Я понимаю, что утверждение о том, что в атомах нет электронов, является крамольным. Но я надеюсь, что мои аргументы в пользу этого утверждения найдут своих сторонников.
Прежде всего, необходимо дать определение того, что же в физике понимается под термином «электрон».
Электро́н — субатомная частица, чей электрический заряд отрицателен и равен по модулю одному элементарному электрическому заряду. Электроны принадлежат к первому поколению лептонных частиц и обычно считаются фундаментальными частицами, поскольку у них нет известных компонентов или субструктур. Электрон имеет массу, которая составляет приблизительно 1/1836 массы протона.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрон
То есть, электрон – это фундаментальная элементарная частица, имеющая определенную массу и заряд. Электрон считается точечной частицей, не имеющей размеров. Электрон участвует в гравитационном, слабом и электромагнитном взаимодействиях.
В настоящее время свойства и характеристики электронов хорошо изучены. Многочисленные эксперименты на разнообразных ускорителях элементарных частиц позволили с высокой точностью определить характеристики электронов.
Но разве это является доказательством того, что электроны присутствуют в атомах? Почему вообще решили, что в атомах есть электроны?
Вспомним, как наука пришла к мнению, что в атомах находятся электроны. Исследователи давно установили, что в результате некоторых взаимодействий (например, трение одних тел о другие) тела приобретают способность притягивать или отталкивать другие тела. Это явление назвали электричеством, а характеристику этого взаимодействия назвали зарядом. Было установлено, что в природе есть два вида заряда. Их назвали положительный и отрицательный заряд. Обычное вещество электрически нейтрально, потому что оно содержит положительный и отрицательный заряд в равной величине. Поэтому атомы – структурные элементы вещества – электрически нейтральны. Ранее считалось, что электрические свойства веществ обусловлены двумя жидкими заряженными субстанциями, находящимися в веществе. По аналогии с тем, как тепловые взаимодействия объяснялись наличием в телах теплорода. Но последующие исследования показали, что электрические заряды переносятся особыми частицами, которые были названы электронами. Впервые это предположение было сделано при исследовании катодных лучей. Открытие радиоактивности подтвердило эти взгляды.
«В 1900 году Беккерель показал, что бета-лучи, испускаемые радием, отклоняются электрическим полем, и что отношение их массы к заряду такое же, как и у катодных лучей. Это свидетельство укрепило мнение о том, что электроны входят в состав атомов.»
https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрон
Эти предположения вполне логичны и обоснованны с точки зрения науки 19 века. Но с точки зрения современной науки они не кажутся такими бесспорными. Более того, они абсурдны. Да, в некоторых физических явлениях атомы испускают электроны. И это действительно те электроны, элементарные частицы, определение которым дано в начале публикации. Но означает ли это то, что эти электроны находятся в атомах? Современная физика утверждает, что радиоактивность веществ объясняется тем, что при определенных условиях нейтроны, входящие в состав атомных ядер, распадаются на протон, электрон и электронное антинейтрино. Эти вылетающие электроны и называют бета-лучами. Но ведь никому не приходит в голову говорить, что это является доказательством того, что электроны входят в состав атомных ядер или в состав нейтронов. Аналогично этому и катодные лучи не доказывают наличие электронов в атомах.
Меня могут обвинить в том, что я не знаком с фотоэффектом. Это физическое явление, которое заключается в том, что квант света передает свою энергию электрону в атоме, в результате чего электрон вылетает из атома.
Так ли это? Приведенное описание уже является некой интерпретацией физического явления, основанной на предположении, что в атоме есть электроны.
Давайте, я предложу другое, на мой взгляд более объективное описание явления фотоэффекта. Квант света взаимодействует с нейтральным атомом вещества, в результате чего образуется положительно заряженный атом (ион) и излучается электрон.
И как из этого описания следует, что электрон уже был в атоме?
Дело в том, что начиная со школы, учащимся насаждается модель атома, в которой вокруг положительно заряженного ядра вращаются электроны. Потом говорят, что это очень упрощенная модель, что электроны не совсем вращаются. Но утверждение, что вокруг ядра расположены каким-то образом именно электроны, вообще не подвергается сомнению. Сама мысль о том, что это могут быть не электроны, является крамольной. Главным аргументом в любой дискуссии, ставящим всё на свои места, является вопрос: «А что же там, по-вашему?»
При этом мы уподобляемся одному из героев романа «Золотой телёнок».
– Вы знаете, Шура, как я вас уважаю, – загорячился Паниковский, – но вы осел! Это золотые гири. Понимаете? Гири из чистого золота! Каждая гиря по полтора пуда, три пуда чистого золота. Это я сразу понял, меня прямо как ударило! Я стоял перед этими гирями и безумно хохотал. Какой подлец этот Корейко! Отлил себе золотые гири, покрасил их в черный цвет и думает, что никто не узнает. Вам, Шура, я скажу как родному – разве я вам рассказал бы этот секрет, если бы мог вынести гири один? Но я старый, больной человек, а гири тяжелые. И я вас приглашаю как родного. Я не Бендер. Я честный.
– А вдруг они не золотые? – спросил любимый сын лейтенанта, которому очень хотелось, чтобы Паниковский возможно скорее развеял его сомнения.
– А какие же они, по-вашему? – иронически спросил нарушитель конвенции.
– Да, – сказал Балаганов, мигая рыжими ресницами, – теперь мне ясно.
Такая же ситуация и в физике с атомной моделью. В своих опытах по рассеянию альфа-частиц на тонкой золотой фольге Резерфорд убедительно доказал, что в центре атома расположено массивное положительно заряженное ядро. Только это. Про электроны вообще речи не было. Не известно о них ничего. Впоследствии Бор предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели электроны вращаются вокруг атомного ядра по неким орбиталям. Так и пошло-поехало. Физики стали заложниками этого предположения. Потом поняли, что электроны вращаться не могут. Стали искать какие-то объяснения. Но пришла квантовая механика и заявила, что о положении электронов в атоме вообще говорить неприлично. Нет у них определенного положения. Можно говорить только о вероятности обнаружения в неком месте. Квантовомеханические явления не имеют классических аналогов. Стало быть, и рассуждать об этом не имеет смысла.
Таким образом, отрицательно заряженные частицы в атомах отождествили с электронами. Со всеми вытекающими последствиями.
В дальнейшем пришли к мнению, что электроны в атомах представляют собой некие электронные облака. Так появились s-электроны, p-электроны и т.д. И тут возникает резонный вопрос – какое отношение эти объекты имеют к электронам – точечным элементарным частицам, описанным в начале публикации? На мой взгляд – никакого. Нет никаких фактических доказательств того, что в атомах находятся электроны.
Всё это позволяет мне предположить, что в атомах нет электронов. И быть не может. А что же тогда там есть?
Конечно, атомы, наряду с положительно заряженным ядром, содержат некие объекты, структуры, имеющие отрицательный заряд, определенную массу и энергию. Для того чтобы не прибегать к иностранным заимствованиям, я назову эти структуры – «скорлупоны». Что это за объекты, и какие они имеют свойства, я буду обсуждать в одной из ближайших публикаций.
Меня могут упрекнуть в том, что я придумываю новые сущности, нарушаю принцип бритвы Оккама.
Во-первых, этот упрек следует адресовать тем, кто без должного обоснования придумал бозоны Хиггса, темную материю и темную энергию.
Во-вторых, я не говорю, что эти новые сущности являются элементарными частицами. Это некие субатомные структуры.
В-третьих, введение нового термина, описывающего субатомные структуры, позволяет избавиться от предвзятого рассмотрения их свойств, обусловленного шлейфом ассоциаций с электронами.
Таким образом, утверждение о том, что в атомах нет электронов, является необходимым начальным условием для непредвзятого обсуждения структуры вещества, того как устроены атомы.