Геометрическая теория строения материи

Геометрическая теория строения материи

Геометрическая теория строения материи

Болдов Илья Александрович

Введение

Существующие теории строения элементарных частиц, как правило, не рассматривают частицы как протяженные объекты, имеющие какую-либо внутреннюю структуру. Между тем, логично было бы предположить, что масса частиц зависит от ее пространственной протяженности, а точнее, объема. Это предположение также подкрепляется гипотезой “Большого взрыва”, по которой вся видимая вселенная образовалась практически одновременно. Скорее всего, можно говорить о том, что плотность вещества в широком понимании, т.е. частиц, которые принято называть “элементарными”, и которые появились одновременно, одинакова в рамках наблюдаемой реальности. Это предположение о равномерной плотности частиц и их определенных размерах, легло в основу предлагаемой “геометрической теории”.

Современные методы изучения строения элементарных частиц, заключающиеся в их разгоне на ускорителе, и разбивании о мишень, можно сравнить с изучением строения условного камешка, путем его разгона до субсветовых скоростей, разбивания его о стену, и исследования полученных обломков. Безусловно, многие достижения в изучении элементарных частиц принадлежит именно таким методам. Но причисление к числу “элементарных” все бỏльшего количества частиц, резонансов, бозонов, дает повод считать, что либо не все они истинно “элементарные”, либо критерий их отбора необходимо менять, либо как-то объяснить существующее положение вещей простым и понятным способом.

Опыты Хофштадтера по рассеянию быстрых электронов на атомных ядрах убедительно показали, что нуклоны имеют конечные пространственные размеры. Но поскольку элементарным частицам с самого начала было отказано в праве иметь пространственную структуру, то и попыток классификации с ее помощью не было.

Размеры радиусов нуклонов (протона и нейтрона) в 0,8 Ферми (1Ф = 10–13 см) найдены Хофштадтером экспериментально, поэтому не могли быть отвергнуты и зафиксированы в справочниках (как досадное исключение, на которое никто не обращал внимания). Таким образом, есть два принципиально различных подхода к описанию структуры элементарных частиц: либо локальность, теория относительности и принцип неопределенности Гейзенберга, либо протяженность и отказ от теорий, которые ей противоречат.

В настоящее время, по каким-то причинам, всеобщее признание получила теория, согласно которой частицы – есть кванты или возбужденные состояния некоего абстрактного поля. Понятно, что все это есть попытки достичь “Святого Грааля” современной физики – создать Единую Теорию Поля, и одним уравнением описать сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействие частицы. В безрезультатной погоне за этой мечтой физика элементарных частиц находится уже около полувека. В результате подгонки теории под наблюдаемые факты, придумываются очередные навороты и несуразности. Начинается вся эта каша корпускулярно-волновым дуализмом, т.е. утверждением, что частица одновременно является и собственно частицей (кусочком материи с некоей массой), и волновым процессом, т.е. колебанием неких полей, которые также являются видом материи. Далее, пытаясь объяснить некие факты, было сделано предположение, что частицы состоят из неких “кварков” в количестве трех штук, потом у этих “кварков” появились “странность”, “очарование”, “цвет”, “изотопический спин” и количество их выросло за два десятка.

Какие-то из этих теорий находили подтверждение в опытах, какие-то пока остаются только на бумаге. Так до сих пор не найдены те самые “кварки”. И самое главное- нет НИ ОДНОЙ теории способной хоть как-то дать внятное объяснение значениям масс элементарных частиц.

А поскольку общепринятая “полевая” теория также противоречит неким упрямым фактам (о размерах частиц), наверное стоит поискать смысл и истину в другом месте.

Строение элементарных частиц

Из курса физики в объеме средней школы известно, что полная энергия частицы в инерциальной системе отсчета Еин равна сумме энергии покоя Е0 и энергии движения Е имп.

Еин= Е0 + Е имп, (1)

где

Е0 = m c2 (2)

В момент удара частицы о мишень можно говорить об ее эквивалентной массе, определяемой как :

m = Еин / c2 (3)

При разгоне частиц до субсветовых скоростей прирост массы весьма значителен, что позволило наблюдать частицы с массой намного больше чем масса протона. Если сравнивать все это с попытками исследования условного камешка, то в момент удара о стену он превращается в огромный булыжник, и разлетается на куски, масса которых намного больше массы покоя исходного камешка.

Именно это и ввело исследователей элементарных частиц в заблуждение, что куски, на которые разлетается исходная частица (протон), также являются самостоятельными (родившимися?) частицами, хотя совершенно непонятно, что дало повод считать именно так. Отличие свойств от свойств исходных частиц? Но один из основополагающих гносеологических законов философии - Закон перехода количества в качество. Да, свойства изменились, но это всего лишь потому, что изменилось количество материи. А то, что получается в результате столкновения двух релятивистских протонов, не может быть ничем иным, кроме многократно увеличенных частей (кусков) протона, и тех продуктов, на которые эти части распадаются далее. А поскольку часть не равна целому, то и свойства у полученных кусков иные. Масса полученных частиц большая ? Так затем и разгоняли, чтобы масса увеличилась.

Сам термин “рождение” частицы по смыслу подразумевает то, что вот ничего не было, а вот стало. Частица “родилась”. Возникают резонные вопросы - Из чего родилось ? И куда делось то, что было ? Умерло ? Ушло в небытие ?

Но еще г-ну Ломоносову был известен закон сохранения вещества. Может быть более правильным говорить о “превращении” частиц или их кусков ? Об их видоизменении, разделении на части или соединении в целое ?

И тут всего один шаг до вывода, что если частицы или их части могут “превращаться” друг в друга (соединяться и разделяться), то все они состоят из одной какой-то материи (как философской категории), которая может принимать различные формы. Вот тогда все встает на свои места. Причем в данном случае термин “формы” имеется в виду, как в натуральном, геометрическом, так и в философском значении.

Тут стоит вспомнить еще об одном законе философии – Законе диалектической связи между формой и содержанием. А поскольку содержание и свойства неразрывно связаны, то изменение формы ведет к изменению содержания, и соответственно свойств.

Именно поэтому попытки систематизировать и как-то объяснить все известные “элементарные частицы” не удаются, поскольку физики неправильно понимают, что именно они исследуют, сваливая в одну кучу как собственно “элементарные” частицы, так и их осколки. Именно потому количество разновидности того, что физики получают на ускорителях, растет, что с ростом энергии разгона частиц, получается больше разных осколков с совершенно разными формами и соответственно с различными свойствами.

С этой точки зрения, можно считать всю современную физику элементарных частиц вкупе с квантовой хромодинамикой, науками по изучению и систематизации осколков увеличенных нуклонов и ничем более.

В данном случае мы имеем ярчайший пример как неправильный термин, уводит от истинного смысла явления.

Еще в 1917 г. П. Эренфест отметил, что в эвклидовых пространствах с размерностью более трех не могут существовать устойчивые аналоги атомов и планетных систем. Но, поскольку при размерности менее трех не могут возникнуть сложные структуры, то три является единственной размерностью, при которой реализуются основные, устойчивые элементы Вселенной, т.е. элементарные частицы.

Логично было бы предположить (применив “Принцип Оккама”), что и элементарные частицы существуют в трехмерном виде и только. Следовательно, все свойства, и в первую очередь масса, этих частиц определяются только их строением и объемом в нашем трехмерном мире.

Из теории групп известно, что конечные подгруппы собственных вращений трехмерного пространства исчерпываются списком: Cn, Dn , C , O, Y

В списке имеется две серии Cn, Dn с произвольным n. Остальные C , O, Y – спорадические группы симметрии правильных многогранников, которые не входят ни в какие серии.

Если рассмотреть таблицу правильных выпуклых многогранников (тел.Платона), все грани которых есть конгруэнтные правильные многоугольники, то можно заметить ее сходство с началом таблицы элементарных частиц.

Таблица 1. Правильные выпуклые многогранники