Физические законы микромира и макромира едины и взаимно дополняют друг друга.
При этом постоянная Планка имеет простую оценочную роль в разграничении областей применимости классической и квантовой физики: она в сравнении с величиной действия или момента импульса показывает, насколько применима к данной физической системе классическая механика. А именно, если S - действие системы, а М— её момент импульса, то при S/h >> 1 или М/ħ >> 1 поведение системы с хорошей точностью описывается классической механикой. А это показывает всего лишь уровень «ощутимости» взаимодействия частиц при отсутствии резонансных взаимодействий. В макромире мы имеем весь спектр взаимодействий: резонансных и не резонансных, но закон «квантования» действует и в наших средах.
6.1. Аналоги резонансных взаимодействий
Человечество в большинстве случаев старательно пытается избегать резонансные взаимодействия, вследствие отсутствия понятной математической базы и простых моделей применения, хотя в повседневной жизни мы постоянно их используем. Никто не задумывается над вопросом, с какой частотой нужно толкать качели для поддержания динамического резонанса системы. Но каждый знает, что делать это надо в такт с установившейся частотой, тогда сила толчка будет минимальной. Но можно толкать и реже, главное попасть в тот же такт при этом прилагать несколько большее усилие:
( см. формулу 1):
v= vм( 1/n² - 1/ m²), (18)
где vм - основная резонансная частота качелей.
Пример резонансных взаимодействий в макромире:
Эффект строевого марша
При прохождении строя солдат по мосту ногу надо «сбивать», в противном случае мост входит в резонанс и возможно обрушение. – Оцените массу моста и массу марширующих солдат!
Теперь попробуем рассмотреть формулу (8):
νnm= R(1/n² - 1/ m²), где R = m*e^4/8*ε²*h³.
на предмет применимости в макромире. Для механики, по принципу аналогий принято считать аналогом заряда электрона e– эффективное смещение по оси координат (например, ΔX), тогда диэлектрическая проницаемость среды ε – плотность среды взаимодействия q (воздух, вода, твердое тело), масса электрона m– масса объекта, постоянная Планка h (момент импульса) вероятно будет индивидуальной для взаимодействующих объектов и среды и производной от скорости распространения волн в этой среде, назовем ее Мм, тогда формула резонансных частот в макромире может выглядеть так:
v =m*ΔХ ^4/8*q²*Мм³( 1/n² - 1/ m²) (19)
Таким образом частота резонансного воздействия внешнего источника (строй солдат) совпадает с собственной резонансной частотой объекта (моста) или с ее гармониками. Весь спектр этих частот потенциально опасен для конструкции моста. Безусловно решающим фактором является и эффективная энергия, которая косвенно присутствует в виде смещения ΔХ и вероятно может быть найдена по формуле аналогичной известной формуле: Е = (N+ ½)ħ*w, только для нашего случая она будет выглядеть так:
Е = (N+ ½) Мм*w (20)
Пример нерезонансных взаимодействий в микромире:
Эффект Казимира — эффект, заключающийся во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Чаще всего речь идёт о двух параллельных незаряженных зеркальных поверхностях, размещённых на близком расстоянии, однако эффект Казимира существует и при более сложных геометриях. Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нём виртуальных частиц. Эффект был предсказан голландским физиком Хендриком Казимиром (Hendrik Casimir, 1909—2000) в 1948 году, а позднее подтверждён экспериментально.
Пример не резонансных взаимодействий в макромире:
Эффект, аналогичный эффекту Казимира, впервые наблюдался в XVIII веке французскими моряками. Когда два корабля, раскачивающихся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, но слабого ветра, оказывались на расстоянии меньше приблизительно 40 метров, в результате интерференции волн,в пространстве между кораблями прекращалось волнение. Спокойное море между кораблями создавало меньшее давление, чем волнующееся с внешних сторон. В результате возникала сила, стремящаяся столкнуть корабли. В качестве контрмеры, руководство по мореплаванию начала 1800-х годов рекомендовало кораблям посылать по шлюпке с 10—20 моряками, чтобы расталкивать корабли.
Все гармонические колебания являются линейными функциями и волновые процессы в природе происходят по одним и тем же законам, вне зависимости от физической сущности среды и размеров объектов взаимодействия. Безусловно для каждой группы имеются вполне рассчитываемые постоянные, учитывающие действующие на объекты силы и факторы (плотность, состояние среды, форма объектов и т.д.).
Пример резонансных воздействий в микромире:
Поляризация вакуума. Наблюдение Лэмбовского сдвига :
Происходит два основных эффекта:
1. испускание и поглощение связанным электроном виртуальных фотонов, что приводит к изменению эффективной массы электрона и возникновению у него аномального магнитного момента;
2. Рождение и аннигиляция в вакууме электронно-позитронных пар (т.н. поляризация вакуума), что искажает кулоновский потенциал ядра на расстояниях порядка комптоновской длины волны электрона
(~4´10↑-11см).
В современной науке эффект Лэмба - Резерфорда является краеугольным и на нём основано понятие поляризации вакуума. (БСЭ) Этот же эффект лег в основание первой современной субстанциональной модели физического вакуума, предложенной Полем Дираком (1).Основная идея этой модели заключалась в том, что вакуум рассматривался Дираком как беспредельный электронно-позитронный океан. - При прохождении жесткого рентгеновского, гамма излучения вблизи тяжелого ядра атома образуется (из ниоткуда ?!) электрон и позитрон.
С точки зрения предлагаемой теории - электромагнитный импульс большой амплитуды (нелинейное возмущение) в гравитационном пространстве ядра вызывает резкое сжатие гравитационных струн в локальной области пространства ядра, что приводит к образованию двух противоположных электромагнитных вихрей на «несущей частоте» адронов, образующих ядро, с энергиями равными ½ энергии импульса.
Пример резонансных воздействий в макромире:
В 1834 г. двадцатишестилетний шотландец Джон Скотт Рассел на протяжении двух миль мчался на лошади вдоль канала за оторвавшейся от резко остановившейся баржи волной, которая не меняла своей формы и размеров. Впервые результаты своих наблюдений он документально зафиксировал в 1845 г., где назвал указанную волну "уединенной", в дальнейшем эти образования стали называть солитонами (созвучно: электрон, протон, нейтрон и пр.) Не правда ли это что то очень знакомое - Эффект Лэмба – Резерфорда в макромире? Аналогично можно наблюдать образование воронок при швартовании или резком отплытии корабля от причала. Здесь вообще прямая аналогия с тяжелым ядром – причал, корабль – электромагнитная волна, воронки – те же солитоны – электроны и позитроны. В данном случае в наличии фактор нелинейности – асимметричность внешнего отклика (сопротивления, притяжения, отталкивания) среды на проходящую волну обеспечивает некоторую стабильность образовавшихся вихревых (нелинейных) структур, предотвращая их мгновенное взаимопогашение. Т. е. нелинейное воздействие на среду (или пространство с сильным статическим зарядом) с резким (прямоугольным) фронтом и резким спадом вызывает вынужденное резонирование (отклик) этого пространства в виде стабильных нелинейных образований – электрон, солитон. В тоже время при равномерном движении корабля в открытом море не происходит стабильных воронок, так как происходит их взаимное поглощение – за несколько метров за кораблем остается ровная поверхность. Аналогично: «Электромагнитные волны - распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля.»
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.
Все эти примеры доказывают действие единых законов физики в микро и макро мирах, но только если их рассматривать с позиций настоящей теории.
6.2. Квантование в Солнечной системе
Интересно применение Г.И. Шиповым математических волновых функций Шрёдингера для квантования в Солнечной системе (2) :
Новая квантовая теория позволяет нам расширить наши представления об области действия квантовых явлений. В настоящее время считается, что квантовая теория применима только к описанию явлений микромира. Для описания таких макроявлений, как движение планет вокруг Солнца все еще используется представление о планете, как о пробной, не имеющей своего собственного поля, частице. Однако более точное описание движения планет достигается тогда, когда учитывается собственное поле планеты.
Таблица результатов расчетов:
Простейшее квазиклассическое рассмотрение задачи движения планет вокруг Солнца с учетом их собственного поля приводит к формуле квантования средних расстояний от Солнца до планет (и астероидных поясов) по формуле:
r = r 0(n + 1/2), где n = 1, 2, 3 ...
Здесь r 0= 0,2851 а.е. = const – новая «планетарная константа». Напомним, что расстояние от Солнца до Земли равно 1 а.е. = 150000000 км. В таблице дано сравнение теоретических расчетов, полученных с помощью приведённой выше формулы, с результатами эксперимента.
Как видно из таблицы, вещество в Солнечной системе образует систему дискретных уровней, достаточно хорошо описываемых формулой, полученной из нового представления о природе волновой функции квантовой теории.(2)
6.3. Особенности нелинейных образований
Гармоничные колебания (линейные) не приводят к образованию вихревых (нелинейных) объектов без внешнего воздействия. Как известно на параметры уединенной волны (размеры, форма, время жизни) сильно влияют параметры не только возмущающего воздействия но и параметры самой среды (в примере с водной средой : глубина, площадь)
Отсутствие вторичных волн при распространении солитона свидетельствует о том, что энергия волны не рассеивается по пространству, а сосредоточена в ограниченном пространстве (локализована). Локализация энергии есть отличительное качество частицы.
Еще одной удивительной особенностью солитонов (отмеченной еще Расселом) является их способность сохранять свои скорость и форму при прохождении друг через друга. Единственным напоминанием о состоявшемся взаимодействии являются постоянные смещения наблюдаемых солитонов от положений, которые они занимали бы, если бы не встретились. Это в отсутствии резонансного взаимодействия.
Образовавшиеся в результате нелинейного воздействия на среду
«... уединенные волновые возмущения, локализованные в ограниченной области пространства, проявляют свойства дискретных объектов (частиц или квазичастиц); ... Они (солитоны - уединенные возмущения) обнаруживают поведение, роднящее их с материальными частицами: они локализованы в конечной области; перемещаются без деформации, перенося энергию и импульс, момент импульса; способны сохранять свою структуру при взаимодействиях (соударениях) с такими же объектами, могут образовывать связанные состояния, объединяться в коллективы (ансамбли) и т.д.»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ. Это в присутствии резонансного взаимодействия.
Логично предположить, что способность проходить друг через друга проявляют только солитоны имеющие разные частотные характеристики, взаимодействующие между собой – одинаковые резонансные частоты.
К солитонам в макромире в настоящее время относят не только одиночные волны в водной среде, но и торнадо, ударную звуковую волну, шаровую молнию, циклоны и прочие устойчивые вихревые образования, ограничений по размерам не существует в принципе ( см. Гигантский гексагон — атмосферное явление на Сатурне.).
Продолжение безусловно следует...
Литература:
1. Дирак П. Электроны и вакуум. - М.: Знание, 1957 г
2. Г.И.Шипов Теория физического вакуума в популярном изложении стр.6