Поля и вихроны. Структуры мироздания Вселенной. Третье издание

Этот процесс аналогичен ионизации электронов с атомных оболочек.

Применение реальных объёмных структур мюона, мезонов, ядер трития и дейтерия во многом упрощает понимание физических процессов холодного ядерного синтеза (фотоэффект-кумулятивная имплозия190) и деления тяжёлых ядер (зарождение нового ядра внутри большого старого и его вылет-взрыв-эксплозия, деление старого).

Фазовое пространство мюона аналогично структуре электрона, но во много раз меньше его по размерам.

Фото 2.22. Схема распада мюона

Поэтому распад мюонов (фото 2.22) происходит через промежуточное состояние с полуцелым спином. Мюоны при распаде превращаются в соответствующие по знаку частицу – электрон или позитрон с сопровождением вылета двух соответствующих нейтрино. В соответствии с уменьшением внутренней энергии, у образовавшейся промежуточной частицы увеличивается радиус полусферы волновода её фазового микропространства. «Замороженные» спиральные волноводы бывшего мюона уже без вихрона становятся мюонным нейтрино (антинейтрино) – по крайней мере, на время распада их можно считать компактифицированными частицами, которые, отбирая соответствующую долю кинетической энергии, покидают место распада. Новая промежуточная частица нестабильна и распадается, её вихрон покидает созданное фазовое пространство, которое превращается в электронное антинейтрино (нейтрино). Вылетевший в электрическое поле частицы промежуточного состояния запертый магнитный монополь формирует уже резонансно-стабильное фазовое пространство электрона (или позитрона), отдавая излишнюю энергию в кинетической форме электронному антинейтрино (нейтрино).

Масса покоя мюона, как и у электрона и позитрона, проявляется гравпотенциалами отброшенных волноводов, созданным вновь при разрядке гравитационного монополя. Заряжается гравмонополь вращательным движением полярного магнитного монополя к центру-полюсу полусферы электропотенциалов волновода со спином 1/2.

Мюоны в связанном состоянии, как и электроны в атомах, могут входить в состав атомно-ядерных оболочек мезоатомов.

Мюонные коллайдеры занимают промежуточное положение между электронными и протонными, и считаются очень перспективными в исследовании свойств бозонов Хиггса. Поэтому и началось проектирование, и создание мюонных коллайдеров. В таких коллайдерах одной из трудностей получения высокой светимости является наличие бетатронных колебаний, которые приводят к отклонению частиц от равновесной орбиты и расширению пучка. При создании таких ускорителей или коллайдеров мюонов главными проблемами являются: рассеяние, не монохроматичность пучков мюонов, быстрый распад ускоряемых частиц. Время жизни μ+μ- при досветовой скорости составляет 2,2 мкс – это тоже проблема для создания мюонного коллайдера. Удлинению жизни мюонов якобы способствует эффект увеличения их времени жизни на релятивистских скоростях. По расчётам СТО при кинетической энергии до 57 Гэв время жизни увеличивается с τ = 2,2 мкс до t = 1,19 с. Однако, во-первых, экспериментально этот эффект реализовать не удастся вследствие уже имеющейся практики создания тау-лептона (время жизни 2,9 х 10—13 секунды), которая и указывает отсутствие механизма увеличения времени жизни мюона. А во-вторых, времени, как и массы в природе нет вообще, а есть превращения частиц с увеличением их внутренней энергии. Отсюда, по расчётам САП мюоны должны быть получены, сформированы в пучок-сгусток и ускорены до конечной энергии меньше чем за несколько миллисекунд (в лабораторной системе отсчета). При этом они успеют сделать до тысячи и более оборотов в кольце накопителя перед своим распадом. Так ли это на практике – покажет работа мюонных коллайдеров.

А реально происходит следующее. Когда скорость мюонов почти достигает скорости света, дальнейший разгон частиц становится невозможен, но начинает расти их масса-внутренняя энергия. Первичная частица меняется, что изменяет и её внутренние параметры, в том числе и время жизни, как, например, у тау-лептона. А полная энергия складывается из энергии движения, переданной частице ускоряемым внешним переменным электрическим полем в электронвольтах (эВ, Кэв, Мэв, Гэв) и внутренней энергии при квантовом переходе при 1784 Мэв в заряженный тау-лептон, мезон или бозон, а расчёт и изменение внутренней энергии заряженной одноконтурной частицы идёт по формуле Планка, т.е. произведением его фундаментальной константы на частоту излучения четверть-волноводов магнитным монополем ГЭММ. При столкновениях появляется возможность объединения одноконтурных противоположных частиц с полуцелым спином в частицы с целым спином, типа π0-мезоны, Z0-бозоны, заряженные π-мезоны, W-бозоны, и безмассовые бозоны. Ускоряясь в электрическом поле, мюон, как и электрон, поэтапно превращается в заряженный тау-лептон, а при встречных соударениях (суммарная скорость = двум скоростям света) с аналогичными продуктами ускоренных мюонов путём осевой имплозии, переходящей сгустками в центральную имплозию, и рождаются, более тяжёлые мезоны, бозоны и продукты распада.

2.5. Тау-лептон

Тау-лептон возглавляет третье поколение в семействе лептонов и самый тяжелый из них (электрон, мюон и τ-лептон) – 1784 Мэв, также обладает полуцелым спином, зарядом электрона, временем жизни 2,9 х 10—13 c и характерным ядерным размером 10—16 см в соответствии с САП. Количество поколений лептонов пока не объяснено в рамках существующих теорий. На фото 2.23 приведена схема четверть-волноводов фазового пространства τ-лептона.

Фиг. 2.23 Сравнение схемы и размера четверть-волноводов электрона (слева), мюона (посредине) и тау-лептона (справа).

Согласно САП, электрон, мюон и тау-лептон – это точечные частица, у них нет внутренней структуры. Существует «легкий» аналог мюона – электрон, и «тяжелый» аналог – тау-лептон. Тау-лептон был получен искусственно в 1975 году на электрон-позитронном на коллайдере SPEAR в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) М. Перлом с сотрудниками. Тау-лептоны образовывались в коллайдере при ускорении электронов до суммарной энергией 2—3,5 Гэв.

Однако, как сообщает автор открытия этих лептонов: «Рождение тау-лептонов детектор зафиксировать не мог, так как они из-за короткого времени жизни распадались поблизости от места рождения, не долетев до него. Поэтому обнаружить тау-лептон можно было только по заряженным продуктам его распада – мюонам, электронам и другим».

Как заметил М. Перл191:

«Напомню, что электрон-мюонная загадка, приведшая всё это в движение, ещё не разрешена. Электрон-мюонная загадка превратилась в е-µ-τ загадку. Мы до сих пор не знаем, почему существуют три заряженных лептона и не понимаем соотношения между их массами.»

А в этой книге изложено детально понимание этой загадки: – «Электрон-мюон-тау-лептон – это частица с полуцелым спином, структура и свойства которой схожи со всеми частицами подгруппы лептонов с одной сферой ГЭММ, пульсирующей однополярным четверть волноводом с частотой выше 1020 Гц, у которой ГЭММ имеет разные значения энергии 0.511 МэВ,105.7 МэВ, 1777 МэВ, т.е. частоты, которая рождалась в разных по жесткости условиях. Электрон – при захвате полем атомного ядра с образованием атома. Мюон – высокоэнергетическим ударом солнечного протона по атомному ядру. Тау-лептон – ускорением встречных электронов-позитронов до энергии 3,5 Гэв.»

При ускорении в коллайдере SPEAR, когда скорость электронов почти достигает скорости света, дальнейший разгон частиц становится невозможен, но начинает расти их масса-внутренняя энергия. Полная энергия складывается из энергии движения, переданной частице ускоряемым внешним переменным электрическим полем в электронвольтах (эВ, Кэв, Мэв, Гэв) и внутренней энергии. При достижении этой энергии более 106 Мэв электрон превращается в заряженный мюон, а расчёт и изменение внутренней энергии заряженной одноконтурной частицы идёт по формуле Планка, т.е. произведением его фундаментальной константы на частоту излучения четверть-волноводов магнитным монополем ГЭММ.

Существенные потери энергии лептонов происходят на излучение синхротронного излучения при искривлении траектории движения пучков в магнитном поле. В линейных ускорителях этого эффекта не происходит. Ускоряясь в электрическом поле до энергии 3,5 – 4 Гэв мюон, как и электрон, поэтапно превращается в более энергетический тау-лептон со структурой, характерной для одноконтурных частиц с полуцелым спином, размером ГЭММ около 10—25 см, с частотой пульсаций около 2,6 х 1024 Гц и размером четверть-волновода около 3 х 10—15 см.

Механизм превращения.

При движении электрона в составе сгустка в переменном электрическом поле вокруг его ГЭММ индуктируются синхронные сферы магнитных монополей, которые затем сливаются друг с другом и магнитным монополем ГЭММ электрона, увеличивая его значение, частоту колебаний, уменьшают его размер и размер четверть волноводов его излучения. Достигая соответствующих параметров мюона, электрон превращается в мюон. Аналогичный процесс происходит с мюоном – он превращается в тау-лептон – очень короткоживущий, который при распаде порождает ливень продуктов, в том числе и мюон.

При движении в ускорителе, когда скорость электронов почти достигает скорости света, дальнейший разгон частиц определяется скоростью распространения ускоряемым переменным электрическим полем, которое имеет во много раз большую величину значения скорости света. Почему? А потому что эти два процесса имеют разную природу по своей физической сути. Скорость света, как было уже рассмотрено в разделе 2.1 – это суть поперечного вращения-разрядки сферы заряда энергии магнитного монополя определённого радиуса на длину четверть волновода длины волны продольного движения фотона, которая и проявляет определённую инертность и ограничивают движение фотона скоростью света. Механизм распространения потенциалов электрического поля от металлических электродов совсем другой и заключается в электростатическом отталкивании и выбросе наружу в зону индукции одноимённых электрических безмассовых зёрен-потенциалов разных по значению, вновь приходящих от источника переменного напряжения. Скорость распространения электрического поля, как зона индукции вокруг любой радиоантенны способствует рождению и накоплению магнитных монополей фотонов в зоне излучения и зависит прежде всего от потенциала передаваемого напряжения. Поэтому скорость распространения электрических полей, как и электростатических полей, во много раз больше скорости света и как указывал Тесла в его случае равна 471 240 км/сек. У электронов, после преодоления скорости света при энергиях свыше 2—4 Мэв начинает расти их масса-внутренняя энергия – процесс «утяжеления» магнитного монополя электрона. Полная энергия складывается из энергии движения, переданной частице ускоряемым внешним переменным электрическим полем в электронвольтах (эВ, Кэв, Мэв, Гэв) и внутренней энергии при квантовом переходе при энергии свыше 106 Мэв в заряженный мюон, и затем при энергии свыше 1784 Мэв – в тау-лептон, а расчёт и изменение внутренней энергии заряженной одноконтурной частицы идёт по формуле Планка, т.е. произведением его фундаментальной константы на частоту излучения четверть-волноводов вращающимся магнитным монополем ГЭММ.

Вывод. Этот процесс следует рассматривать как ГЛАВНЫЙ, при взаимодействии высокоэнергетических космических частиц и превращениях электронов, протонов и ионов на ускорителях или в пучках электроразрядов, где по существу происходят «утяжеление» составляющих ядерные оболочки пары ГЭММ по механизму слияния одинаковых по знаку магнитных монополей, приводящих к увеличению частоты их вибраций. Этот же механизм определяет процессы рождения тяжёлой (Д2О) и сверхтяжёлой воды (Т2О) в электроразрядах в воде в реакторе Вачаева и не путём присоединения нейтронов (дейтонизация), а «утяжелением» ядерных оболочек протона. Этот же механизм определяет в электровзрывах разомкнутой проволочки С. Адаменко рождение и структуру новых атомных ядер вплоть до 4250 а.е. массы в СИ.

В настоящее время согласно САП наиболее простым и более эффективным методом считается ускорения электронов с энергией 35 мегаэлектронвольт с помощью лазерных импульсов и волновода с диэлектрическим покрытием стенок. Ученые192 незначительно увеличили исходную энергию электронов, но за счет крайне короткого участка воздействия достигли темпа ускорения в два мегаэлектронвольта на метр. Однако Морган Хибберд (Morgan Hibberd) из Манчестерского университета и его коллеги использовали мощный лазер для прямого воздействия на летящие сквозь его луч электроны. В этом методе заряженные частицы напрямую взаимодействуют с фотонами электромагнитного поля, которые порождает лазер, приобретая тем самым энергию. Этот эффект можно проиллюстрировать наглядно фото 2.24.

Фото 2.24. Излучаемый фотон в состоянии активной фазы движения и перезарядки магнитного монополя на полволне волновода развернутого электрического вихревого поля из электропотенциалов с локальными значениями в фотоне U1, U2=0 и U3= – U1. Внизу входящий электрон в фотон, ускоряемый им до мюона и тау-лептона. Синии шарики вокруг ГЭММ частиц – это индуктируемые вокруг них движением магнитные монополи микровихронов.

Для ускорения пучков в коллайдере SPEAR до номинальных энергий в основном кольце использовалась высокочастотная (ВЧ) ускоряющая система. Частицы с разными знаками зарядов ускоряются в разных фазах электромагнитного СВЧ-поля поэтапно в стационарной и на бегущей волне и пространственно разведены в кольце.

А, например, в БЭПК сверхпроводящие (СП) резонаторы работали на частоте 352 МГц. Частицы проходят зазор резонатора в нарастающем электрическом поле, что обеспечивает ускорение и автофазировку частиц. Активная длина каждого СП резонатора составляла 1,7 м (что соответствовало двум длинам волн ВЧ поля). ВЧ система располагалась на длинных прямых участках кольца коллайдера. У коллайдера БЭПК (LEP) максимальное ускоряющее круговое напряжение 3560 МВ.

Этапы превращений частиц:

– при энергии Е ускоряемого электрона 0,5 МэВ, его масса-энергия m = 2m0, а при Е = 10 МэВ m = 28m0,

– вначале электрон ускоряется силой193 притяжения электрического поля до предела световой скорости (v- 0,98—0,99с, при Е- 2—4 Мэв),

– такой процесс происходит плавно вплоть до энергии выше 106 Мэв, до первого квантового перехода в мюон, у которого уже собственное гравитационное поле (масса-энергия) в 207 раз больше, чем у электрона, появляется нестабильность структуры с периодом полураспада в 2,2 х 10—6 секунды, при распаде опять порождаются электроны,

– затем подобные процессы повторяются и с мюоном, вплоть до рождения заряженных высокоэнергетических тау-лептонов и своим временем жизни, при распаде которых опять рождаются мюоны,

– так порождаются нестабильные заряженные частицы с собственным полем и полуцелым спином, которые вместе со своими продуктами распада и регистрируются в детекторах.

Основные каналы распада тау-лептона происходят с превращением в соответствующий по заряду мюон, мюонное антинейтрино и τ-нейтрино, или электрон, электронное антинейтрино и τ-нейтрино. Более 50% распадов приходится на канал превращений с образованием легких адронов – двух каонов или 5—6 π-мезонов, которые в свою очередь опять распадаются на мюоны и электроны.

Отсюда следует, что структурный состав продуктов пучков сталкивающихся пар противоположно заряженных τ-лептонов содержит биполярные оболочки, которые при распаде превращаются в каоны, π-мезоны и полярные вихроны, а затем далее распадаются в мюоны или электроны через промежуточное состояние с полуцелым спином. Остов волновода из зёрен-потенциалов бывшего фазового пространства τ-лептона становится τ-нейтрино и уносит причитающуюся ему переменную кинетическую долю энергии с места распада.

В настоящее время физики планируют проверить Стандартную Модель, изучая распады тау-лептонов. Эти частицы – родственники электронов, которые имеют такой же заряд и вообще много общего, кроме массы, которая у тау-лептонов в 3 тысячи раз больше. Именно в процессе их распада можно увидеть процессы, которые называют новой физикой. Она призвана объяснить происхождение массы, темной материи и энергии.

2.6. Мезоны

Мезоны (фото 2.25) – это промежуточные состояния распадающихся оболочек, образующих внутренние и внешние оболочки атомных ядер. Основной источник этих мезонов верхние слои атмосферы, с ядрами атомов газа которой сталкиваются космические и солнечные протоны. Процесс производства мезонов – это ионизация целых кластеров атомных ядер, т. е. ядерных оболочек, мгновенно распадающихся в более долго живущие подобные частицы с тем же спином, т. е. в мезоны. Время, которое затрачивается на переход таких микрочастиц к мезонам от момента взаимодействия до их рождения, является сугубо ядерным и оценивается порядком 10—23 секунды. За такое время зарегистрировать истинную частицу, её структуру и другие параметры совершенно невозможно.

Фото 2.25. Таблица мезонов

Недавно Коллаборация LHCb БАКа опубликовала результаты исследования распада B-мезона на тройку адронов: ψ», π— и K+. Данные совершенно однозначно свидетельствуют в пользу того, что в процессе распада на короткое время появилась и распалась «вопиюще экзотическая» частица Z (4430). Эта частица – необычный мезон, не вписывающийся в стандартные рамки и состоящий как минимум из двух кварк194-антикварковых пар. Его существование было известно и раньше, но только сейчас стало окончательно доказано, что это реальная экзотическая частица. Со слов И. Иванова195 по методам исследований на БАКе:

«Берут и сталкивают частицы, при этом они разлетаются, может рождаться что-то новое. Этот способ прекрасно работает, если вы хотите узнать, например, какая энергия сидит вот в этих кварках. Именно в кварках, потому что они несут основную часть энергии. Но, к сожалению, это не помогает узнать про структуру облака глюонов. Ведь это не просто какая-то плотность глюонов – это новая структура, которая как будто сама сконденсировалась и возникла».

По этому поводу есть одно очень серьёзное замечание – ни в ЦЕРНе, ни в США, ни в РФ, ни в Японии и даже в Палате мер и эталонов в Париже пока ещё не дано вообще определение субстанции энергии в САП, тем более в математических кварках.

Согласно САП кварковая модель строения адронов выглядит очень «просто». Берем кварки, комбинируем их так, чтобы их суммарный цветовой заряд – характеристика, обеспечивающая сильное взаимодействие между кварками, – скомпенсировался, и тогда должен получиться вполне жизнеспособный адрон. Минимальными для компенсации цвета являются комбинации из трех кварков или кварк-антикварковые пары. Теоретически можно соорудить и более сложные бесцветные комбинации, например шестикварковые, пентакварки (четыре кварка и один антикварк), тетракварки (два кварка и два антикварка) и так далее (фото 2.26).

Фото 2.26. Кварковое устройство пи-мезона, протона и предполагаемый кварковый состав частицы Zc (3900) – одного из кандидатов в тетракварки. Фото из статьи E. Swanson, 2013. New Particle Hints at Four-Quark Matter

Такие адроны, не вписывающиеся в минимальную схему, называются экзотическими. С точки зрения наивной кварковой модели все эти комбинации тоже имеют право на существование. Проблема в том, что в эксперименте их нет – а точнее, не было на протяжении очень долгого времени. Если насильно взять и соединить вместе шесть кварков (например, комбинацию uuuudd) с правильными цветами, то они распределятся по двум протонам, а не образуют один большой адрон. Если поместить вместе два кварка и два антикварка, то они просто сформируют два мезона, которые разлетятся друг от друга. Почему природа ограничивается только минимальными наборами кварков и настолько «не любит» многокварковые состояния – одна из главных загадок этого раздела физики. Тот факт, что Z (4430) распадается на ψ» и π—, означает, что это заряженная частица. Тот факт, что он распадается очень быстро, означает, что распад идет за счет сильного взаимодействия, а оно не меняет тип кварков. Поэтому если в этом процессе следить за отдельными кварками, она однозначно говорит о том, что Z (4430) не вписывается в кварк-антикварковую схему. Исследования сечений взаимодействий пучков электронов области энергий E ~ 9 ГэВ привели к открытию нового семейства частиц, имеющих в своем составе опять новый b-кварк. В 1977 году были открыты нейтральные Y-мезоны (ипсилон-мезоны) с массами в диапазоне 9.5 – 11 ГэВ – Y (9460), Y (10580), Y (11020). Несмотря на большую массу Y (9460) имел малую ширину распада Г~53 кэВ, т.е. наблюдалась ситуация аналогичная с J/ψ-мезоном. Y-мезоны являются связанными состояниями кварков b и обладают скрытой красотой (квантовоe число b (beauty, bottomness)). Массу b-кварка можно оценить как половину массы Y (9460) т.е. 4700 МэВ, b-Кварк является тяжелым аналогом d и s кварков. b-Кварк порождает новое семейство адронов, имеющих в своем составе этот кварк или антикварк. KEKB— ускоритель, представляющий собой несимметричный электрон-позитронный коллайдер. Энергия пучка электронов 8 ГэВ, позитронов – 3.5 ГэВ, что эквивалентно энергии сталкивающихся пучков в системе центра масс 10.58 ГэВ. Эта энергия соответствует энергии образования Y (4S) -ипсилон мезона. Ускорение электронов и позитронов происходит в одном туннеле длиной 3016 метров. Ускоритель KEKB имеет рекордную светимость для электрон-позитронных коллайдеров L = 2.11·1034 см—2с—1, что позволяет получать в большом количестве мезоны, имеющие в своём составе b-кварки. На ускорителе KEKB получено большое количество стандартных мезонов, состоящих из q. Однако наряду с этим наблюдалось образование около 10 различных экзотических мезонов, состоящих из двух кварк-антикварковых пар. В частности наблюдались нейтральные состояния X (3872) и Y (4260), имеющие кварковый состав (cu), и заряженное состояние Z (4430), имеющее кварковый состав (cu). В 2011 г. в KEKB были открыты новые экзотические мезоны, названные Zb

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Материя – это одна из форм существования энергии.

2

Именно движение микрочастиц и кластеров вещества порождает дебройлевские волны, способные изменять формы материи и в известных пределах закон сохранения энергии.

3

Например, Земля в форме геоида может быть составлена из трёх эллипсоидов вращения, ранее вращающихся вокруг осей, расположенных ближе к оси магнитного диполя планеты.

4

Гиромагнитное отношение для электрона, получаемое экспериментально, существенно отличается своим значением от величины, рассчитываемой для электрона, находящегося в орбитальном движении вокруг ядра, что ставит под сомнение такое его состояние в атоме и вообще его орбитальную структуру.