Элементарные частицы

Протон, электрон, фотон и нейтрино принято называть элементарными частицами. Однако считается, что список элементарных частиц ими далеко не исчерпывается. Эти частицы пока не удается разделить на составные части.

Вообще термин "элементарные частицы", также как и многие другие физические термины, не следует воспринимать буквально. Он достался нам по наследству, и мы пользуемся им, поскольку лучшего термина пока не придумано.

Вся материя состоит из стабильных элементарных частиц: протонов, электронов и обменных частиц (нейтрино и фотонов), а также из эфирных частиц.

Остальные, якобы элементарные частицы, а их около 400, являются виртуальными (математическими моделями).

Время их жизни от 10^-18 до 10^-8с.

Как могут проявить себя эти частицы за такое время жизни, как определить их физические свойства и что можно вообще о них сказать?

Вероятно, это производные комбинации, а также различные состояния перечисленных четырёх частиц или ошибочные математические модели, сторонников теории "Большого Взрыва". Ведь у них уже энергия стала тёмной.

Энергия от звёзд (Солнца) уносится в виде излучения фотонов и нейтрино всех диапазонов частот. Фотон и нейтрино являются обменными частицами у электрона и протона. Например, электрон может поглощать фотон, присоединяя его массу к себе или излучать, выбрасывая его.

Фотоны - это кванты электромагнитного излучения. Диапазоны частот электромагнитного излучения (гамма-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение и радиодиапазон) мы можем регистрировать. Кванты электромагнитного излучения с массой и энергией меньше радиодиапазона мы регистрировать не можем.

Нейтрино - это кванты нейтрального излучения. Они, как и фотоны, обладают корпускулярно-волновыми свойствами. Регистрировать их мы не можем во всём диапазоне частот. Однако есть способы регистрации определённых масс и энергий квантов. Они основаны на взаимодействии нейтрино с ядрами химических элементов. Вычисляют массу и энергию нейтрино как "дефект массы" при рождении (излучении) или поглощении ядром химического элемента, чтобы соблюдался закон сохранения массы и энергии. "Улавливают" их с помощью нейтринных телескопов, установленных в шахте на глубине 1,5 км. Нейтринный телескоп представляет собой баллон 390000 литров, заполненный перхлорэтиленом (C₂Cl₄) весом 615 тонн. За 3-4 месяца всего лишь около 40 ядер изотопа 37/17Cl, содержащегося в перхлорэтилене, благодаря взаимодействию с нейтрино превращаются в ядра радиоактивного аргона, который уже можно непосредственно регистрировать:

37/17Cl + ν → 37/18Ar + e^-.

Эта реакция имеет энергетический порог 814 кэВ, поэтому регистрируются только нейтрино с относительно высокими энергиями.

Считается, что величина нейтринного потока определяется по количеству образовавшегося аргона. Но это не верно, так как таким способом регистрируются нейтрино одной строго определённой частоты.

Современный метод регистрации нейтрино меньших энергий основан на использовании галлия в качестве детектирующего материала:

71/31Ga + ν → 71/32Ge + e^-.

Энергетический порог в данном случае составляет 233 кэВ. Однако это довольно дорогостоящий эксперимент.

Протон, электрон, фотон и нейтрино считаются стабильными частицами.

Перечисленные элементарные частицы сами являются дискретными со сложной внутренней структурой. Так, например, при аннигиляции электрона и позитрона получаются два гамма-кванта (фотоны):

e^- + e⁺ → 2γ.

Каждый квант имеет массу равную массе одной из аннигилирующих частиц (9,1^.10^-31кг и 0,82^.10^-13дж).

Возможен и обратный процесс, когда из пары гамма-квантов, с массами не менее вновь образуемых частиц, получатся электрон и позитрон.

При аннигиляции должен строго соблюдаться закон сохранения массы и энергии.

Рассмотрим этот вопрос.

Энергия всех структурных единиц фотона фотоников суммируется и регистрируется нами через частоту или длину волны фотона Е = E'^.N = m'^.C^2.N, (смотри глава 1, раздел 8, стр.48).

В веществе (электрон, позитрон) фотоники движутся по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий и также со скоростью света. Масса и энергия сохраняется, но для регистрации эта энергия недоступна - она не суммируется.

Использовать формулу E = m^.C² в этом случае нельзя, пока вещество не превратится в фотоны.

От рождения, как фотон, так и нейтрино обладают начальной массой и энергией. С каждым колебанием в полёте фотон излучает частицу - фотоник. С каждым колебанием в полёте нейтрино излучает частицу - нейтриник.

Насколько стабильны частицы фотон и нейтрино? Сколько они живут?

Фотон и нейтрино с каждым колебанием излучают частицу, уменьшая свою массу и энергию. Однако время жизни фотона и нейтрино довольно большое, если по пути следования они не будут поглощены веществом. И ещё оно зависит от условий их рождения.

В случае с фотоном.

Если фотон рождён как квант гамма-излучения, то полёт (жизнь) его будет продолжаться около 1700 млрд. лет.

Если фотон рождён как квант рентгеновского излучения, то полёт (жизнь) его будет продолжаться около 1560 млрд. лет.

Если фотон рождён как квант видимого света, то проживёт около 1375 млрд. лет.

То же самое относится и к нейтрино при соответствующих частотах, массах и энергиях.

Насколько нейтрино и фотон стабильны по сравнению с протоном и электроном?

Жизнь протона и электрона, вероятно, всего лишь цикл между сингулярными состояниями материи, что во много раз меньше.

Итак, стабильных элементарных частиц шесть: протон, электрон, фотон, нейтрино, фотоник и нейтриник. Последние две частицы являются продуктами распада фотона и нейтрино. А фотон и нейтрино - обменные частицы у электрона и протона. Эфирные частицы нейтриники и фотоники - это вечные частицы, они распространяются прямолинейно в пространстве, пока не встретят сечение взаимодействия.

Таким образом, самыми элементарными частицами материи являются нейтриники и фотоники.

Из них состоит вся материя во Вселенной.

В таблице 2 приведена зависимость изменения характеристик фотона (частота, длина волны, масса, энергия) от времени. Если расстояние применяется в световых годах, тогда и от расстояния соответственно. Временные участки выбраны через каждые 13 млрд. лет. Это время, через которое длина волны фотона увеличивается вдвое, а частота, энергия и масса уменьшаются вдвое.

В таблице 2 представлен гипотетический случай полёта фотона. На его пути нет вещества и он, не может быть поглощён им, поэтому масса и энергия фотона убывает во времени до одного фотоника. Начальные условия представлены гамма - квантом излучения с массой 2,0^.10^-28кг и энергией 1,8^.10^-11Дж.

Наблюдать и регистрировать весь диапазон электромагнитных волн мы не можем по причине малости частиц (массы и энергии фотонов). Регистрации поддаётся лишь половина диапазона электромагнитных волн по временной шкале жизни фотона. Верхний частотный диапазон электромагнитных волн представлен гамма-излучением. Считают, что энергия гамма - квантов может быть свыше 100 МэВ. Для измерения энергии гамма - квантов излучения в экспериментальной физике применяются различных типов гамма-спектрометры.

Многие гамма-источники, пока не удалось отождествить ни с какими объектами. Гамма-телескопы имеют низкое угловое разрешение.

Наиболее загадочными являются так называемые гамма-вспышки, которые примерно раз в сутки, появляются в разных частях неба. Они открыты в шестидесятых годах и до настоящего времени хранят тайну своей природы. Вероятно, это излучение от аннигиляции зарядов при превращении нейтронной звезды в "чёрную дыру" или поглощение вещества "чёрной дырой" (глава 2, раздел 12).

Этой таблицей можно пользоваться также и для нейтрино. Не подходит лишь одна графа - название участка диапазона.

Однако, вероятно, максимальная масса и энергия фотонов возможна лишь равной массам электрона и позитрона (реакция аннигиляции). Но массы взаимодействующих частиц электрона и позитрона могут быть различными. Поэтому параметры массы и энергии, приводящиеся в реакции аннигиляции, могут быть много больше, что и соответствует диапазону гамма-излучения. Других источников получения фотонов ещё больших масс и энергий в природе не просматривается.

Вещество относительно непрозрачно для фотонов. Сечением взаимодействия для них является объём замкнутых траекторий электронов соответствующих химических элементов. Величина непрозрачности фотона для вещества в сравнении с нейтрино будет в огромной степени зависеть от частоты (массы, энергии) фотона. Она может быть от каких-то минимальных значений и до определённых - максимальных. Максимальная непрозрачность фотона для вещества в сравнении с нейтрино составит 10^-10 раз. Это есть отношение размеров сечения ядер молекул (атомов) к сечению самих молекул.

Как устроено вещество?

Его можно разделить на две части.

Одна часть вещества обладает электромагнитными свойствами. Это электроны и позитроны, обладающие электрическим зарядом. Частицы, из которых они состоят - это фотоники. Назовём эту часть вещества зарядовой или электромагнитной. Зарядовая часть вещества поддаётся регистрации.

Другая часть вещества обладает нейтральными свойствами. Это протоны без позитронов. Частицы, из которых они состоят - это нейтриники. Назовём эту часть вещества нейтральной. Нейтральная часть вещества регистрации не поддаётся.

Нейтральной части вещества во Вселенной больше. Она составляет 99,891% от общей массы вещества. Зарядовая часть вещества составляет всего 0,109% (глава 1, раздел 33).

Нейтральная часть вещества - это вещество только что образовавшейся "чёрной дыры".

Водородные облака - это нейтральная и зарядовая части вещества вместе. Вещество, которое нас окружает, также состоит из нейтральной и зарядовой частей вместе.

На этапе перехода нейтронного вещества в вещество "чёрной дыры", зарядовая часть вещества аннигилирует и излучается. По этой причине оставшаяся нейтральная часть вещества сжимается до плотности вещества "чёрной дыры".

В природе существует строгая матрица вещества.

Электрон, позитрон и протон без позитрона имеют нормированную массу. У зарядовой части вещества (электрон и позитрон) данная масса выполняет функцию заряда.

Где бы нейтриники и фотоники не находились и какую бы функцию материи они не выполняли (эфир, в составе обменных частиц или в составе вещества), всё время они находятся в непрерывном движении и с соответствующей данной функции скоростью, скоростью света.

Дата добавления: 2015-05-10