными моментами электронов и позитронов, которые входят в
21
состав нуклонов. Они приводят к комбинированной аддитивности магнитных моментов ядер. Она
состоит из двух величин. Причина незначительных отклонений от комбинированной
аддитивности заключается только во влиянии сильного и электромагнитного взаимодействия на
магнитные моменты электронов и позитронов, которые входят в состав нуклонов. Для легких ядер
она заключается в следующем.
Магнитный момент дейтрона, согласно сложной структуре нуклонов, должен определяться
векторной суммой магнитных моментов позитронов и электрона, что входят в его состав
 D   p   n  1,41059 10 26  (0,9663 10 26 )  0,44429 10 26 Дж/Тл.
(7.1)
Измеренная величина магнитного момента дейтрона составляет 0,43304 10 26 Дж/Тл.
Такое незначительное отклонение теоретической величины магнитного момента дейтрона от
измеренного должно объясняться переходом радиоактивного нейтрона в стабильное состояние.
Оно должно сопровождается излучением гамма фотона.
Магнитный момент тритона также должен определяться векторной суммой магнитных
моментов позитронов и электронов, которые входят в состав нейтронов в синглетных состояниях
T   p   n  ( n )  1,41059 10 26 Дж/Тл.
(7.2)
Измеренная величина магнитного момента тритона имеет 1,504611026 Дж/Тл.
Незначительное отклонение объясняется возрастанием количества электронов в составе тритона,
которое приводит к силам отталкивания между ними и к возрастанию их магнитных моментов,
которые являются признаком избытка протонов в ядре и возможного электронного распада
тритона. Тритон действительно радиоактивен.
Точно так же можно доказать, что спин и магнитный момент альфа-частицы или ядра гелия
равен нулю.
Следовательно, для легких ядер наблюдается комбинированная аддитивность магнитных
моментов. Ее следует ожидать и в более сложных ядрах, но с применением принципа Паули для
нуклонов в ядрах. Например, магнитный момент ядра индия 115
49 In должен быть равен векторной
сумме двух протонов, которые находятся в триплетных состояниях
In  2   p  2,8212 1026 Дж/Тл.
(7.3)
Измеренная величина магнитного момента индия равна 2,77805 1026 Дж/Тл, что
практически точно совпадает с его вычисленной величиной. Это является очередным
подтверждением комбинированной аддитивности магнитных моментов атомных ядер.
Что же касается магнитного момента ядра калия, то он объясняется триплетным состоянием
электрона и позитрона в образованном нейтроне
 K   n  e  e  1,4106 10 26  2,0622 10 26  0,6516 10 26 Дж/Тл.
(7.4)
Такой нейтрон стабилен так же, как и протон и его нужно искать в пучках нейтронов.
Отсутствие нейтрона с таким магнитным моментом создавало бы непреодолимые проблемы при
объяснении явления захвата К-электронов ядрами.
8. Стабильный и не стабильный нейтрон
Распад нейтрона можно объяснить существованием в нем отталкивающей силы Ампера,
которая действует между двумя кольцевыми токами электрона и позитрона. Она обеспечивает
электрону работу выхода из кулоновского потенциального барьера протона 0,782 МэВ. Более того,
еще и ускорить его до энергии 0,782 МэВ. Эта сила отталкивания между протоном и электроном
должна приводить и к возбуждению протона, и к излучению гамма фотона с энергией 0,782 МэВ,
если он имеет сложную внутреннюю структуру. Если учесть все виды энергии электромагнитного
22
происхождения, то полная энергия распада нейтрона должна быть 2,857 МэВ, и он должен быть
тяжелее, чем известный нейтрон и распадаться согласно схеме
n01  p11  e01  W0,782   0,782  A0,782
(8.1)
где е – электрон с энергией покоя 0,511 МэВ; Wke  0,782 МэВ – кинетическая энергия электрона,
которая расходуется на ионизацию нуклида и образование сплошного тормозного спектра
электромагнитного излучения; А0,782 – работа выхода электрона из протона;  0,782  фотон, который
излучается протоном при возвращении к своему основному состоянию. Тогда энергетический
баланс канала электронного распада нейтрона должен рассчитываться согласно уравнению
mn c 2  m p c 2  moe c 2   moe c 2

1  V c   moe c 2    0,782  A0,782  941,1401 МэВ,

2
(8.2)
где mn c 2  941,1401 МэВ – энергия покоя нейтрона; V  2,752 10 8 м/с – максимальная скорость
электрона в спектре. Ей соответствует максимальная кинетическая энергия электрона в спектре.
Следовательно, энергия покоя нейтрона требует более точного измерения. Это связано с тем, что
при измерении массы нейтральных элементарных частиц всегда были проблемы. Из этого следует,
что все энергетические балансы электронных распадов нуклидов должны рассчитываться согласно
схеме (8.2). Энергетические отличия электронного распада нейтронов каждого нуклида связаны с
его порядковым номером в таблице Менделеева и степени насыщения ядерных сил. Эти вопросы
еще совсем не исследованы.
9. Применение сложной структуры нуклонов
Из [31] известно, что для осуществления протонно-протонного синтеза легких ядер нужна
температура ~ 1010 K. Однако в центре Солнца температура достигает 13...16106 К. Этой
температуры недостаточно для протекания процесса термоядерного синтеза на Солнце. Но он всетаки происходит, и достаточно интенсивно. Следовательно, мы имеем парадокс, который требует
решения.
Мы предложили в [32] гипотезу о возможности синтеза легких ядер при пониженном
электронами потенциальном барьере.
Электромагнитная модель распада нейтрона ведет и к решению самой актуальной проблемы
современной ядерной энергетики – проблеме дезактивации ядерных отходов [33].
Из протонно-протонного синтеза дейтрона, в котором один из протонов распадается на
позитрон и легкий нейтрон, следует, что протон и нейтрон представляют собой два разных
состояния одной и той же самой частицы. Небольшое различие масс протона и нейтрона
обусловлено присутствием в них электронов и позитронов.
Выводы
Предложенные модели сложной структуры нуклонов доказывают, что их магнитные
моменты связаны с лептонными токами, и что корректная теория электронного распада нейтрона
должна сводиться к взаимодействию этих токов.
Эти модели предусматривают существование процесса управления электронным распадом
радиоактивных ядерных нейтронов и возможности создания реакторов для дезактивации
радиоактивных отходов ядерной энергетики и реакторов синтеза легких ядер в изотопах водорода
с пониженным потенциальным барьером.
Литература
23