Главная              Рефераты - Разное

Предложены гармоничные кварки в электронах и протонах - реферат

Гармоничные кварки в электронах и протонах

Хорошавин Лев Борисович

д.т.н., Уральский научно-исследовательский институт архитектуры и строительства (ОАО институт «УралНИИАС»)

Щербатский Виктор Борисович

к.т.н., Региональный центр новых информационных технологий
(ГОУ ВПО УГТУ-УПИ)

Реферат

Предложены гармоничные кварки в электронах и протонах,
основанные на одном из главных законов гармонии Природы – золотой пропорции
d =1,618. Рассчитаны заряды и спин гармоничных кварков в электронах и протонах.

Известно, что элементарные частицы состоят из кварков, а также из глюонов, которые сцепляют кварки между собой. При понижении температуры глюоны соединяют кварки между собой сначала в протоны и нейтроны с образованием ядер, а затем под влиянием ядер - в электроны с образованием атомов.

Кварки – элементарные частицы размером <10-9 нм с дробным к электрону электрическим зарядом +2/3(0,667)×е- и -1/3(0,333)×е- . Они ведут себя как бесструктурные точечные элементы.

В настоящий период установлено существование шести типов (или ароматов) кварков: u, d, s, c, t, b. Все кварки имеют спин ±1/2, барионный заряд В=1/3 и дробный электрону заряд Q = +2/3 и -1/3. При этом кварк s является носителем странности, с – шарма (очарования), в – красоты [1-5]. Каждый кварк состоит из 3 разных зарядов, которые принято называть различным цветом: синим, зеленым и красным.

В свободном состоянии кварки не существуют вследствие чрезвычайно сильного взаимодействия в частицах, для вырывания кварков из которых требуются затратить большие усилия. Так, кварк, получивший энергию от столкновения с электроном, не вылетает наружу из частицы, а затрачивает её на образование кварк-антикварковых пар. Следовательно, энергия связи кварков весьма велика и недоступна для современных ускорителей (вероятно, только на Большом адроном коллайдере можно будет получить свободные гармоничные кварки).

Сильное взаимодействие между кварками обусловлено обменом между ними безмассовыми частицами – глюонами .

Глюоны являются квантами поля, которое кварки создают и которое на них же и воздействует. При этом все глюоны, которые кварки испускают сосредотачиваются вблизи прямой, проходящей через кварки, образуя узкую трубку глюонного поля. Глюонное поле не рассеивается в окружающем пространстве, поэтому глюоны не вылетают из частиц (например, адронов) и их невозможно зарегистрировать.

К элементарным частицам, количество которых в настоящий период составляет более 400, относятся наиболее стабильные и распространенные частицы: электроны, протоны, нейтроны, нейтрино и фотоны. Заряды электронов, относящиеся к лептонам, и протонов, относящиеся к барионам, рассматриваются ниже.

Считают, что протоны и нейтроны состоят из 3 кварков со структурой uud и udd соответственно, где u=+2/3×e- и d=-1/3×e- . Данные по структуре электронов противоречивы. Учитывая одинаковый заряд протонов и электронов предложено считать электроны, состоящими тоже из 3 кварков. Следует отметить, что каждый кварк в свою очередь тоже состоит из 3 цветных зарядов.

а. Электроны . Заряд электрона е- = -1,602×10-19 Кл, масса
mе = 0,911×10-27 г, классический диаметр электрона de = 5,635876×10-6 нм, удельный заряд электрона е- /me = 1,76×108 Кл/г.

Заряд электрона е- = -1,602×10-19 Кл удивительно совпадает с основным законом гармонии – золотой пропорцией d = 1,618 (без 10-19 Кл), равной 0,618:0,382 = 1,618 и отличающийся от энергии электрона ровно на 1% (1,618-1,602 = 0,016). Если заряд электрона (без 10-19 Кл) разделить на золотое сечение 0,618:0,382, с разностью между ними 0,236, то получим гармоничные части: 0,618; 0,382 и 0,236.

Поэтому, предполагаем, что заряд электрона состоит из трех кварков, разделенных по основному закону гармонии – золотому сечению:

- по этому сечению: 0,618×е- + 0,382×е- + 0,236×е- =1,236×е- ;

- по приведенному к 1 золотого сечения: 0,5 е- +0,309 е- +0,191 е- =1 е- ;

- по гармоничным кваркам: 0,801∙10-19 Кл + 0,495∙10-19 Кл +0,306∙10-19 Кл = 1,602∙10-19 Кл

Поэтому кварки в электронах имеют дробный от электрона заряды не +2/3(0,667) е- и -1/3(0,333) е- , а гармоничные кварки: -0,5 × е- , -0,309 × е- и
-0,191
× е- . Сумма зарядов гармоничных кварков в электронах равна
–1,602∙10-19 Кл (табл.)

Если всё-таки предположить, что электроны состоят из 2 гармоничных кварков, то их заряды равны: –0,618×е- =-0,990∙10-19 Кл и -0,382×е- =-0,612∙10-19 Кл, а спины соответственно +1,0 и -1/2. Сумма спинов кварков в электронах и протонах одинакова и равна по +1/2. При этом приходиться считать, что один кварк имеет спин = +1, что мало вероятно.

б. Протоны. Протоны р имеют равный по величине и разный по знаку с электроном заряд р = +1,602∙10-19 Кл, масса протона mp =1,672∙10-24 г, удельный заряд протона р/ mp = 0,959×105 Кл/г, классический диаметр протона
dp = 1,2∙10-6 нм. Масса протона в 1836 раз больше массы электрона, а размер протона в 4,7 раза меньше электрона.

Протоны, входящие вместе с нейтронами в состав ядер атомов, для сохранения электронейтральности атамов, также должны иметь гармоничные заряды трех кварков, но с обратным знаком: -0,5 × е- , -0,309 × е- и
-0,191
× е- .

Если электроны и протоны имеют соответствующие одинаковые знаки зарядов гармоничных кварков (электроны -, протоны +), то нейтроны тоже состоят из 3 гармоничных кварков, но с разными знаками, сумма которых равна нулю:

- электроны: -0,5×е- -0,309×е- -0,191×е- = -1 е-

- протоны: +0,5×е- +0,309×е- +0,191×е- = +1 е-

- нейтроны: +0,5×е- -0,309×е- -0,191×е- = 0

При этом 1,602∙10-19 Кл: 1,618 = 0,990∙10-19 Кл ≈ 1,0∙10-19 Кл.

Таблица. Свойства гармоничных кварков в электронах и протонах

Наиме-нование

Кол-во квар-ков

Свойства кварков

Электрический заряд, n×10-19 Кл

Спин

S1

S2

S3

åS

S1

S2

S3

åS

Электрон, е-

3

-0,801

-0,495

-0,306

-1,602×10-19 Кл

+1/2

+1/2

-1/2

+1/2

Протон, р+

3

+0,801

+0,495

+0,306

+1,602×10-19 Кл

+1/2

+1/2

-1/2

+1/2

Следовательно, как электроны, так и протоны состоят из трех кварков (S1 , S2 , S3 ) каждый с гармоничными зарядами, ибо Природа создает только гармонию – константу, входящую в разные стадии её развития. Многие константы Природы кратны золотой пропорции: ускорение свободного падения g, масса протона, удельный заряд электрона, ядерный магнетон, магнитная постоянная, атомная единица массы и др.

Кварки, свойства которых рассчитаны на основании основного закона гармонии – золотой пропорции d=1,618 = 0,618:0,382, с разностью между ними 0,236 названы гармоничными кварками. Безусловно, могут существовать кварки и с другими свойствами.

Таким образом, электроны и протоны состоят из трех основополагающих гармоничных кварков S1 , S2 , S3 , которые могут объединяться с другими парами. Гармоничные кварки в различных элементарных частицах имеют положительные и отрицательные заряды: -S 1 = ± 0,5 × е- , S 2 = ± 0,309 × е- , S 3 = ± 0,191 × е- в зависимости от общего заряда частицы и поля, в котором они находятся. Глюоны чрезвычайно прочно соединяют кварки и не позволяют им находиться в свободном состоянии.

Полученные данные объясняют образование мультиэлектронов в теории сверхпроводимости кварко – глюонными связями пар электронов с 3 гармоничными кварками в каждом исходном электроне [6].

Литература

1. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. /И.Е.Иродов, - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. -256с.

2. Латынов Н.Н. Вакуум, элементарные частицы, Вселенная./Н.Н.Латыпов, В.А.Бейлин, Г.М.Верешков, - М.: Издательство МГУ, 2001.-232с.

3. Хлопов М.Ю . Основы космомикрофизики./М.Ю.Хлопов, - М.: Едиториал УРСС, 2004. – 368с.

4. Степанов Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия. / Н.Ф.Степанов. – М.: Мир, 2007. – 519с.

5. Каганов М.И . Электроны, фотоны, магноны./ М.И.Каганов, - М.: Издательство ЛКИ, 2008. – 192с.

6. Хорошавин Л. Б., Щербатский В.Б., Якушина Е.В . Мультиэлектрон – основа сверхпроводимости. /Л.Б.Хорошавин, В.Б.Щербатский, Е.В.Якушина, - Объединенный научный журнал, 2007, №2, с.68-76.
Сайт: Http:// www.refractories1. narod.ru