Единая природа взаимодействий
Рефераты >> Физика >> Единая природа взаимодействий

Эксперименты по зондированию нуклонов, начатые в 1968 году, продолжаются до настоящего времени. Зондирование проводится как пучками электронов, так и разного вида нейтрино и антинейтрино различной энергии. Объективно результаты экспериментов приводят к основному выводу о наличии в нуклоне фундаментальных точечных образований (партонов). Число партонов в нуклоне точно установить не удается, но их явно намного больше трех. Детальное изучение глубоконеупругих процессов на нуклонах, вызываемых электронами и нейтрино, позволило установить, что спин партона равен ½ и, наряду с партонами, в нуклоне присутствуют антипартоны [12, 13, 14, 15]. Установлен и верхний предел размеров партона – менее или равным 10-16 см.

Учитывая все выше изложенное, остается допустить, что партоны могут нести единичные целые положительные и отрицательные электрические заряды и массу равную массе электрона или позитрона. Почему в этом случае они не могут являться составными частями любой элементарной частицы? В зависимости от количества составных частей - партонов, элементарная частица будет иметь ту или иную массу покоя, и содержать определенное количество электрических зарядов (скомпенсированных и одного плюс–минус избыточного).

Самой простейшей связанной системой из электрона и позитрона является позитроний, несущий два противоположно заряженных электрических заряда. В зависимости от взаимной ориентации спинов электрона - позитрона существует ортопозитроний с параллельными спинами и парапозитрониий с антипаралельными спинами. Позитроний по существу является первой составной элементарной частицей. Любая элементарная частица состоит из электрон-позитронных пар, причем, если количество электронов равно количеству позитронов электрические заряды компенсируются и о частице говорят «имеет нулевой заряд». В случае неравенства электронов с позитронами

частица получает «избыточный заряд», плюс или минус и в этом случае говорят «частица несет такой то заряд». Все элементарные частицы, за исключением протона, электрона, позитрона и нейтрона (если он находится в ядре) нестабильны. Элементарные частицы в процессе распада через фрагментацию в конечной стадии распада переходят в такие стабильные частицы как электрон, позитрон, а так же в фотоны различной энергии.

Таким образом, вся цепочка распада нестабильной элементарной частицы заканчивается на стабильных частицах - квантах материи имеющей массу покоя и фотонах (квантах электромагнитного излучения).

УСЛОВИЯ КВАНТОВАНИЯ ЭНЕРГИИ И ЗАРЯДА.

Отмеченная выше цепочка распадов нестабильных элементарных частиц приводит к мысли о высокой достоверности квантования массы покоя (энергии и заряда) через электрон-позитронные пары. Именно этот процесс сможет объяснить, почему физики уже давно верят в квантование заряда. “Однако они не могут объяснить с высот теории, почему все заряды кратны заряду электрона” [15]. Или’’…еще никто и никогда не сумел не только доказать, но даже найти намека на доказательство того, что заряд любой частицы есть квантованная величина, причем такая, что

α = е2 /ħc = 7,297·10-3 [7],

а её обратная величина 1/α = 137,036”.

Далее рассмотрим некоторые вопросы размерности: из Е=U·е можно записать е = Е/U, где: е – заряд, Е – энергия взаимодействия единичного электрического заряда и U – разность потенциалов. Это соотношение обладает свойством: может иметь две размерности. Если Е взять в эргах, а U в единицах СГС, то получим результат в единицах СГС:

1.

Отметим, что «Разные размерности двух величин в рамках одной и той же системы предполагают наличия разного физического смысла величин. Вообще говоря, разные величины могут иметь одинаковые размерности в пределах как одной, так и разных систем» [16]. Так, если теперь разность потенциалов перевести в эрги:

2., т.е. получаем

безразмерную величину или электронвольты. Подобными свойствами обладают выражения:

3.ед. СГС

4.

Квант взаимодействия как для материи, не имеющей массы покоя, так и материи имеющей массу покоя обозначен через ħc/е, численное значение которого может быть выражено, как было показано выше, через единицы заряда (СГС) или в несистемных единицах электронвольтах.

Численное значение кванта взаимодействия, используемое в данном случае в единицах СГС, позволяют понять единство природы всех известных на сегодня четырех видов взаимодействий. Более того, как будет показано ниже, квант взаимодействия будет входить в уравнение, описывающее любое из четырех видов взаимодействий.

Используя свойство иметь двойную размерность, можно записать, для материи имеющую массу покоя, отношение кванта заряда к кванту взаимодействия:

екв/(ћc/e)кв= 7,297·10-3

Здесь екв = 4,803∙10-10 ед.СГС и (ħc/е)кв = 6,582∙10-8 в ед.СГС квант заряда и квант взаимодействия. В результате получим известное безразмерное выражение для постоянной тонкой структуры. Причем, по сути это не намек на доказательство, а прямое доказательство квантования материи, имеющей массу покоя. Соответственно, обратная величина постоянной тонкой структуры составит 137,036. Постоянная тонкой структуры или ее обратная величина, независимо от величины массы покоя, остается постоянной, в отличие от электромагнитного излучения. Так, для электрона или позитрона, у которых на равный заряд приходится равная масса покоя, постоянная тонкой структуры будет равна:

Для электрона и других частиц екв = 4,803∙10-10, (ħc/е)кв= 6,582∙10-8:

(3)

Для протона:

и т.д.

Таким образом, отношение суммы квантов заряда к сумме квантов энергии, содержащихся в любой массе покоя, величина строго постоянная и равна постоянной тонкой структуры.

В предыдущем разделе и здесь были приведены доводы, что как электромагнитное излучение, так и материя, имеющая массу покоя, несут электрические заряды. На сегодняшний день не известен ни один вид материи, который бы не содержал электрических зарядов. Электрический заряд – это основа любой известной на сегодня материи. С этой точки зрения нейтрино, как частицы, не имеющей электрического заряда, не должно существовать, не зависимо от того имеет она массу покоя или нет. Судя по меняющейся энергии нейтрино, вылетая из нейтрона вместе с электроном, оно может иметь разную энергию, но с соответствующей этой энергии скомпенсированным электрическим зарядом. Окончательных экспериментальных подтверждений о наличии у нейтрино массы покоя пока не имеется.


Страница: