|
|
В.А. Шашлов
Спин создают крутящие моменты аффинно-проективных прямых, собранных в связки центральными кернами частиц материи. Эти же связки порождают заряд и массу частиц. Кванты действия и кванты света формируются из прямых, выделенных из связок, входящих в состав частиц материи.
Цель работы
Цель работы – уточнить природу спина и квантов, изложенную в проективной концепции строения Мироздания [1].
Содержание работы
В первой части показано, что спин создается крутящими моментами аффинно-проективных прямых, из которых построены связки, входящие в состав частиц материи.
Во второй части показано, что электрический заряд и масса создаются вращением и натяжением прямых, составляющих те же самые связки.
В третьей части показано, что кванты действия и кванты света формируются из аффинно-проективных прямых, выделенных из связок в составе частиц материи.
Введение
Вопросы о природе спина и квантов не входят в область интересов современных физиков: эти проблемы не включаются в планы работ Институтов ядерного профиля и отсутствуют посвященные этим проблемам статьи. Даже Интернет не включает эти проблемы в число нерешенных проблем Стандартной модели. Между тем, без понимания природы спина и квантов невозможно понять устройство Мироздания.
Рассмотрим основы проективной модели строения материи, в рамках которой будет предложено объяснение природы спина и квантов.
Согласно проективной модели, все частицы построены из элементов Субстанции. Субстанция имеет форму аффинно-проективного пространства, поэтому частицы материи могут быть представлены в виде элементов данного пространства: частицы материи – это объекты, составленные из элементов аффинно-проективного пространства, являющегося математическим образом Субстанции [1].
Основное утверждение проективной модели материи: все частицы материи построены из 2-х элементов аффинно-проективного пространства Субстанции:
1. замкнутые поверхности,
2. связки прямых.
Частицы материи рождаются, когда центр замкнутой поверхности совмещается с центром связки.
При таком совмещении, все составляющие связку прямые пересекают поверхность и соединяются с ней в точках пересечения, в результате чего поверхность и связка образуют единый объект, который представляет собой частицу материи.
Два основных класса частиц материи – лептоны и адроны – различаются видом центральной поверхности, выполняющей функцию жесткого керна частиц: лептоны построены на основе односторонних сфер и торов, а адроны – на основе одностороннего трилистника (поверхности Боя).
Наличие у поверхности Боя 3-х лепестков объясняет существование кварков: кварк – это лепесток поверхности Боя вместе с долей связки прямых, которая принадлежит данному лепестку.
Лепестки являются неотъемлемыми частями поверхности Боя, поэтому кварки не могут быть отделены друг от друга: это объясняет конфайнмент кварков.
Каждый лепесток может присоединить только 1/3 или 2/3 долю связки, что объясняет наличие 2-х типов кварков: нижних и верхних. Связка является носителем единичного заряда (е), поэтому нижние кварки имеют заряд (1/3)е, а верхние – (2/3)е.
Существование 3-х семейств каждого типа кварков, равно как и 3-х семейств лептонов, объясняется тем, что аффинно-проективное пространство преобразовалось в комплексное проективное пространство (СР3), в котором выделена 2-мерная сфера (S2). Данное (СР3\S2)-пространство является 3-связным, вследствие чего связки (в случае кварков – доли связки) могут принадлежать одной из 3-х компонент связности.
Проективные прямые, которые проходят через разные компоненты связности, имеют различную длину и, следовательно, разную величину натяжения, поэтому придают частицам разные значения массы, что объясняет наличие 3-х семейств [1].
Все частицы материи состоят из жесткого керна, имеющего форму замкнутой односторонней поверхности и соединенной с этим керном связки прямых.
Частицы материи различаются видом центрального керна, способом соединения керна со связкой прямых и расположением этих связок.
I. Природа спина
Каждая вещественная проективная прямая (RP1) наделена кручением: кручение является внутренним, неотъемлемым свойством RP1-прямой.
Крутящий момент RP1-прямой имеет небольшую величину: при обходе всей бесконечной прямой (проективные прямые имеют форму окружности), прямая делает в перпендикулярной плоскости всего пол-оборота. Вместе с тем, этот крутящий момент непременно порождает момент количества движения, имеющий также небольшую величину: этот момент представляет собой собственный, спиновый момент частицы.
Аффинно-проективная прямая также обладает кручением, однако, обе половинки прямой, простирающиеся от керна до бесконечности в противоположных направлениях, способны закручиваться независимо друг от друга.
В частности, обе половинки могут быть закручены либо от керна, либо на керн. Такое закручивание имеет место, когда центральным керном является односторонняя поверхность: при пересечении односторонней поверхности, направление кручения прямой изменяется на противоположное. Аналогичным образом изменяется направление кручения RP1-прямой при пересечении бесконечно удаленной плоскости, которая также имеет топологию односторонней сферы. В результате двукратной инверсии направления кручения (на керне и на бесконечности), обе половинки аффинно-проективной прямой закручиваются либо от керна к бесконечности, либо от бесконечности к керну.
Это означает, что вдоль выделенного пространственного направления, порождаемые крутящими моментами 2-х половинок RP1-прямой моменты количества движения могут быть направлены как вдоль, так и против данного направления.
Поскольку составляющие связку прямые заполняют полный телесный угол, то эти 2 момента количества движения могут реализоваться вдоль любого направления.
В итоге, получаем, что собственный момент количества движения частиц материи, порождаемый крутящими моментами аффинно-проективных прямых, обладает обоими свойствами, которые характеризуют спиновый момент:
1. спин существует во всех направлениях пространства,
2. в каждом направлении спин принимает 2 противоположные значения.
Когда частица попадает во внешнее поле, выделяющее определенное направление, в связке прямых выделяется прямая, имеющая данное направление: эта прямая создает спиновый момент количества движения в 2-х противоположных направлениях.
В третьем разделе показано, что квант действия порождается кручением всей RP1-прямой. Поскольку спин создается кручением половины RP1-прямой, то величина спина равна половине кванта действия: s = ℏ/2.
Итак, проективная модель строения частиц материи объясняет все свойства, которые присущи спиновому моменту количества движения.
II. Природа заряда и массы
Наличие в составе частиц материи связки аффинно-проективных прямых позволяет объяснить не только спин, но также электрический заряд и массу. Для этого учтем, что RP1-прямые обладают не только кручением, но также вращением и натяжением.
1. Заряд
В связках аффинно-проективных прямых вращение совершается в соответствие с тем же самым законом, как и кручение: обе половинки прямой могут вращаться либо от керна на бесконечность, либо от бесконечности на керн.
Примечание. Причина та же самая: и керн, и бесконечно удаленная плоскость обладают формой односторонних сфер, которые инвертируют направление вращения пересекающих эти поверхности прямых.
Каждый из этих 2-х случаев соответствует наличию у частицы электрического заряда: в первом случае заряд будет положительным, а во втором – отрицательным [1].
Благодаря вращению RP1-прямых, керны частиц непрерывно обмениваются отрезками этих прямых: этот обмен является причиной кулоновского взаимодействия.
Данная модель заряда объясняет, почему одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются: в случае одноименных зарядов составляющие связки прямые вращаются в одном направлении, а в случае разноименных зарядов – в противоположных направлениях [1].
Примечание. Отрезки RP1-прямых соответствуют виртуальным фотонам, однако, в отличие от виртуальных фотонов, отрезки имеют одну из 2-х возможных ориентаций, что объясняет наличие у кулоновского взаимодействия 2-х знаков.
2. Масса
Причиной возникновения массы является натяжение RP1-прямых. Данное понимание природы массы объясняет все 3 физические характеристики, которыми обладает масса.
1. Натяжение RP1-прямых создает энергию покоя: энергия покоя – это энергия натяжения связок прямых, входящих в состав каждой частицы материи.
2. Получает объяснение природа инертной массы. Когда частица подвергается ускорению, составляющие связку прямые натягиваются неоднородно: части RP1-прямых, которые ориентированы в сторону, противоположную ускорению, натягиваются сильнее, что приводит к возникновению сил инерции.
3. Каждая частица ослабляет натяжение RP1-прямых, которые проходят через ее керн. По этой причине, натяжение отрезков RP1-прямых, которые расположены между кернами любой пары частиц, превышает натяжение «внешних» отрезков этих прямых: это создает градиент натяжений, благодаря которому каждая пара частиц стремится сблизиться друг с другом, что проявляется как всемирное тяготение.
III. Природа квантов действия и квантов света
Существует 2 основных типа квантов:
1. кванты действия,
2. кванты света (фотоны).
Оба типа квантов формируются RP1-прямыми, выделенными из связок прямых, входящих в состав частиц материи.
Выделение RP1-прямой из связки может быть осуществлено двумя способами:
1. RP1-прямая отрывается от бесконечно удаленной точки,
2. RP1-прямая отрывается не только от бесконечно удаленной точки, но и от жесткого керна частицы.
1. Кванты действия
При отделении RP1-прямой от бесконечно удаленной точки, крутящие моменты обеих половинок прямой и порождаемые ими спиновые моменты количества движения, ориентированные в противоположных направлениях, «гасят» друг друга. В результате такой «аннигиляции» моментов, образуется новый физический объект с размерностью момента количества движения, – этот объект передается керну в виде кванта действия.
Итак, квант действия образуется из крутящего момента одной RP1-прямой, когда эта прямая выделяется из связки и «схлопывается» на керне частицы.
В соответствие с законами релятивистской физики, квант действия должен иметь одну и ту же величину во всех инерциальных системах отсчета, т.е. быть релятивистским инвариантом. Простейший 4-мерный инвариант с размерностью «действие», – скалярное произведение векторов пространства-времени и энергии-импульса: (Δt, Δх)*(ΔЕ, Δр) = Δt*ΔЕ - Δх*Δр. Данная величина представляет собой квант действия: ℏ = Δt*ΔЕ - Δх*Δр.
Примечание. Соотношения неопределенности являются частными случаями данного уравнения, когда один из членов Δt*ΔЕ или Δх*Δр принимает нулевое значение.
2. Кванты света
Когда RP1-прямая отрывается не только от бесконечно удаленной точки, но и от керна частицы, прямая становится полностью свободной и наматывается на сферическую поверхность S2 (Абсолют) аффинно-проективного пространства.
Примечание. Аффинно-проективное пространство имеет физический смысл пространства скоростей: в обычном пространстве Абсолют представляется в виде сферы, все точки которой удаляются от центра со скоростью света.
Наматывание RP1-прямой на Абсолют возможно только в том случае, если прямая вращается (является ориентированной): это объясняет, почему фотоны могут генерироваться только заряженными частицами.
Отрывание RP1-прямых от центрального керна возможно, если частица совершает ускоренное движение: это объясняет, почему электромагнитные волны генерируются только ускоренными зарядами.
Оторванная и от бесконечности, и от керна, RP1-прямая располагается на Абсолюте в виде спирали Ферма. Центром спирали является точка соединения 2-х половинок RP1-прямой: положение этой точки определяет направление распространения фотона.
Вращающиеся концы спирали создают электромагнитную волну круговой поляризации, частота которой определяется шагом спирали.
При поглощении фотона, крутящие моменты 2-х половинок спирали аннигилируют и образуется квант действия, который проявляется в виде кванта энергии ℏν.
Заключение
В работе предложено объяснение природы спина, электрического заряда и массы, а также механизм образования квантов действия и квантов света.
В основу положена проективная модель строения частиц материи, согласно которой каждая частица включает в себя связку аффинно-проективных прямых, простирающихся от центрального керна частицы во всех направлениях до бесконечности.
Крутящие моменты прямых связки порождают моменты количества движения во всех направлениях: множество всех таких моментов образует спин частицы.
Отдельные прямые могут выделяться из связки, образуя либо кванты действия, либо кванты электромагнитного поля.
Данная модель устанавливает единую природу всех 3-х физических величин, которые характеризуют частицы материи: масса, заряд и спин порождаются связками RP1-прямых в составе частиц материи. Установление единой природы массы, заряда и спина является веским аргументом в пользу проективной модели строения материи.
Если проективная модель верно описывает происхождение спина, заряда, массы и квантов, то с высокой степенью вероятности, остальные положения проективной концепции строения Мироздания [1] также соответствует действительности.
Выводы
1. Каждая частица материи состоит из 2-х объектов аффинно-проективного пространства: замкнутой поверхности и связки прямых.
2. Замкнутая поверхность выполняет функцию жесткого керна и определяет тип частицы, а связка наделяет частицы физическими свойствами.
3. Спин создается крутящими моментами всех составляющих связку прямых.
4. Заряд образуется вращением прямых этих же связок.
5. Масса порождается натяжением данных связок.
6. Кванты действия и кванты света формируются единичными прямыми, выделенными из связки прямых какой-либо частицы материи.
7. Кванты действия образуются в результате аннигиляции моментов количества движения, создаваемых крутящими моментами 2-х половинок аффинно-проективной прямой, оторвавшейся от бесконечно удаленной точки.
8. Кванты света состоят из 2-х одинаково закрученных половинок аффинно-проективных прямых, намотанных в виде спирали Ферма на Абсолют, имеющий форму сферы, расширяющейся во всех направлениях со скоростью света.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.А. Шашлов, Тайна Мироздания // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27095, 19.04.2021
В.А. Шашлов, Тайна спина и квантов // «Академия Тринитаризма», М.,
 |