темная» материя-энергия от классической физики.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И «ТЕМНАЯ» МАТЕРИЯ-ЭНЕРГИЯ
ОТ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ.
Лялин А.В.
[email protected]
До настоящего времени значения масс элементарных частиц определяются по
результатам экспериментов. Ни одна из современных теорий (сфер, струн и др.) не
вычисляет собственные параметры частиц. С применением теорий классической физики
Ньютона и Максвелла теоретически вычисляются массы протона, электрона,
нейтрона и «темной» материи-энергии. Показано, что «Реликтовое» излучение
происходит только при образовании электронов. Выясняется природа Постоянной
Тонкой Структуры и константы электромагнитного взаимодействия на электрон.
По теории Максвелла «физические причины существования свободного
электромагнитного поля (т.е. самоподдерживающегося, независимого от
возбудивших его источников) тесно связаны с тем, что изменяющееся во
времени
электрическое
поле
E
порождает
магнитное
поле
H,
а
изменяющееся H - вихревое электрическое поле. Обе компоненты E и H ,
непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга». Фотон – порция (квант)
изменяющихся, ортогональных и замкнутых друг на друга вихревых полей,
как изолированная система, имеет равные значения амплитуд электрической
и магнитной характеристик ( E  H ) и, в нашем предположении, равные их
радиусы вращения.
Рассмотрим результат превращения фотона в пару частиц, которое было
открыто супругами Жолио-Кюри, Розетти и др.
У движущейся частицы, образовавшейся от фотона, электрическое и
магнитное поля находятся в соотношении H  E . Соотношение собственных
параметров для движущейся частицы составим в виде
H E
. Откуда l  r .

l
r
Где l - радиус вихревого магнитного поля, r - радиус вихревого
электрического поля. Так как магнитные и электрические поля ортогональны
друг к другу и радиусы их вращений различны по величине, будем
рассматривать пространственную модель частицы как цилиндрическое
кольцо (тор), где магнитный радиус l – радиус поперечного сечения,
электрический радиус r – расстояние центра поперечного сечения от оси
вращения. Такая модель представляется как ток по круговому проводу,
вокруг которого вращается магнитное поле.
Инерциальную массу замкнутых друг на друга вращающихся полей
будем определять в зависимости от половины сечения тора по круговому
кольцу с шириной кольца 2l и средним радиусом r :
m0  2lrk
где k – коэффициент размерности в системе СГС равен k  1
(1)
г
.
см 2
Если вращающиеся поля обладают инерционными свойствами, то наряду с
поступательным движением, инерциальная масса этих полей характеризуется
и вращательным движением. Импульс p 0 стабильных вращений одной
частицы, направленный по касательной к траектории вращений, составляет с
импульсом p ее поступательного движения в точке измерения прямой угол.
Геометрия прямоугольника, на диагонали которого расположен импульс
p ф от фотона, затраченный
на одну частицу, показывает равенство:
p ф  p cos   p 0 sin 
(2)
где  - угол между импульсом фотона и импульсом поступательного
движения.
Закон сохранения энергии-массы запишем в равенствах:
 ф  E и mф  m
Где
E
и
(3)
- полные энергия и масса образовавшейся частицы.
m
p 
2

С применением (3) cos  
и sin   1  2 . Далее введем обозначения
pф c
c

c
 и
1
2
c2

.
Теперь (2) принимает вид:
pф  p  p0
(4)
По законам Ньютона с применением (3) этому равенству удовлетворяет
соотношение
m0
m
(5)
1  2
из которого видно, что масса образовавшейся частицы находится в
зависимости от фактора Лоренца и не превышает исходную массу от фотона.
Теперь второй закон Ньютона имеет вид:
f 
d m0
dt 1   2
(6)
После умножения (4) на скорость света видно, что энергия от фотона на
частицу расходуется в двух формах:
 ф  pф c  cp  cp0
(7)
Энергия cp содержит энергию поступательного движения частицы и
энергию стабилизации вращения, а энергия cp0
- энергия вращающихся
полей. Произведение cp0 содержит энергию вращающихся полей и энергию
их стабилизации. Эти две формы энергии характеризуют стабильную частицу
с энергией покоя E0 - без поступательного движения:
E0  E0
Где
E0

 E0 1 

- энергия вращающихся полей,
(8)

E0 1 

- энергия их
стабилизации.
Выражение кинетической энергии K , следовательно, имеет вид:

K  cp  E 0 1 
 E
1
0
Таким образом, полная энергия частицы представляется в трех формах:
(9)
E  E0
Где
Eo 1   2   s

 E0 1 
 E
энергия
-
1
 s  u  K ,
0
вращающихся
(10)
полей,
E o (1  1   2 )   u -
-энергия (потенциальная) стабилизации их вращений в радиусах r и l , K кинетическая энергия поступательного движения стабильных вращений.
Количество энергии электромагнитного поля или его частей и форм будем
оценивать через функцию скорости от кинетической энергии:


 1

 1  Е0 
 1  К .


 1  2





 i  E0 
1
(11)
Для образования одной стабильной частицы с энергией покоя E0
необходимо равенство энергии вращающихся полей и энергии стабилизации
их вращений, при котором процесс происходит в интервале скоростей
(   0;   0.866 ). В процессе превращения фотона в пару частиц выполняется
классический принцип наименьшего действия. Проинтегрируем в этом
интервале функцию Лагранжа:
 1

 1 1 




   К   u d  E 0  

 E 0 1.5 arcsin   0.5

d 

(12)
 2   E 0 0.055
(Вычисления проводятся с удовлетворяющей нас точностью). Здесь E0 –
энергия стабильных вращений в паре частиц. К –
энергия фотона с
применением (11).
Электрическая часть от электромагнитной энергии (12) стабилизирует
вращения и определяет кинетическую энергию удаляющихся друг от друга
образовавшихся частиц, и равна:
e 

1   2  = 0.05 Е0 ,
(13)
где  2  0,101976 находится с применением (11) из равенства:
 1

0.055 Е 0  Е 0 
 1 .




(14)
Энергия
стабилизации
в
процессе
превращения
определяется
с
применением (11) от энергии электрической части
 1

0.05Е 0  Е 0 
 1 ,




(15)
где   0,30530378 , и имеет значение

Стабилизация
моментов
 u  E0 1 
  0.0477Е .
количества
движения
(16)
0
для
пары
частиц
оценивается соотношением   0,2984 , которое определяется от значения (16)
 1

 1




 u  0.0477 E0  E0 
(17)
Стабилизация каждого из четырех вращений оценивается соотношением:
1 

 0.0746 .
4
(18)
Момент импульса вихревого магнитного поля по магнитному радиусу
уравнивается наименьшим действием электрического поля.
m0 clH 

E
2
(19)
С подстановкой m0 из (1) и соотношений для характеристик полей и их
радиусов, найдем радиус вращения магнитного поля:
l3

 0.1409  10 12 cм ,
4ck
(20)
где  - постоянная Планка – наименьшее действие в процессе.
Радиус вращения электрического поля равен:
r
l
1
 1.8893  10 12 см .
(21)
Теперь стабильная масса (1) имеет значение:
m0  2rlk  1.6725  10 24 г ,
(22)
что равно массе покоя протона.
В системе двух протонов кинетическая энергия на один протон с энергией
покоя 938.2796Мэв равна:
К
e  u
2
 0.002393
E0
 0.002393  938.2796Мэв  2.2453Мэв.
2
(23),
что удовлетворительно совпадает с энергией связи в дейтроне на нейтрон.
Если стабилизации спинов на этом энергетическом уровне не происходит,
будем искать их стабилизацию на низшем уровне.
По принципу аддитивности энергии с одной частицей связано половина
энергии пары. Так, половина их электрической части равна:
1 
e
2
 0.025Е0
(24)
Здесь и далее Eo – энергия стабильных вихревых полей одной частицы.
Проинтегрируем
энергию
(24)
по
(12)
на
интервале
скоростей
  0;   0.2198 , где верхний предел находится с применением (11) из
равенства
 1

0.025 Е 0  Е 0 
 1 .




(25)
В этих пределах интегрирование показывает энергию
 ' e  0.0000265Е0
(26)
Энергия стабилизации на этом уровне имеет значение:
 ' u  0.0000265E0 ,
(27)
для которой, с применением (11), найдем   0.00729 , что оценивает энергию
стабилизации вращающихся полей, как увидим далее, в электроне и равно
Постоянной Тонкой Структуры.
Для электрона момент импульса вихревого электрического поля по
электрическому радиусу уравнивается наименьшим действием магнитного
поля:
m0 crE 

H
2
(28)
Подставляя сюда (1) и соотношения для характеристик полей и их радиусов,
найдем радиусы l и r :
r 3

 0.1409  10 12 см , l  r  1.0286  10 15 см .
4ck
(29)
Масса частицы имеет значение, равное массе электрона:
m0  2lrk  0.9109  10 27 г
(30)
,
Выполнив не сложные действия в равенстве (28), запишем произведение
собственных параметров в виде
c e 2
m0 c r 

 E0 r
2
2
2
(31)
Здесь – e 2 –мера способности электрона, в зависимости от значений
собственных параметров, к взаимодействию с другой частицей.
Кинетическую энергию на один электрон с энергией покоя 0.511Мэв
найдем аналогично (23) равной:
 1

'
'
К   е   u  Eo 
 1 1 





  0.359 10
3
эв.
(32)
Такой энергии соответствует температура, определяемая равенством
К
3kT
,
2
(33)
где k - постоянная Больцмана.
Отсюда, температура излучения кинетической энергии электроном равна:
T
2К
 2.77  K ,
3k
(34)
что равно температуре «Реликтового» излучения.
Энергия стабилизации (27) для электрона имеет значение:
 u  0,0000265  E0  13.54эв
(35)
Превышение такой энергии дестабилизирует электрон в атоме водорода.
Пусть на частицу действует продольная сила f║ в направлении ее
движения, при котором изменяется величина скорости.
d m0
 f║
dt 1   2
(36)
Выполняя дифференцирование, получим:
f║ 
Разложим силу (37) на составляющие:
m0
 
3

d
dt
(37)
f║ 
m 0 d
 f║  2  f   f║  2
dt
(38)
То есть, на частицу действует остаточная продольная сила f║  2 и сила f 
поперечная, направленная перпендикулярно ее скорости:
f 
m 0 d

dt
(39)
Сила, направленная под прямым углом к скорости, создает движение массы
по окружности радиусом R с ускорением  
2
R

c2 2
.
R
С таким ускорением сила (39) разлагается на составляющие:
f 

m0 c 2  2 E 0 1 


R
R
 K ,
R
(40)
откуда видно, что работа этой силы, придает массе кинетическую энергию
вращения и порождает энергию стабилизации E0 1   вращения.
Если электрон из «бесконечности» приближается к протону, из выражения
(38) видно, что электрон не может упасть на протон при наличии поперечной
составляющей.
Из условия стабильного состояния частиц, когда энергия стабилизации
вихревых полей и энергия вихревых полей равны, найдем:
1  2 
1
;
2
(41)
Подставляя это значение в (40), найдем энергию W вращения электрона
около протона, порожденную работой поперечной силы.

W  E0 1 
  K  32 E
0
(42)
Полная энергия системы протон-электрон определяется как сумма энергий
покоя этих частиц и энергии W :
En  Ee 
3
E e  E p  0,5109 Мэв  0,766Мэв  938,3Мэв  939,577 Мэв
2
Что хорошо совпадает с энергией покоя нейтрона.
Заметим, что в нейтроне приборы наблюдают только массу – энергию
протона, электрона, кинетическую энергию электрона по скорости его
(43)
вращения и массу – энергию системы в целом. Энергия стабилизации не
наблюдаема, т.е. является энергией «темной».
Массы стабильных частиц (протона, электрона) определены по двум
условиям: 1)Выполнение принципа наименьшего действия и 2)Равенство
энергии вихревых полей и энергии их стабилизации.
Если энергия стабилизации меньше энергии вихревых полей, радиус
вихревых полей увеличивается по центробежному закону так, что инерция
этих полей становится не определимой («темной») из-за выравнивания их
плотности с плотностью среды. В достаточно плотной межзвездной среде
происходят частые образования нестабильных вихревых полей. Сумма их
кратковременных инерций является значительной для гравитационных
эффектов.
Если энергия стабилизации больше энергии вихревых полей,
протекает процесс вращающейся «черной» дыры, которая является
инерционной, но не наблюдаемой. Множество таких «черных» дыр так же
создают эффекты гравитации, последствия которых наблюдаемы, на
основании чего и делается вывод о существовании «темной» материи.
Известно из экспериментов, что при распаде стабильных систем
выделяются различные «элементарные» частицы. Если энергия стабилизации
в частице меньше энергии вихревых полей, сечение этих полей
увеличивается со временем при удалении от места распада системы. С
увеличением сечения – не стабильной массы растет «сечение
взаимодействия» с веществом и проникающая способность через вещество
уменьшается. Если энергия стабилизации больше энергии вихревых полей,
когда скорость удаления от места распада системы близка к скорости света,
сечение – не стабильная масса уменьшается и, соответственно, уменьшается
и «сечение взаимодействия» с веществом, т.е. проникающая способность
увеличивается. Это доказано в экспериментах Нобелевских лауреатов по
физике за 2015г.: «Масса нейтрино изменяется по мере прохождения
расстояния от Солнца до Земли».
Если читатель проинтегрирует и проделает расчеты по значению функции
скорости от кинетической энергии K  0,0035E0 , то получит энергию не
стабильной частицы, сравнимую с бозоном Хиггса и сделает вывод, что на
БАКе с соответствующими технологиями можно находить различные
частицы по заказу.