Поля и вихроны. Структуры мироздания Вселенной. Третье издание

2.2. Микровихроны

Пространства вакуума космоса Вселенной рождены гравитационными полями, стянуты в одно целое холодной безмассовой плазмой и заполнены светом, а также другим весьма широким многообразием потоков частиц, микрочастиц, электромагнитных волн, звёздами, квазарами, пульсарами, планетами, скоплением галактик и т. д. Однако звуковым волнам нет места в космосе – им для существования нужна вещественная атомно-молекулярная среда. Поэтому они живут и существуют лишь на звёздах и планетах. В этом разделе и рассмотрены электромагнитные и механические микровихроны, порождающие такие волны и микрочастицы.

2.2.1. Электромагнитные микровихроны

Из открытой литературы со времён Д. К. Максвелла известно, что известныемагнитнымидиполямисуществования «магнитный монополь можно представить, как отдельно взятый полюс длинного и тонкого постоянного магнита. Однако у обычного магнита всегда два полюса, то есть он является диполем. Если разрезать магнит на две части, то у каждой его части по-прежнему будет два полюса. Все  элементарные частицы, обладающие электромагнитным полем, являются . Сформулированные Д. К. Максвеллом уравнения классической электродинамики связывают электрическое и магнитное поле с движением заряженных частиц. Эти уравнения симметричны относительно электричества и магнетизма. Они могут быть сделаны полностью симметричными, если в дополнение к электрическому заряду и току ввести некий магнитный заряд и магнитный ток. Об этом Максвелл указывал ещё в 1873 г. Таким образом можно создать систему уравнений Максвелла с учетом почти магнитных зарядов.

существуют Существующие классические уравнения отражают тот факт, что обычно магнитные заряды . Если магнитные заряды , то существование магнитных токов приведёт к поправкам уравнений Максвелла, которые можно наблюдать на макроскопических масштабах. ненаблюдаются  

После Максвелла (1873 г.), сначала П. Кюри (1894 г.), А. Пуанкаре (1896 г.), а затем и П. Дирак (1931 г.) создали квантовую теорию взаимодействия электрического заряда с магнитным зарядом, которая применима при условии знаменитого дираковского квантования. Из него следует, что магнитный заряд частицы должен быть кратен элементарному магнитному заряду.

В 1974 г. Поляков и Т. Хоофт теоретически определили значение искомой массы магнитного монополя величиной в М 10Гэв. 16 

В настоящее время магнитный монополь стал обязательным приложением всех объединительных теорий. Абелев монополь не имеет строгих ограничений на массу. Вместе с тем, неабелев монополь может иметь массу доступную LHC.

–  2000 -2004 гг. – эксперименты, поставленные группой из Oklahoma University, TEVATRON, p¯p-столкновения.

(Al) |n|=1, M> 285 ГэВ; |n|=2, M> 355 ГэВ

(Be) |n|=3, M> 325 ГэВ; |n|=6, M> 420 ГэВ

– 2005 г. – прямые поиски магнитных монополей (группа CDF Run2), механизм Дрелла-Яна.

M> 360 ГэВ, s=1/2

масса монополя – 2005 г. – прямые поиски на ускорителе HERA, e + p – столкновения, M> 140 ГэВ.

–  2005 г. – группа в составе Ю. Курочкин, И. Сацункевич, Д. Шёлковый, С. Януш определили пределы массы современного статуса магнитных монополей и перспективы их поиска на установке ATLAS, путём образования пары монополь – антимонополь двумя фотонами.

– Целью эксперимента MOEDAL является прямой поиск магнитного монополя с массой – гипотетической частицы с магнитным зарядом, а также высокоионизированных стабильных массивных частиц (SMP), предсказанных теориями, выходящими за рамки Стандартной модели. MoEDAL (Monopole and Exotics Detector At the LHC) – седьмая экспериментальная установка на Большом адронном коллайдере в CERN. Никаких следов магнитных монополей с вплоть до 6 ТэВ и магнитным зарядом вплоть до 5 дираковских единиц обнаружено не было, вопрос их существования остался открытым на 2010 год. 2010 г БАК. массой-энергией 

– Три последние попытки найти монополи при помощи подобных ловушек – в 2012, 2013 и 2015 годах – закончились неудачей. Несмотря на повышение чувствительности детекторов и удвоение мощности самого БАК, физикам так и не удалось отыскать никаких следов однополюсных магнитных частиц, что резко сузило поле их возможных поисков. 123

Следует, однако, заметить, что поиски магнитных монополей ведут только по его якобы имеющейся массе и его высокой ионизирующей способности, существенно превосходящими эти параметры у электрона. Даже Дирак , что магнитный монополь может иметь массу. Ещё раз напомним, что в и в частности, нет её и у элементарных частиц. Кроме того, вихрона является частицей, существующей лишь в состоянии поперечного вращения со сверхсветовой скоростью по отношению его продольного движения со скоростью света – его нормальное состояние это продольное движение увеличивающегося тора на четверти длины волны со скоростью света с магнитным монополем, в качестве источника, вращающимся в нём. Он не существует в состоянии покоя, а при снижении скорости становится гравитационным монополем. Он всегда присутствует в вихроне в паре с противодействующим ему электромонополем, который способен взаимодействовать с внешними электрическими полями атомов вещества и снижать скорость движения вихрона, при которой происходит магнитной материи в гравитационную. Магнитный монополь Дирака и с указаннымиещё не разу . намеренно  не считал массы  природе нет вообще, магнитный монополь  вихревой безмассовой  конденсация  вихрона   свойствами  не искали

Законы вихревых полей существенно с точностью наоборот отличаются от полей стационарных источников. Так, например, противоположные полюса стационарного магнита притягиваются друг к другу, а одинаковые отталкиваются. У вихревых полей всё наоборот. Так, например, если из космоса со спутника наблюдать три близко расположенных торнадо одного направления вращения, то рано или поздно они объединяются-сливаются в один. То же самое происходит при ускорении заряженных частиц в ускорителях, у которых с ростом кинетической энергии растёт , а их энергии в форме безмассовых . постоянного  не масса заряд ГЭММ  магнитных монополей

Однако моделирование и технические попытки создания магнитных монополей продолжаются. Так 31 января 2014 года команда физиков из США и Финляндии сделали сообщение о создании магнитного монополя при помощи конденсата Бозе-Эйнштейна. вихревого 

Существование магнитного монополя с определённым зарядом объяснило бы наблюдаемую в природе кратность электрических зарядов частиц заряду электрона. Однако при этом, пришлось бы объяснять, почему в свою очередь магнитные монополи имеют квантованные магнитные заряды.

Законы классической электродинамики допускают существование частиц с одним магнитным полюсом и дают для них определённые уравнения поля и уравнения движения. Эти законы не содержат никаких запретов, в силу которых магнитные монополи не могли бы существовать.

В общем случае, по мнению П. Дирака, магнитный монополь, как результат «динамического взаимодействия» не должен иметь традиционной массы покоя.

«Если магнитные монополи генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться на земной поверхности. Их искали, но не нашли. Остаётся открытым вопрос, связано ли это с тем, что магнитные монополи очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют». повсюду

Наиболее серьёзных результатов в теории фермионных магнитных монополей, развивая идеи вышеуказанных авторов, достиг Ж. Лошак (Франция, работы в период 1987—2005). Как показано в кратко приведённом обзоре, неуловимый магнитный монополь ищут в состоянии существования, в каком существуют электрон и позитрон. Но определение самой сути магнитной материи заключается в том, что это вращательно-поступательно движущаяся со скоростью света субстанция энергии. Это значит, что таким образом определённый магнитный монополь должен или может находиться с постоянной величиной заряда в состоянии , как могут находится в таком же состоянии электрон или позитрон. Но электрон, как и позитрон обладают , находясь в покое. Магнитная субстанция массой не обладает. С одной стороны, П. Дирак предположил отсутствие массы покоя у магнитного заряда. А с другой стороны, это предположение противоречит результатам длительного экспериментального поиска этой частицы без массы в состоянии покоя. Тогда очевидно другое предположение, что магнитный монополь, как частица без массы, должна всегда находится только в состоянии продольного  со скоростью света, что в природе и наблюдается – фотоны всегда движутся со скоростью света. Другими словами предположения П. Дирака о безмассовости и постоянном заряде в состоянии покоя одной и той же частицы противоречат друг другу, что и указывает на ошибку П. Дирака. Примерно то же самое можно утверждать и о поисках массы нейтрино. статического продольно покоя массой движения самодвижущиеся одновременно

Такой монополь ищут уже более 80 лет, с тех пор как Поль Дирак определил его основные свойства:

– точечный источник радиального магнитного поля

– в нижнем пределе может достигать планковских пределов длины, т. е. 10см и частоты 10Гц —33  43 

– в теории взаимодействий электрического и магнитного зарядов масса покоя магнитного заряда не предсказывалась

– магнитный монополь является стабильной частицей и не может исчезнуть до тех пор, пока не встретится с другим монополем, имеющим равный по величине и противоположный по знаку магнитный заряд

– любой магнитный заряд квантован

– минимальный магнитный заряд в 137/2 раз больше заряда электрона

– магнитный поток от таких зарядов также квантован.

Итак, магнитных зарядов с указанными П. Дираком свойствами в природе, а есть магнитная микрочастиц, порождаемые движущейся материей. И первым претендентом на природу материи элементарных частиц является самодвижение . нет индукция и спин переменного магнитного монополя, как первичной причины

При формировании самодвижущегося фазового пространства фотона, состоящего из волновода электропотенциалов-зёрен, уложенных на поверхности двух соприкасающихся сфер причастна некая пульсирующая магнитным и противодействующим электрическим полевым током, вихревая переменная частица с лидирующими свойствами и бесконечной энергией, соизмеримой для фотонов с временем жизни нашей Вселенной. самодвижущаяся магнитными

В отличие от  магнитного монополя Дирака, обнаруженный в зоне индукции вихревой переменный по знаку и величине магнитный и связанный с ним при формировании фазового объёма фотона свободный , несколько отличается от своего своими уже зарегистрированными свойствами, определёнными в предыдущем разделе. стационарного монополь вихрон – бозонный магнитный биполь знаменитого аналога

Вихрон образован следующим образом:

– в атоме с потенциальным электрическим полем электрон переходит с оболочки, на которой он находится в состоянии возбуждения, на основную оболочку, т. е. частицы – во время этого электрона его поле начинает изменять потенциальное электрическое поле ядра, в результате локальное поле зоны индукции, состоящее из множества зерен-электропотенциалов, вблизи электрона начинает изменяться, т. е. каждое зерно изменяется по-своему до определённого значения электрического потенциала, а вот скорость изменения у всех одинакова – скорость распространения статического электрического поля от стационарного источника, 124 движение движения

– такое изменение потенциала-зерна рождает магнитный монополь, который своим ростом противодействует этому изменению, чем больше скорость перехода, тем меньше средний эффективный радиус магнитного монополя и больше плотность магнитных зёрен (фото 2.1),

– затем процесс электрона на основную оболочку прекращается – атом переходит из возбуждённого в основное состояние и этим определяет промежуток квантования микромонополей, т. е. обрыв тока движения частицы, движения времени

– синфазно множество зерен указанного объёма локального поля, образовавших такие микромонополи, формируют суммарный локальный вихревой магнитный поток потенциалов; если суммарныймагнитный поток потенциалов достигает минимального порога, то образуется минимальный магнитный самодвижущийся вихревой монополь и вихрон в зоне излучения,

– благодаря эффекту Ааронова-Бома введена особая роль электромагнитных потенциалов в физике квантовых явлений,

– минимальный магнитный поток, обнаруженный экспериментально, составляет величину 2,068х10 Вб, —15

– как только электрон в атоме занял основную оболочку, потенциалы перестали изменяться и магнитный монополь стал , самодвижущимся вихроном – вылетел из зоны излучения со скоростью света, в случае квантовой завершённости его структуры, 125 источником движения-изменения

– далее этот магнитный заряд, разряжаясь в режиме самодвижения, строит волновод трека (фото 2.2) движения фотона – микровихрон квантует зёрна-потенциалы геометрически фиксированные в пространстве, при этом заряд монополя уменьшается от максимального до минимального, 126

– одновременно с началом движения магнитного монополя рождается противодействующий его разрядке электрический монополь, через посредство которого идёт его перезарядка на противоположный – монополь совершает каноническое спиралевидное движение с переменной частотой, обратно пропорциональной её диаметру и прямо пропорционально величине и скорости изменения первичного потенциала; вращение центра сферы происходит по радиусу-вектору переменного электромонополя. 127

Создание самодвижущегося фазового объёма фотона идёт следующим образом:

– вначале фазового объёма фотона уменьшающийся по величине максимальный по заряду магнитный монополь, разряжаясь, индуктирует противодействующий его уменьшению электрический монополь и производит волновод из зёрен-электропотенциалов, вращаясь по спиралям увеличивающегося диаметра, 128

– синхронно противодействующий ему электрический монополь на 1/4 периода индуктирует увеличивающийся по величине вторичный противоположный по знаку магнитный монополь,

– в точках 1/8 и 3/8 периода полволны фазового объёма фотона, оба магнитных монополя имеют одинаковую величину, но противоположные знаки,

– на 1/4 периода первичный монополь полностью исчезает, взамен ему в точке 1/2 периода появляется и начинает разряжаться вторичный монополь той же величины, что и первичный, но противоположный по знаку, 129

– на следующей полволне фотона, происходит то же самое, что и на первой, только противоположный монополь производит зёрна-потенциалы противоположной по знаку полярности,

– полный период волнового движения магнитного монополя в одну длины волны фотона, характеризующийся спином частицы в одну постоянную Планка, определяет полную квантовую завершённость волнового перехода вихревой материи – это время в четыре раза большее времени перехода электрона из возбуждённого в основное состояние.

Характерная особенность Ааронова – Бома рассеяния – исчезновение рассеянной волны, если магнитный поток в соленоиде равен целому числу квантов потока. Условие отсутствия Ааронова – Бома рассеяния совпадает с условием квантования Дирака для магнитных зарядов. П. А. М. Дирак в 1931 году создал квантовую теорию взаимодействия электрического заряда электрона с его магнитным зарядом, которая применима при условии квантования Дирака, т.е. отношение произведения элементарного электрического заряда на его магнитный заряд к произведению постоянной Планка на скорость света должно быть равно целому натуральному числу. Отсюда, магнитный заряд частицы должен быть кратен  магнитному заряду равному отношению произведения постоянной Планка на скорость света к электрическому заряду электрона. Примечательно обратное утверждение: существование магнитного заряда не противоречит стандартной квантовой механике только в том случае, если электрические заряды всех частиц квантуются. Таким образом, существование магнитных монополей объяснило бы наблюдаемую на опыте кратность электрических зарядов частиц величине заряда электрона. элементарному

Так рождается один период длины волны кванта фазового объёма фотона, в котором свободный первичный микровихрон, превращаясь на полволне в зеркальный, опять трансформируется в изначальный. В бесконечном движении в пространстве Вселенной рождается трек фотона – фото 2.4.

Отсюда можно определить минимально возможный и неполяризованный свободный вихрон в пространстве, как самодвижущийся элементарный магнитно-электрический вихревой микрообъём с пульсирующими и взаимосвязанными в нём вихревыми магнитными и электрическими токами, в котором поочередно меняются магнитные монополи на противоположные, один из которых производит геометризованные зёрна-потенциалы только на первой 1/4 волновода, а второй противоположный ему также производит потенциалы, но только на второй 1/4 волновода полволны и противоположного знака.

Численновсистеме СИ значение кванта действия в микромире можно определить постоянной Планка. В современном представлении постоянная Планка – это мера, которая отделяет классическую физику от квантовой при условии, что отношение действия системы к редуцированной постоянной Планка много больше единицы. Действительно, если некоторая величина, называемая квантом действия и характеризующая любую физическую систему – квантовое поле или частицу, квант, – много больше, чем постоянная Планка, то система описывается классическими законами, а если много меньше, то квантовыми. П. Дирак, предполагая магнитного монополя, определял постоянную Планка произведением   заряда на      постоянство заряда элементарного  минимального электрического магнитный, указывая на их явную связь во взаимодействиях.

Постоянная Планка, фигурирующая в выражении для спектральной плотности мощности излучения абсолютно чёрного тела, которое было получено им в 1900 году для равновесной плотности излучения, определяет минимальное действие в определённой фазе замкнутой системы и равна  (спин которого полуцелый) на величину его  . Размерность и величина магнитного монополя (В·с) – (Вебер), определяемая через минимальный магнитный поток при его разрядке в системе СИ; размерность электрического заряда (А·с) – (Кулон), единица электрического заряда в системе СИ. Энергия элементарных частиц определяется произведением постоянной Планка на частоту магнитного монополя. Постоянная Планка является коэффициентом пропорциональности между энергией и частотой. Исторически механические величины измеряются в других единицах (кг·м/с, Дж, Дж·с), чем соответствующие волновые (м, с, безразмерные единицы фазы). Постоянная Планка играет роль и переводного коэффициента, связывающего эти две системы единиц – квантовую и систему СИ. удвоенному произведению электрического заряда электрона  магнитного монополя —1 —1