"Магический квадрат" в физике.

Запишем две формулы:

      (1)

       (2)

 Эти выражения в физике хорошо известны. Формула (1) определяет энергию фотона через минимальный квант действия h (постоянная Планка) и частоту .

Формула (2) является характерной длиной элементарных частиц, имеющих массу покоя, так называемая комптоновская длина волны частицы. Сделаем элементарные преобразования выражений (1) и (2), используя известное соотношение между физическими константами: . Тогда, соответсвенно, получим:

        (3)

  (4)

  Особенностью выражений (3) и (4) является то, что если их расположить одну под другой, то знак равенства можно поставить и по вертикали. При этом, во всех направлениях этого квадрата знак равенства определяет реальный физический смысл.

 

 Простота и одновременно огромная информационная ёмкость квадрата поражает настолько, что его впору назвать «магическим». Он является как бы обьединяющим звеном почти всех главных направлений исследований современной физики.

В тоже время в правой части квадрата наблюдается полное тождество между миром частиц и миром полей. Не свидетельствует ли это об их единой природе? Сделаем предположение, что внутренняя структура элементарных частиц определяется также полями, но эти поля не распространяются прямолинейно, а циркулируют со скоростью света в замкнутом обьеме, ограниченным комптоновской длиной волны частицы.

  Вихревая циркуляция полей элементарных частиц порождает радиальную циркуляцию полей, которая формирует статистическое поле – электрическое или гравитационное. При этом элементарная частица может состоять как из одного, так и быть комбинацией нескольких вихрей.

Относительно радиальной циркуляции статистического поля необходимо сделать некоторые разьяснения. Если вихревую циркуляцию полей внутри частицы ещё как то можно наглядно представить, то как происходит радиальная циркуляция не совсем понятно. Одним из возможных механизмов является непрерывное излучение и поглощение частицей виртуальных квантов поля, которые удаляются от неё в зависимости от энергии на расстояние, разрешаемое соотношением неопределённости Гейзенберга .

Другой более экзотический механизм циркуляции можно представить, если предположить, что окружающий наc мир имеет значительно больше измерений, которые по неизвестным причинам недоступны нашему восприятию, и в этом многомерном мире наше трёхмерное пространство является только некоторой плоскостью. В таком мире элементарные частицы можно представить как завихрения на поверхности, а их статистические поля, порождаемые этими вихрями - как циркуляцию уже в  многомерном пространстве. В таком случае их силовые линии уже будут замкнуты, а наблюдаемая прямолинейность распространения полей в доступных для нас измерениях, определяется проекцией их циркуляции на наш «плоский» мир.

Так, например, в известном из школьного курса физики опыте с магнитом и опилками, когда замкнутое магнитное поле магнита расположенного под листом бумаги, приводит к радиальному распределению опилок, в следствие чего создаётся иллюзия, что магнитные линии магнита расходятся от полюса в радиальном направлении прямолинейно. Столь необычное представление механизма циркуляции статистических полей приводит к не менее необычным следствиям:

1.      В природе не существует монополей. Силовые линии всех полей замкнуты. Вихрь поля, элементарной частицы на «поверхности» доступного нам мира порождает вихревое статистическое поле дипольного типа, которое из одного полюса выходит (выток), в другой заходит (сток), подобно, как циркулирующий по кругу электрический ток создает дипольное магнитное поле. Таким образом, каждая элементарная частица представляет собой одновременно и античастицу, которая воспринимается нами  в зависимости от ориентации такого диполя в многомерном пространстве, как положительно или отрицательно заряженый монополь.

2.      Все диполи элементраных частиц сориентированы таким образом, что антиматерии в доступном для нашего восприятия мире не наблюдается. Для того, чтобы превратить частицу в античастицу, т. е. переориентировать диполь в многомерном пространстве, необходимо приложить энергию равную двум энергиям покоя ( ), что может свидетельствовать о том, что многомерный мир имеет силовую структуру, которая не позволяет элементарным частицам принимать хаотическую ориентацию.

3.      «Реальная» скорость света будет отличаться от наблюдаемой в нашем мире. Это следует из того, что измеряемая скорость света является только проекцией на наш «плоский» мир. Если мы определим, что растояние, на которое распространился свет по прямой равно , то в многомерном мире, это уже будет, какая-то кривая, длина которой может и не совпадать со своей проэкцией.

4.      Многомерный мир, если он существует, не может быть просто пустотой, а является какой-то неоднородной энергетической структурой с определёнными физическими свойствами. Так ли это на самом деле - пока неизвестно. Это тайна «магического» квадрата, которая, возможно, будет раскрыта в будущем. В нашем случае, представление о многомерном мире следует воспринимать только как один из возможных механизмов для обьяснения циркуляции статистических полей.

 Рассмотрим несколько выводов, которые следуют из самого определения элементарных частиц как вихрей полей:

1.      Энергия частиц, имеющих массу покоя, квантуется подобно тому, как и енергия фотона. Как следует из (4), после преобразования энергию покоя частицы можно записать так:

    (5)

         где  - частота циркуляции поля внутри обьема, ограниченого комптоновской длиной.

2.      Поскольку, по определению, поля внутри частицы циркулируют с максимально возможной скоростью – равной скорости света в вакууме, то увеличение частоты циркуляции поля приводит к уменьшению размеров элементарных частиц.

 3.      Энергию кулоновского взаимодействия двух элеметарных зарядов можно также выразить через радиальную циркуляцию электрического поля.

  ,

где комбинация двух фундаментальных констант  является минимальным квантом кулоновского взаимодействия . Тогда энергию кулоновского взаимодействия можно записать в таком же виде, как и для фотона:

 

Как видно, квант минимального кулоновского взаимодействия в 137 раз меньше Планковского кванта

  ;

4.      Энергию гравитационного взаимодействия также можно выразить через минимальный квант гравитационного взаимодействия, если ввести некую элементарную массу

  , где - приравняем 1 сек

(здесь предполагается, что элементарная масса образуется за один оборот вихревого поля и она не обязательно должна быть минимальной)

 Тогда энергию гравитационного взаимодействия двух элементарных масс запишем в виде:

  ,

где  будет играть роль минимального кванта гравитационного взаимодействия.

 

Таким образом, суть предлагаемой гипотезы в общем виде можно сформулировать так: в этом мире нет ничего, кроме вихрей различных полей, которые взаимодействуют между собой, порождают друг друга, образуя различные комбинации. Для каждого вида поля существует свой квант минимального взаимодействия . Таким образом, энергию  кванта любого поля можно выразить через соответствующий квант минимального взаимодействия и частоту циркуляции:

    (6)

Приведенные здесь рассуждения могут показаться надуманными, поскольку сразу же порождают множество вопросов. Например, из каких полей образуются вихри элементарных частиц? Какие силы заставляют эти поля циркулировать по кругу, а не распространяться по прямой? Являются ли эти силы свойством самих полей, или это действие внешней среды – физического вакуума и т. п.? Ни на один из этих вопросов ответа пока не существует. Тем не менее, даже такое  не очень обоснованное предположение позволяет получить некоторые следствия, поддающиеся экспериментальной проверке.