Естественно, это является одним из основных признаков элементарности или отсутствия таковой у данной частицы.

Еще раз подчеркнем, что электрон и позитрон являются единственными частицами, имеющими массу покоя, которые могут одноактно осуществлять переход из электромагнитного излучения, не имеющего массы покоя, в материю, обладающую массой покоя и наоборот, в процессе аннигиляции электрон-позитронной пары в сто процентный переход в материю, не имеющую массы покоя, т.е. в электромагнитное излучение. Причем, это единственный процесс аннигиляции элементарных частиц, при котором происходит полный переход массы покоя в излучение. Аннигиляционные реакции других элементарных частиц с их античастицами заканчиваются частичным переходом материи покоя в излучение с обязательным остатком фрагментов, имеющих массу покоя. Условия квантования энергии и заряда электромагнитного излучения определяются частотой излучения. Для материи, имеющей массу покоя, квантом энергии и заряда является электрон-позитронная пара. Если принять за основу этот принцип квантования, то квант энергии для массы покоя определится:

2Екв = 2е/α = 2×4,803∙10-10ед СГС / 7,297∙10-3 = 2 × 6,582∙10-8 (7)

Квант заряда равен удвоенному заряду (заряду электрона и позитрона):

2екв = 2Екв × α = 2×6,582 10-8 ×7,297∙10-3 = 2×( ± 4,803∙10-10 ) (8)

Отсюда определится и величина тонкой структуры:

α=екв/Екв=7,297·10-3

α-1 = Екв/ е кв = 6,582∙10-8/ 4,803∙10-10 = 137,039.

МАССА ПОКОЯ, ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ПРОТОНА

Исследования в области микромира приводят к открытию новых элементарных частиц, но все они, как правило, нестабильны. Из всех известных на сегодня элементарных частиц стабильны лишь протон, электрон, позитрон, и нейтрон,(последний в свободном состоянии имеет среднее время жизни порядка 15,3 минуты). Каждая частица имеет характеризующие ее параметры: массу покоя, энергию связи и необходимую для ее образования энергию. Из перечисленных параметров для элементарных частиц достаточно надежно определяются в основном массы покоя. Имеющиеся теоретические оценки по остальным параметрам имеют расхождения между собой в довольно широком диапазоне. Для образования любой элементарной частицы изначально требуется минимально необходимая энергия, из которой может быть образована та или иная частица.

Причем этой энергии должно быть достаточно для образования массы покоя частицы и на ее энергию связи:

Емн = Мч×с2 + Е

Максимальная энергия может быть получена при частоте излучения в 8,987∙1020Гц:

Емв = ħ ν =5,913∙105 эВ.

Используя это, запишем уравнение, через которое можно определить минимально необходимую энергию для образования протона, а также энергию связи и массу протона:

(9)

где Мр – масса покоя протона (антипротона) в эВ,

ν - максимальное значение частоты излучения,

с - скорость света в см /c,

v – скорость, при которой приращением массы можно пренебречь (1·108 cм /с)

mо - масса покоя электрона в эВ,

ħ - постоянная Планка в эрг.с,

е - заряд электрона в ед. СГС.

Отметим, что ħν/1,602∙10-12 как и ħc/е2 и v/c, безразмерные величины. Первый член уравнения определяет минимально необходимую, для образования протона, энергию, второй – энергию связи протона. Подставив в уравнение численные значения, и решив его, определим теоретическое значение массы покоя протона и его энергию связи:

Мр = 938,320∙106 эВ; Есв = α-1× mо = 70,026∙106 эВ;

Более привлекательным (и осмысленным) выглядит уравнение в записи:

(10)

Экспериментальное значение массы покоя протона: 1836,1515 mо = 938,279 ∙106 эВ.

Теоретически рассчитанное из уравнения (9 или 10):1836,230 mо = 938,320 ∙ 106 эВ. Теоретически рассчитанная масса покоя протона на 0,0044% выше экспериментального значения. Это говорит о весьма высокой достоверности уравнения. Одновременно уравнением определяется и энергия связи выделившаяся в процессе образования протона:

Есв = α-1.mо = 70,026∙106 эВ. (11)

Определяется и теоретическое значение энергии необходимой для образования протона:

=1008,346.106 эВ (12

Сравнить полученные из уравнения численные значения энергии связи и минимально необходимой энергии для образования протона с экспериментом не представляется возможным (из-за отсутствия последних). Теоретические оценки различных авторов по энергии связи имеют разброс в весьма широком диапазоне, иногда во много раз превышающую массу покоя протона (кварки, бидструпы, планкионы и т.д.) [29,30].

МАССА ПОКОЯ, ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ПРОЧИХ

ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

К оценке правильности численных значений энергии связи протона и других элементарных частиц вернемся ниже, так как этот параметр будет входить в уравнение для оценки радиуса элементарных частиц. Здесь же отметим весьма примечательный факт – энергию связи определяет величина обратная постоянной тонкой структуры, естественного параметра, характеризующего “силу” электромагнитного взаимодействия. Это обстоятельство является непосредственным прямым доказательством электромагнитной природы взаимодействия между составными частями, образующими протон и прочие элементарные частицы (ныне этот вид взаимодействия приписывают электрослабому). К настоящему времени, вероятно, известно уже около тысячи, если не более, так называемых элементарных частиц. Для всех, как правило, известно экспериментальное значение масс и избыточного заряда. Полагая, что минимальная для образования частицы энергия и энергия связи будет, в какой-то степени приближенно пропорциональна их массе покоя, можно использовать уравнение для протона применительно и для прочих элементарных частиц:

(13)

Мч –масса покоя частицы, Мр - масса покоя протона.

Это уравнение позволяет приближенно оценить энергию связи и минимально необходимую энергию образования данной элементарной частицы:

Есв = Мч/Мр (α-1×mо) (14)

Емн = Мч /Мр{(ħν/4,803∙10-10)mо} (15)

Результаты расчетов по некоторым элементарным частицам сведены в таблицу № 3. Все расчеты проведены для частиц находящихся в основном состоянии.

РАДИУС ПРОТОНА И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

ЧАСТИЦ

Теперь, имея возможность вычислять энергию связи элементарных частиц, необходимо найти уравнение, которое позволило бы рассчитать радиусы их. В работах [25, 26] было использовано уравнение для теоретического расчета радиусов атомной и ядерной систем: