|
|
В.А. Шашлов
Предлагается серия экспериментов, которые позволят проверить гипотезу, что все объекты материального мира построены из элементов внутреннего пространства, имеющего форму комплексного проективного СР3-пространства.
Цель работы.
Цель работы – изложить принципы построения картины Мироздания на основе проективного пространства, и предложить эксперименты для ее проверки.
Содержание работы.
В первом разделе описаны основные положения проективной картины Вселенной.
Во втором разделе предложены эксперименты для проверки наиболее очевидных следствий проективной парадигмы строения Мироздания.
В третьем разделе описан эксперимент, положительный результат которого положит начало созданию нового класса источников ядерной энергии.
Данная работа является прямым продолжением [1].
I. Почему физика должна быть проективной?
Проективная концепция строения Вселенной родилась из идеи, что Вселенная бесконечна не только потенциально (как возможность неограниченного увеличения размеров), но и актуально: бесконечность имеется в каждой точке пространства-времени.
Наличие актуальной бесконечности означает, что в каждой точке физического пространства имеется «внутреннее» пространство, содержащее бесконечно удаленные элементы. Таким пространством может служить проективное пространство: внутреннее пространство в форме проективного пространства способно служить фундаментом Мироздания, из элементов которого построены все объекты материального мира.
Внутренние пространства хорошо известны в современной физике: Стандартная модель вводит 3 внутренних пространства, в которых группами преобразований служат группы U(1), SU(2), SU(3). Все эти 3 группы являются подгруппами группы преобразований проективного пространства, поэтому проективное пространство способно выполнять функцию «обобщенного внутреннего пространства», симметрии которого позволяют получить уравнения всех 3-х фундаментальных взаимодействий [1].
Вещественное проективное пространство (RP3) имеет недостаточно богатую структуру, поэтому естественно предположить, что фундаментом Мироздания служит комплексное проективное пространство (СP3). Чтобы из СP3-пространства получить не только взаимодействия, но и все остальные объекты физического мира, его необходимо дополнить тремя структурами:
1) вещественное RP3-пространство,
2) бесконечно удаленные элементы,
3) инвариантная S2-сфера.
Примечание. Данные структуры сформировались в процессе эволюции Вселенной: первые стадии эволюции представляли собой возникновение данных 3-х структур.
Выделение вещественного RP3-пространства преобразует СP3-пространство в вещественно-комплексное (RС) пространство, а выделение бесконечно удаленных элементов делает это пространство аффинно-проективным (АP). В итоге, возникает вещественно-комплексное, аффинно-проективное RСАP3-пространство.
Проективная парадигма строения Мироздания утверждает, что из RСАP3-пространства можно получить все 3 основные категории физического мира:
1. пространство-время,
2. частицы материи,
3. носители взаимодействий.
1. Пространство-время образовано из координат, описывающих математическую структуру RАP3-пространства.
Координатами аффинно-проективного пространства служат однородные аффинные координаты: четверки чисел (х0 : х1 : х2 : х3), определенные с точностью до произвольного множителя: если все 4 числа умножить на один и тот же коэффициент, то новая четверка чисел будет описывать ту же самую точку аффинно-проективного пространства.
Пространство-время формируется значениями (х0, х1, х2, х3) однородных аффинных координат внутреннего RАP3-пространства: пространство-время – это множество всех значений координат, которые описывают внутреннее RАP3-пространство.
Примечание. Пространство-время – это арифметическое (числовое) описание математической структуры внутреннего RАP3-пространства.
Такое понимание природы пространства-времени объясняет все присущие пространству-времени свойства [1]:
а) аффинные свойства обусловлены тем, что аффинными являются координаты, из которых построены точки пространства-времени,
б) пространство-время является псевдоевклидовым, поскольку для конечных точек внутреннего пространства (х0 ≠ 0), уравнение S2-сферы (х1/х0)2 + (х1/х0)2 + (х1/х0)2 = с2 равносильно уравнению (сх0)2 - (х1)2 - (х2)2 - (х3)2 = 0: это уравнение наделяет 4-мерное пространство индефинитной метрикой,
Примечание. Величина «с» – радиус сферы: этот радиус равен скорости света, поэтому внутреннее пространство имеет физический смысл «обобщенного» пространства скоростей, – оно содержит точки, лежащие вне предельной скорости.
в) время необратимо, поскольку момент времени «настоящее» (х0 = ɛ → 0) расположен в непосредственной близости от бесконечно удаленной плоскости х0 = 0: эта плоскость является недостижимой, поэтому координата х0 может изменяться только в тех направлениях, двигаясь по которым частицы будут удаляться от данной плоскости,
г) существование в пространстве-времени инерциального движения обусловлено однородными свойствами координат RАP3-пространства: однородные координаты способны изменяться пропорционально друг другу, а пропорциональное изменение величин (х0, х1, х2, х3) представляет собой прямолинейное и равномерное движение.
Итак, существование пространства-времени – следствие существования внутреннего пространства в форме аффинно-проективного пространства.
2. Частицы материи построены из 2-х элементов внутреннего RСАP3-пространства: замкнутых поверхностей и связок прямых.
Каждая частица образуется, когда замкнутая поверхность и связка прямых совмещаются своими центрами: при таком совмещении, все составляющие связку прямые пересекают поверхность, и в точках пересечения происходит объединение этих 2-х элементов в единый объект – частицу материи.
Тип частицы определяется видом центральной поверхности: эта поверхность выполняет функцию жесткого керна и определяет «сорт» частицы.
Имеется 2 класса замкнутых поверхностей: односторонние и двусторонние. Наличие этих 2-х классов обуславливает разбиение всех частиц на 2 больших класса: обычную и темную материю. На основе односторонних поверхностей построены частицы обычной материи, а на основе двусторонних поверхностей – частицы темной материи.
Отсутствие у частиц темной материи электрического заряда обусловлено тем, что при пересечении двусторонних поверхностей, RP1-прямые не изменяют своей ориентации (направления вращения), тогда как при пересечении односторонней сферы такое изменение происходит. В результате данного изменения, все составляющие связку прямые приобретают одинаковую ориентацию: либо от керна, либо на керн.
Такой вид связки ориентированных RP1-прямых, вращающихся либо от керна, либо на керн, соответствует наличию у частицы (+) или (-) заряда: электрический заряд – это связка RP1-прямых, которые приобрели одноименную ориентацию (направление вращения) благодаря тому, что в центре связки располагается односторонняя сфера.
Такое строение электрического заряда делает излишней гипотезу о виртуальных фотонах: их функцию выполняют отрезки RP1-прямых. Во внутреннем проективном пространстве каждая пара зарядов имеет общие RP1-прямые: вращение этих прямых приводит к тому, что между частицами происходит непрерывный обмен отрезками данных прямых, – этот обмен порождает кулоновское взаимодействие.
Та же самая причина обуславливает отсутствие у частиц темной материи спина и, вместе с тем, наличие спина у частиц обычной материи.
При пересечении RP1-прямыми двусторонних поверхностей, направление кручения не меняется, вследствие чего крутящие моменты всех составляющих связку прямых гасят друг друга. Напротив, при пересечении односторонних поверхностей, прямые изменяют направление своего кручения, в результате чего, у всех прямых связки направление кручения становится одинаковым: либо от керна, либо на керн.
Кручение RP1-прямой создает момент количества движения в направлении данной прямой, поэтому связка прямых создает вращательные моменты сразу во всех направлениях пространства. Спиновый момент количества движения создается связкой RP1-прямых, которые приобрели одинаковое направление кручения благодаря тому, что в центре связки располагается односторонняя поверхность.
Примечание. Спин не является «чисто квантовомеханической величиной», не имеющей наглядного представления: спин – это совокупность крутящих моментов, присущих всем прямым связки, входящей в состав любой частицы материи.
Проективная модель строения частиц материи дает наглядное представление спина и объясняет, почему спиновый момент количества движения ориентирован во всех пространственных направлениях. При выделении одного из направлений, расположенная в данном направлении RP1-прямая и создаваемые двумя половинками данной RP1-прямой моменты количества движения также становится выделенными: эти моменты проявляются в виде 2-х проекций спина – вдоль и против выделенного направления.
Вместе с тем, частицы и обычной, и темной материи должны обладать массой: масса создается натяжением связок прямых, которое возникает при соединении связки с обоими видами кернов – как односторонними, так и двусторонними.
Итак, проективная модель строения материи объясняет происхождение всех 3-х присущих частицам величин: масса, заряд, спин, причем делает это единым образом, – выявляется единая причина массы, заряда и спина: этой причиной является наличие у частиц связки RP1-прямых.
Все частицы обычной материи построены на основе 3-х простейших видов замкнутых односторонних поверхностей:
1) заряженные лептоны – на основе сфер с отождествленными диаметральными точками,
2) нейтральные лептоны – на основе бутылок Клейна (односторонних торов),
3) весь класс адронов – на основе поверхностей Боя (односторонних трилистников).
Полный спектр адронов получается, как результат всех возможных способов распределения связок по лепесткам поверхности Боя: барионы образуются, когда связки распределяются по трем лепесткам, а мезоны – при распределении по двум лепесткам.
Кварки – это лепестки поверхности Боя вместе с принадлежащей данному лепестку долей связки. Эта доля может принимать только 2 значения 1/3 и 2/3, поэтому существует 2 сорта кварков: «нижние» и «верхние».
Данная модель объясняет существование всех типов частиц, включая темную материю, а также происхождение всех 3-х физических свойств: массы, заряда, спина.
Проективная модель строения материи объясняет, как полный спектр частиц материи, так и все присущие частицам свойства.
3. Природа квантов действия и фундаментальных взаимодействий.
Для понимания природы кванта действия, необходимо ответить на вопрос: «Каким может быть минимальное изменение частицы материи?».
Проективная модель материи дает следующий ответ: минимальное изменение конструкции частицы материи – это вычленение из связки одной прямой. Таким образом, квант действия формируется единичной RP1-прямой, выделенной из связки прямых, входящей в состав частицы материи.
При отделении от керна, между концами 2-х половинок RP1-прямой уже нет односторонней поверхности, согласующей направления кручения этих 2-х половинок. Теперь крутящие моменты 2-х половинок RP1-прямой оказываются ориентированными навстречу друг другу, поэтому происходит их «аннигиляция»: порождаемые ими моменты количества движения исчезают и образуется новый физический объект – квант действия.
Итак, квант действия порождается аннигиляцией моментов количества движения, которые создаются крутящими моментами 2-х половинок RP1-прямой.
Данная модель объясняет, почему квант действия имеет размерность момента количества движения, и величина кванта действия в 2 раза превышает спиновый момент количества движения частиц материи: в каждом направлении спин создается крутящим моментом одной половинки RP1-прямой, тогда как квант действия образуется в результате аннигиляции крутящего момента всей RP1-прямой.
Примечание. В квантовой механике, целиком построенной на понятии кванта (даже в названии), вопрос о причине существования квантов действия опускается.
Фотоны также формируются единичными RP1-прямыми. При ускоренном движении заряженных частиц, оторванные от керна концы RP1-прямой не замыкаются друг на друге (как при образовании квантов действия), а соединяются в одной из точек инвариантной S2-сферы. Кроме того, происходит инверсия направления кручения одной из 2-х половинок, вследствие чего крутящие моменты этих половинок складываются, образуя спин фотона (1/2 + 1/2) = 1.
Благодаря крутящим моментам, данные 2 половинки RP1-прямой наматываются на S2-сферу и принимают форму спирали с шагом (а). Эта спираль, вместе с S2-сферой, движется со скоростью света, а «хвосты» спирали совершают вращение, что порождает электромагнитную волну: данная модель фотона объясняет, почему с каждым фотоном связана электромагнитная волна.
Одновременно, получают объяснение параметры данной волны: волновой вектор (k) совпадает с шагом спирали: k = а; длина волны λ ~ 2π/а, частота ν ~ с*а/2π.
Направление распространения фотона определяется направлением RP1-прямой, из которой сформировалась данная спираль.
Таким образом, данная модель объясняет все свойства, которые присущи фотону.
Примечание. Получает объяснение, почему поглощение фотона сопровождается возникновением кванта действия: при поглощении фотона, нарушается связь между двумя половинками RP1-прямой, вследствие чего крутящие моменты этих половинок вновь оказываются ориентированными навстречу друг другу и происходит их аннигиляция, что влечет преобразование этих моментов в квант действия.
Носителями электрослабого взаимодействия являются САP1-прямые, поэтому группа симметрии внутреннего пространства слабого взаимодействия получается, как результат выделения из группы преобразований САP1-прямой группы преобразований RP1-прямой: САP1/RАP1 ~ SU(2) [1].
Что касается сильного взаимодействия, то проективная модель исключает сильное взаимодействие из числа фундаментальных взаимодействий:
1) в сильном (цветовом) взаимодействии нет необходимости, поскольку кварки – это лепестки поверхности Боя: кварки удерживаются в составе адронов в силу того, что лепестки являются неотъемлемыми частями поверхности Боя,
2) функцию сильного взаимодействия нуклонов в ядрах выполняет кулоновское взаимодействие кварковых зарядов: когда эти заряды сближаются на расстояние в сотые доли Фм, энергия кулоновского взаимодействия кварков достигает нескольких Мэв, что достаточно для удержания нуклонов в ядрах.
Примечание. При образовании атомных ядер, нуклоны поворачиваются друг к другу вершинами своих лепестков, в которых находятся кварковые заряды, в результате чего эти заряды собираются в объекты размером в сотые доли Фм: эти объекты – кварковые узлы – выполняют функцию крепления нуклонов в атомных ядрах.
В проективной парадигме Вселенной находит объяснение природа тяготения: тяготение порождается натяжением прямых связки. Причина тяготения та же самая, как и причина массы, – именно поэтому масса выступает в качестве гравитационного заряда.
Примечание. Тяготение имеет тот же носитель, что и кулоновское взаимодействие – связка RP1-прямых: тем самым выявляется причина родства этих 2-х наиболее фундаментальных сил природы.
Натяжение вызывает изгибание RP1-прямых, что проявляется как искривление внутреннего RАP3-пространства. В свою очередь, данное искривление порождает искривление пространства-времени, что позволяет отождествить гравитационное поле с кривизной пространства-времени, как это сделано в Общей теории относительности.
II. Эксперименты для проверки проективной физики
Для проверки проективной картины Мироздания целесообразно провести 3 относительно несложных эксперимента.
1. Измерение формы протона.
Напрямую измерить, что протоны имеют форму поверхности Боя – это чрезвычайно сложная задача. Однако, вполне реально обнаружить, что форма протона не сферическая: для этого достаточно сравнить размер поляризованных протонов вдоль направления поляризации и в перпендикулярном направлении: в направлении поляризации протон должен быть «тоньше», чем в перпендикулярной плоскости, поскольку в этой плоскости располагаются все 3 валентные кварка.
Примечание. Не сферичность формы протона является наиболее вероятной причиной неоднозначности результатов экспериментов по измерению радиуса протона.
2. Поляризованная протонная мишень вблизи ядерного реактора.
Если нейтрино имеют форму одностороннего тора и размер отверстия этого тора совпадает с диаметром лепестков поверхности Боя, то нейтрино способно «надеваться» на лепестки. Такое «надевание» является новым механизмом взаимодействия нейтрино с адронами, что можно обнаружить в реакции обратного β-распада: р + νЮ = n + е+.
Данная реакция будет протекать значительно эффективнее, если антинейтрино будет «надеваться» на один из 2-х лепестков протона, имеющих заряд +2/3. Для этого необходимо, чтобы антинейтрино-тор попало своим отверстием в вершину лепестка и направление движения антинейтрино было параллельно оси лепестка.
Второе условие будет выполнено только при 2-х ориентациях поляризованной мишени по отношению к ядерному реактору, когда один из 2-х лепестков протона с зарядом +2/3 направлен на реактор. Поворачивая мишень во всех направлениях, можно обнаружить эти 2 ориентации, при которых количество реакций резко возрастет.
Примечание. При других ориентациях мишени, эффект будет спадать практически до нуля, поскольку даже небольшое отклонение от параллельности делает невозможным надевание антинейтрино-тора на лепесток протона-трилистника, – именно по этой причине данный эффект до сих пор не был обнаружен.
3. Кварковые узлы в атомных ядрах.
На заре атомного века был обнаружен эффект кумулятивного рассеяния лептонов на ядрах, которые объяснили наличием в ядрах «флуктонов»: объектов, содержащих 6, 9, 12 кварков, образовавшихся в результате «слияния» 2-х, 3-х или 4-х нуклонов.
В проективной модели, много-кварковые объекты, которые интерпретируются как «флуктоны», являются кварковыми узлами, которые образуются в областях ядра, в которых нуклоны состыкуются вершинами своих лепестков. В этих вершинах располагаются заряды кварков, поэтому кварковые узлы представляют собой объекты, в которых собираются кварковые заряды соседних нуклонов.
То, что кумулятивное рассеяние обусловлено взаимодействием с кварковыми узлами, можно доказать, если убедиться, что заряд объектов, на которых происходит рассеяние, может быть не только целочисленным, но и дробным (кратным 1/3).
III. Эксперимент для создания нового источника ядерной энергии
Суть механизма работы нового источника ядерной энергии, описанного в работе [2], заключается в том, чтобы совместить 2 ядерных процесса: расщепление ядер 2Н (3Н) и слияние образовавшихся нейтронов с ядрами более тяжелых элементов.
Положительный энергетический эффект достигается за счет того, что энергия, требуемая для расщепления ядер 2Н (3Н), в несколько раз меньше энергии, выделяемой в реакциях синтеза нейтронов с ядрами тяжелых элементов.
Примечание. Условия для реализации описанного ядерного цикла выполнены в электролитах на тяжелой воде: данные эксперименты проводят уже в течение 40 лет.
Целесообразно поставить эксперимент, в котором описанный ядерный цикл будет реализоваться в «чистом» виде: следует направить на металлы пучки ионов дейтерия и трития, т.е. те же самые ядра 2Н (3Н). При соответствующих энергии, плотности и поляризации составляющих пучок ядер, эти ядра будут «застревать» в электронных оболочках атомов, вследствие чего составляющие эти оболочки электроны будут эффективно взаимодействовать с наиболее слабыми узлами в конструкциях ядер 2Н (3Н), разрушая эти конструкции на протоны и нейтроны. Высвободившиеся нейтроны будут вступать в реакции нейтронного захвата с ядрами данных атомов, результатом чего станет выделение энергии, которое должно быть зафиксировано в этих экспериментах.
Заключение
В данной работе показано, что проективная модель строения материи способна объяснить наиболее фундаментальные особенности микромира и предложить эксперименты, реализация которых позволит проверить следствия данной модели.
В рамках проективной парадигмы Мироздания могут найти объяснение основные закономерности не только микро, но и Мегамира [1].
Выводы
1. Все объекты Вселенной построены из элементов внутреннего RСАР3-пространства, являющегося математическим образом Субстанции Мироздания.
2. Точки пространства-времени представляют собой значения однородных аффинных координат, описывающих вещественную часть RСАР3-пространства.
3. Частицы материи образованы путем объединения замкнутых поверхностей и связок прямых RСАР3-пространства: поверхности выполняют функцию жесткого керна и определяют тип частицы, а связки наделяют частицы массой, зарядом, спином, и служат носителями фундаментальных взаимодействий.
4. Кванты действия и фотоны порождаются RP1-прямыми, выделенными из связок прямых: кванты действия образуются в результате аннигиляции крутящих моментов 2-х половинок прямой, а фотоны – это спирали, которые формируются из RP1-прямых, вследствие наматывания на инвариантную S2-сферу.
5. Для проверки проективной концепции строения физического мира следует проверить следующие утверждения:
а) протон имеет форму поверхности Боя,
б) нейтрино имеет форму бутылки Клейна,
в) все имеющиеся в атомных ядрах кварки собраны в кварковые узлы.
6. При внедрении ионов дейтерия и трития в электронные оболочки атомов металлов может быть сформирован ядерный цикл, в котором нейтроны переходят из более мелкой потенциальной ямы в более глубокую яму, и этот цикл может быть использован для создания нового класса источников ядерной энергии.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.А. Шашлов, Избранные вопросы микро и Мегамира // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28101, 05.10.2022
2. В.А. Шашлов, Физические принципы новой ядерной энергетики // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28109, 12.10.2022
В.А. Шашлов, Эксперименты для проективной физики // «Академия Тринитаризма», М.,
 |