Дискуссии - Наука

В.А. Шашлов

Нуклоны построены на основе жесткого керна, имеющего форму одностороннего трилистника. Кварки формируются вблизи вершин лепестков трилистника. Атомные ядра образуются, когда нуклоны сближаются вершинами лепестков, и кварки соседних нуклонов объединяются в кварковые узлы, скрепляющие нуклоны в ядерные конструкции.

Цель и содержание работы

Цель работы – предложить новый взгляд на природу нуклонов и ядер.

В первых 2-х разделах описано новое понимание сущности нуклонов и ядер.

В третьем разделе указан способ описания ядерных конструкций.

I. Строение нуклона

Суть нового подхода к пониманию строения нуклона заключается в утверждении: нуклон обладает жестким керном в форме поверхности Боя.

Примечание. Поверхность Боя – это замкнутая поверхность, составленная из 3-х односторонних сфер, соединенных в одной точке: поверхность Боя имеет форму одностороннего трилистника, центром которого служит общая точка 3-х сфер.

Второй составной частью нуклона является связка прямых: множество всех прямых, проходящих через фиксированную точку пространства (центр связки). Нуклон образуется, когда центр связки совмещается с центром поверхности Боя. В этом случае, все составляющие связку прямые пересекают поверхность, в результате чего связка и поверхность Боя образуют единый объект, – этот объект представляет собой нуклон.

Примечание. В общем случае, при объединении связки с поверхностью Боя рождаются адроны.

Прямые являются аффинно-проективными, поэтому включают в себя бесконечно удаленные точки и имеют форму окружности. Благодаря этому, прямые испытывают вращение в одном из 2-х направлений: либо – на бесконечность, либо – от бесконечности. В первом случае связка служит носителем единичного положительного заряда (+е), а во втором случае – единичного отрицательного заряда (-е) [1].

При распределении по трем лепесткам поверхности Боя, связка делится на 3 равные части, поэтому абсолютная величина заряда каждого лепестка может принимать только 2 значения: либо (1/3)е, либо (2/3)е (второй случай реализуется, когда на лепесток переходит доля связки, предназначенная другому лепестку).

Это означает, что каждый лепесток может проявляться в качестве либо d-кварка, либо u-кварка: данная модель объясняет кварковое строение нуклонов (и всех адронов), а также дробную величину заряда кварков.

В рамках данной модели получает объяснение конфайнмент кварков: кварки невозможно выделить из адронов, поскольку лепестки невозможно отделить от поверхности Боя. Точнее, отрезанный лепесток приобретает форму односторонней сферы, а данная сфера служит керном для образования электронов и позитронов.

Модель объясняет происхождение аномального магнитного момента нуклонов: этот момент образуется благодаря тому, что нуклон, как целое, вращается в плоскости, в которой расположены 3 кварка. Расстояния от этих 3-х кварков до оси вращения и круговая скорость вращения имеют именно такие величины, при которых круговые токи кварков создают наблюдаемые значения магнитных моментов.

II. Конструкция ядер

Описанное строение нуклонов приводит к новой модели ядра, в соответствие с которой ядра образуются в результате соединения нуклонов вершинами своих лепестков. При таком соединении, находящиеся в вершинах лепестков кварки собираются в кварковые узлы, содержащие определенное количество (n) u-кварков и (m) d-кварков.

В данных (n,m)-узлах кварки сближены на расстояние ~ 0,03 Фм, вследствие чего кулоновская энергия в расчете на один кварк достигает порядка 3 Мэв, а в расчете на один нуклон 9 Мэв, что достаточно для удержания нуклонов в атомных ядрах.

Регулярное расположение нуклонов в ядрах формирует конструкции, в которых каждый нуклон занимает фиксированное положение. Количество и состав (n,m)-узлов для каждой ядерной конструкции также строго фиксированы.

Каждое ядро характеризуется своей собственной ядерной конструкцией, поэтому для описания ядра достаточно найти вид его конструкции. Согласно конструктивной модели, каждый нуклон в составе атомного ядра занимает фиксированное положение. Задача исследования каждого ядра заключается в нахождении его нуклонной конструкции, что будет означать нахождение положения всех нуклонов, входящих в состав данной конструкции.

На первый взгляд, для любого ядра, содержащего достаточно большое количество (Z) протонов и (N) нейтронов, решение данной задачи представляется невозможным: число способов взаимного расположения (Z + N) нуклонов практически бесконечно. Однако, решение становится вполне возможно, если уже построена конструкция ядра из (Z + N - 1) нуклонов. В этом случае требуется осуществить перестройку небольшого участка данной конструкции, добавив к этому участку еще один нуклон.

Примечание. В некоторых случаях на поверхности конструкции из (Z + N - 1) нуклонов имеется свободное место, куда дополнительный нуклон просто пристраивается, не требуя никакой перестройки остальных нуклонов.

Начав с очевидной конструкции дейтрона, в которой противоположно заряженные кварки протона и нейтрона располагаются друг напротив друга, образуя три (u,d)-узла, и последовательно добавляя по одному нуклону, можно построить конструкции всех ядер, которые существуют или могут существовать в природе.

После построения и исследования всех возможных ядерных конструкций, ядерная физика, как наука, будет практически исчерпана.

Данная программа уже начала реализовываться. Построены конструкции всех стабильных ядер до ¹⁷О и вычислены их электрические и магнитные моменты [2]. Полученные величины совпадают с экспериментальными значениями. В следующей работе данная программа будет продолжена для ядра ¹⁸О.

III. Ядерный каркас

Ядерные конструкции характеризуются строго определенным распределением нуклонов и кварковых узлов. Учитывая сложность ядерных конструкций, задача описания положения нуклонов и кварковых узлов представляется практически не разрешимой. Однако эта задача вполне может быть решена, если ввести вспомогательную конструкцию, которая носит наименование «ядерный каркас».

Ядерный каркас – строится из правильных тетраэдров с длиной ребра ~ 3 Фм путем наложения граней данных тетраэдров.

Сначала выбирается центральный, «нулевой» тетраэдр и к 4 граням этого тетраэдра пристраиваются 4 тетраэдра №1-№4, составляющие первый слой ячеек ядерного каркаса.

Второй слой ячеек ядерного каркаса образуется путем пристраивания следующих 12 тетраэдров к 3*4 = 12 свободным граням ячеек первого слоя. Этим тетраэдрам-ячейкам присваиваются номера №5-№16 и т.д.

Данный алгоритм может продолжаться неограниченно. Все возможные виды получающихся конструкций служат ядерными каркасами для построения всех возможных ядер: каждое ядро получается путем встраивания соответствующего количества протонов и нейтронов в определенные ячейки ядерного каркаса.

Каждой ячейке можно приписать определенный номер, поэтому для каждого ядра можно записать нуклонную формулу, показывающую, какие ячейки заняты протонами, а какие ячейки – нейтронами. Нуклонная формула показывает распределение масс нуклонов по объему ядерной конструкции.

Однако, нуклонная формула еще не дает полного описания конструкции данного ядра. Необходимо указать также, как расположен каждый нуклон в своей ячейке ядерного каркаса: от этого зависит, в какие 3 вершины ячейки попадут 3 кварка нуклона, и каким будет набор кварков вокруг каждой вершины, т.е. как распределены все 3*(Z + N) кварков данного ядра по узлам ядерного каркаса.

Все узлы ядерного каркаса также могут быть пронумерованы, что позволяет записать кварковую формулу, показывающую, каков вид кваркового узла, сформированного вокруг каждого узла каркаса. Нахождение кварковой формулы позволит определить распределение зарядов и спинов по объему ядерной конструкции.

В свою очередь, зная распределение массы, заряда и спинов, можно вычислить все остальные физические параметры данного ядра.

Заключение.

Все используемые в современной ядерной физике модели ядра являются грубым приближением к действительности и не отражают реальной структуры ядер.

Конструктивная модель дает адекватное описание структуры каждого ядра.

Каждое ядро обладает индивидуальной нуклонной конструкцией, описываемой нуклонной и кварковой формулами. Построение конструкций всех ядер и определение их нуклонной и кварковой формул позволит описать все ядерные эффекты.

Выводы

1. Нуклоны образованы двумя элементами аффинно-проективного пространства: связка прямых и поверхность Боя.

2. Каждый нуклон получается, когда центр связки совмещается с центром поверхности Боя.

3. Три кварка нуклона образованы тремя лепестками поверхности Боя и располагаются в вершинах лепестков.

4. Ядра образуются, когда нуклоны сближаются вершинами своих лепестков и находящиеся в них кварки собираются в кварковые узлы.

5. Кварковые узлы выполняют функцию креплений, удерживающих нуклоны в составе ядерных конструкций.

6. Атомные ядра представляют собой нуклонные конструкции, скрепляемые кварковыми узлами.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Принципы построения ядерных конструкций. Часть 2 // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27726, 22.03.2022

2. В.А. Шашлов, Конструкции ядер ¹⁷О, ¹⁷F // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27683, 06.03.2022

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]