У Л. Щепицина, модель микромира, «примиряющая» механику НЬЮТОНА И СТО ЭНШТЕЙНА.
Известно, что тело массой m и скоростью V имеет кинетическую энергию mv2/2. Область применения этой формулы ограничивается движением со скоростью, значительно уступающей скорости света в вакууме, — то есть областью применения механики Ньютона. А согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, любое тело, независимо от скорости поступательного движения, даже если она равна нулю, обладает энергией покоя mС2. Но это нарушает принцип соответствия, при котором СТО Эйнштейна именно при МАЛЫХ СКОРОСТЯХ должна переходить в механику Ньютона... Нарушения можно избежать, если, оставаясь в рамках классической механики, предположить, что точечная частица совершает скрытое циклическое движение, которое исключается из рассмотрения, но учитывается в уравнениях движения введением добавочной сохраняющейся величины (энергии, момента количества движения и т.д.). Таковым может быть вращение.
Еще Шрёдингер, учитывая, что, согласно уравнениям Дирака, составляющие скорости свободного электрона всегда равны скорости света, предположил следующее: на поступательное движение микрочастицы накладывается некое периодическое движение. Оно впоследствии получило название «дрожание Шрёдингера». Это движение представляет собою вращение со скоростью света по малой круговой орбите и позволяет вычислить спин электрона. Частица же в целом движется по спирали.
В середине XX в. В.Громов также предположил, что микрочастица движется по спирали, причем сумма осевой скорости и скорости кругового движения равна скорости света. Громов сумел получить все основные соотношения СТО, в том числе — между полной энергией, импульсом и массой частицы.
Недавно В.Демиденко выдвинул гипотезу о спиральном фотоне, полная(орбитальная + трансляционная) скорость которого больше скорости света в 1,44 раза, что, в сущности, опять сводится к предположению Шрёдингера.
Наконец, в 2000 г Ф.ВИЛЬФ предположил, что точечная частица движется не по спирали, как у Шрёдингера, Громова и Демиденко, а по поверхности движущейся сферы, причем орбитальная скорость вращения частицы больше скорости света в 1,73 раза. Опять таки, выводятся соотношения СТО и значение спина частицы.
Характерно, что во всех случаях вращательное циклическое движение приводит к соотношениям ОТО, а экспериментальной опорой для введения в рассмотрение вращения служит существование спина. А то обстоятельство, что орбитальная скорость такого циклического движения больше скорости света, по мнению, например, Вильфа, несущественно, поскольку циклическое движение не участвует в передаче сигналов.
Исключение из рассмотрения вращения приводит к тому, что вместо его энергии приходится вводить новый излишний термин — энергию покоя частицы. В результате возникают искусственные математические построения СТО с использованием четырех векторов, без чего вполне можно было бы обойтись. Математические упражнения СТО не углубляют развитие физических представлений, точно так же, как не влияет на смысл статьи перевод ее с русского языка на английский...
Знания в области физики элементарных частиц могут быть углублены только с помощью явного использования представления о мировой среде (физическом вакууме), в частности —при гидродинамическом подходе к интерпретации явлений.
Если мировая среда находится в состоянии турбулентного движения, причем интенсивность турбулентности (среднеквадратичное значение случайной скорости) сопоставима со скоростью света, то вполне правдоподобна гипотеза Громова, так как частица приобретает среднюю энергию вихрей турбулентного движения, как броуновская частица приобретает среднюю энергию хаотического движения молекул газа.
Винтовое или спиральное движение Громова возникает, поскольку с по верхности частицы в определенном интервале чисел Рейнольдса периодически срываются вихри Кармана. Ими объясняются самые разные физические явления, например, всплытие по спирали пузырьков воздуха в воде или гудение проводов ЛЭП.
Возрастание присоединенной массы частиц в среде также находит свое объяснение. Аналогом шара, движущегося в сжимаемой среде, в гидродинамике является эллипсоид вращения, движущийся в несжимаемой среде, причем его поперечное сечение неограниченно возрастает, а продольный размер не меняется. Точные численные расчеты показывают, что возрастание присоединенной массы во всем интервале скоростей частицы от 0 до 0,9987С соответствует СТО с ошибкой не более 10%.
Опираясь на преобразования, используемые в гидродинамике для сжимаемой среды, установлено, что закон сложения скоростей, интерпретация опытов Майкельсона и Физо сохраняются, как и в теории относительности, а продольное сокращение тел и замедление времени отсутствуют.
Становится понятным существование предельной скорости поступательного движения. В сущности, здесь полная аналогия с ограничением скорости винтовых самолетов скоростью звука в воздухе. С приближением к звуковому барьеру энергия, необходимая для вращения винта, возрастает настолько, что при ограниченной мощности мотора тяга винта резко падает. Так же с приближением к световому барьеру неограниченно возрастают радиус спирали и потери энергии частицы в спиральном движении в турбулентной среде.
Наконец, частица в своем спиральном вращательно-поступательном движении охватывает дополнительно некий объем среды и, следовательно приобретает дополнительную динамическую массу, кроме присоединенной.Как ведет себя эта масса? Что происходит при столкновении частиц-спиралей? Здесь появляются новые возможности для анализа упорядоченного, из формальных соображений, «зоопарка» микрочастиц.
При оценке масс частиц предполагаем, что роль мировой среды в их поведении велика, или, на языке гидродинамики: присоединенная масса среды, равная произведению плотности среды на эффективный объем частицы по порядку величины равна массе частицы. Тогда получается следующее.
Если электрон — шар радиусом 2 -10-11 см, то, при плотности среды порядка 10-16 г/см3, его масса — 10-16 г, что на 11 порядков превышает экспериментальное значение. Значит, электрон имеет ажурное строение: в статике это тороид, а в динамике — движение малого тела по окружности. Если тороид еще и движется поступательно, то малое тело движется по цилиндрической спирали, а если малое тело вращается по поверхности сферы, то образуется сфероспираль.
Пусть размер этого малого тела равен электромагнитному радиусу электрона 10-13 см, и оно имеет форму шара. Повторяя аналогичные расчеты, находим его массу в 10-23 г, что в 10000 раз больше экспериментального значения. Значит, и это тело имеет форму тороида и движется по спирали или сфероспирали. Пусть размер этого сверхмалого тела равен радиусу слабого взаимодействия 10-16 см. Тогда масса равна 10-27 г, что согласуется с опытными данными.
Таким образом, электрон — объект, имеющий три структуры: сверхмалая сфера радиусом 10-16 см, первичная спираль или сфероспираль радиусом 10-13 см, из которой навита вторичная спираль или сфероспираль радиусом 10-11 см, отвечающая за спин электрона. Тем самым, электрон имеет 4 пространственно-временные координаты и 3 или 5 компактифицированных координат (первичная и вторичная спирали или сфероспирали). Здесь уже недалеко до суперобъединения в пространстве 10 измерений; впрочем, уместнее говорить о скрытых циклических движениях и степенях свободы частиц.
Тогда нейтрино (электронное) —электрон, потерявший первичную и вторичную спиральные структуры, то есть шар с радиусом слабого взаимодействия и массой порядка 10-32 г при плотности 1016 г/см3.
Чтобы получить массу бариона ,вспомним, что шарообразный вихрь Хилла или вихрь Ярмицкого превращаются в вихревое кольцо (теряют свою сплошность) при отношении R/а = 86 (R — радиус вихревого кольца, а — радиус сечения вихревого кольца). Тогда отношение присоединенных масс шара и тороида одинакового внешнего размера составит 1610, что близко к отношению масс протона и электрона. Массы возбужденных состояний барионов и их времена жизни определяются потерей устойчивости движения среды при некоторых соотношениях поступательной и вращательной скоростей внутри вихревого кольца («взрыв вихря», по А.Бэтчелору) и здесь не рассматриваются.
Масса мезонов, согласно К.Путилову, определяется резонансным захватом структурами электрона фотонов. Для мюона происходит захват фотона первичной спиральной структурой, и масса мюона составляет порядка 100 масс электрона; для таона захват фотона осуществляется, видимо, нейтринной структурой, и его масса существенно больше.
Развивая предположения Дж.Томсона и Н.Кастерина, полагаем, что фотон — вихревое кольцо, образованное движением мировой среды, причем длина волны фотона порядка радиуса вихревого кольца. Вслед за кольцом движется вихревая дорожка Кармана. Если тело еще и вибрирует, то вместо дорожки Кармана с одиночными моновихрями образуется дорожка с двойными (дипольными) вихрями — пульсирующая вихреспираль. Полагая, что дипольные вихри — суть объединение нейтрино и антинейтрино, получаем аналог спинорной теории света де Бройля. В.Слюсаревым и М.Стремечным получены для движения вихревого кольца в сжимаемой среде соотношения, почти тождественные таковым в специальной теории относительности.
Масса W- и Z-частиц определяется динамической массой среды, захваченной спиралью бариона. Она значительно превышает присоединенную массу бариона и определяется шагом спирали и ее радиусом. Тогда по порядку величины масса виона в 100 раз больше массы бариона, что и наблюдается в опытах.
Пусть кварк — отдельный вихрь, не имеющий собственного поступательного движения, а внутри бариона движущийся по замкнутой спирали. Три кварка, образующие барион, согласно квантовой хромодинамике, представляют тогда три спирали, сплетенные как бы в девичью косу, свернутую еще в кольцо или клубок. Расплести такую косу или выделить один кварк крайне сложно, и «нерасплетаемость» интерпретируется как «конфайнмент» — невылет кварка.
Теперь — о взаимодействиях микрочастиц. С позиций гидродинамики, заряд можно определить как свойство частицы иметь движущуюся границу. Это движение вызывает перераспределение скоростей и давлений в среде, что отражается на обтекании других частиц и, в конечном итоге, приводит к взаимодействию между частицами.
Элементарный электрический заряд определяется движением структур электрона. Сила Лоренца в гидродинамике — просто инерциальная сила плюс сила Жуковского, как для обтекания крыла самолета. Масса электрона есть масса тела с движущейся границей, то есть тела Ранкина.
Барионы взаимодействуют друг с другом своими вихревыми дорожками Кармана (мезонами или кварками).Это взаимодействие из-за ограниченной области вихревых дорожек короткодействующее и обладает насыщением, зависит от собственного вращения барионов в ядре, не зависит от электрического заряда ввиду различия в размерах структур этих взаимодействий и носит обменный характер из-за обобществления вихревых дорожек.
В гидродинамике есть короткодействующая универсальная сила, зависящая от интенсивности турбулентных пульсаций мировой среды — сила Кенига. Она пропорциональна плотности среды, объемам частиц и интенсивности турбулентности. В квантовой теории поля это универсальное давление Казимира, обусловленное нулевыми флуктуациями физического вакуума. При умножении давления на квадрат длины слабого взаимодействия находим универсальную короткодействующую силу, в числителе которой стоит постоянная слабого взаимодействия.