Теория первозданного света.
Вступление.
В этой статье я хочу представить на Ваш суд свою теорию физики элементарных частиц. Статья представлена в популярном виде.
Основной предпосылкой для моей теории являются те проблемы, которые вытекают из современных теорий элементарных частиц. И потому прежде чем изложить саму теорию я представлю Вам эти самые проблемы.
Часть 1. Проблемы современной теории элементарных частиц.
Глава 1. О бозоне Хиггса.
Итак, бозон Хиггса - постулирован британским физиком Питером Хиггсом в его фундаментальных статьях, вышедших в 1964 году. После нескольких десятков лет поисков 4 июля 2012 года в результате исследований на Большом адронном коллайдере был обнаружен кандидат на его роль — новая частица с массой около 125—126 ГэВ/c². Его открытие завершает Стандартную модель. В рамках этой модели отвечает за инертную массу таких элементарных частиц, как бозоны. С помощью поля Хиггса объясняется наличие инертной массы частиц-переносчиков слабого взаимодействия (W- и Z-бозоны) и отсутствие массы у частицы-переносчика сильного (глюон) и электромагнитного взаимодействия (фотон)".
Стоп, а почему он обнаружен на Большом Адронном Коллайдере? Может потому что он такой маленький и неуловимый? Нет, наоборот - он огромный. К примеру масса нейтрона примерно 1ГэВ, а 125 ГэВ - это по массе примерно как атом цезия. Ведь чтобы обнаружить цезий Большой Адронный Коллайдер не потребовался.
Читаем дальше - время жизни 1,56*10^-22 (1.56*10 в -22 степени) с. Причём это ещё только лишь предсказанное значение, а экспериментально подтверждено лишь то, что время жизни больше чем 10^-24 с. А почему важна цифра 10^-24с скоро станет ясно. А уже это уже очень-очень мало. Так вот почему нужен Большой Адронный Коллайдер - в нормальных условиях эту частицу просто не найти, даже если существует она моментально распадается. Именно так - если бы она была, то нет проблем её обнаружить ибо она очень тяжёлая.
Ну ладно - к чему эти придирки. Главное же что удалось. Погодите - а что удалось? Нам утверждают - обнаружить, открыть! Нет - искусственно синтезировать! И не надо подменять понятия - это, простите, разные вещи. Уточню, что значит "ситезировать. "Синтезировать" - это значит создать путём слияния нескольких объектов в один новый. В данном случае эта частица-кандидат на звание "бозон Хиггса" синтезирована в результате столкновения пучков протонов путём слияния входящих в состав протонов высокоэнергетичных глюонов. Кстати это официальная точка зрения, на самом деле это не совсем так, но об этом я расскажу позже.
И если смотреть с такой точки зрения, то доказательств того, что эта частица-кандидат существует вне ускорителей, то есть в природе - их просто нет. Ведь даже теперь, зная точно его параметры, достаточно было бы просто воспроизвести лабораторно те процессы в которых он участвует - а это слабое взаимодействие и он должен быть легко обнаружен в следствии своей огромной массы.
И возникает вопрос - как эта частица может участвовать в каких-либо процессах, если она едва возникнув распадается, а для самого её возникновения нужны колоссальные энергии. Чтобы в этом разобраться давайте посмотрим в каких процессах он якобы участвует - и это слабое взаимодействие. А для наглядности возьмём бета-распад нейтрона, просто потому, что это очень распространённый процесс.
Итак, нейтрон превращается в протон, испуская электрон (называемый здесь бета-частицей) и электронное антинейтрино. Сам же нейтрон является не фундаментальной, а составной частицей, состоящей из u-кварка и двух d-кварков (udd). Так что на самом деле в бета-распаде участвует один из d-кварков, который превращается в u-кварк, чтобы сформировать протон (uud). Итак, на самом фундаментальном уровне слабое взаимодействие просто меняет аромат одного кварка, а именно d кварк излучает W бозон и превращается в u кварк, за которым немедленно следует распад самого W−.
А теперь давайте внимательнее посмотрим на W- и Z-бозоны. Это важно в свете того, что бозон Хиггса для того и нужен, чтобы объяснить их массу. W- и Z-бозо́ны — фундаментальные частицы, переносчики слабого взаимодействия. Их открытие (ЦЕРН, 1983) считается одним из главнейших успехов Стандартной модели физики элементарных частиц. Ну что же - попробуем узнать цену этому открытию. Сейчас наиболее интересен W-бозон. Как видно его масса больше 80 ГэВ.
Стоп! Масса нейтрона - 0,939565...ГэВ, а масса W-бозона больше 80ГэВ. Это что - мышь родила слона? Как нейтрон может излучать W-бозон если его масса в разы меньше? Где закон сохранения энергии? Разница по массе не просто большая - она ни в какие ворота не лезет. При чём я взял массу всего нейтрона, в то время как излучает W-бозон только один из трёх кварков, и соответственно разница в массе будет ещё в несколько сот раз больше. Зато сам W-бозон распадается на электрон и электронное антинейтрино - которые в свою очередь во много раз легче его, опять же не стыковка по массе только уже в другую сторону. То есть если из всего этого уравнения убрать W-бозон то всё сойдётся - масса нейтрона будет равна суммарной массе протона, электрона и электронного антинейтрино.
Тут энергия из ниоткуда не берётся и никуда не исчезает. Причём именно таким процесс мы и видим - просто распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино. А W-бозон тут не наблюдается, да и как видите в принципе быть его тут никак не может, поскольку это будет нарушать закон сохранения энергии, да и вообще элементарный здравый смысл.
Кстати - о времени жизни W-бозона: 3*10^-25 сек - это очень мало. Даже меньше чем у кандидата на бозон Хиггса - там напомню было 1,56*10^-22 сек. И эта разница принципиальна, но об этом чуть позже.
Но постойте - ведь столь вопиющее расхождение по массе должно как то объясняться? А оказывается W-бозон участвует в этом процессе... виртуально.
Ок. Виртуальная частица - объект, который характеризуется почти всеми квантовыми числами, присущими одной из реальных элементарных частиц, но для которого нарушена свойственная последней связь между энергией и импульсом частицы. Понятие о виртуальных частицах возникло в квантовой теории поля. Такие частицы, родившись, не могут «улететь на бесконечность», они обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться на реальные частицы. Известные в физике фундаментальные взаимодействия протекают в форме обмена виртуальными частицами. А вот это уже интересно – получается, что вообще вся современная теория о фундаментальных взаимодействиях (в том числе и квантовая теория поля) основана на сомнительном допущении об объективном существовании виртуальных частиц и процессов. И если виртуальных частиц объективно нет, то тогда вся современная теория и в частности Стандартная модель рушатся как карточный домик.
Являются ли виртуальные частицы и процессы реальными или представляют собой удобный метод математического описания реальности?
На этот вопрос есть два противоположных ответа.
Один из ответов на этот вопрос утверждает, что виртуальные частицы — это в большей степени математическое явление, чем физическая реальность. Понятие о виртуальных частицах возникло не на основе опытных фактов, а выведено из математического аппарата квантовой физики. Следовательно, это чисто умозрительное понятие для математических вычислений.
Виртуальные процессы происходят в промежутки времени порядка 10^−24 сек, а такие процессы в силу соотношения неопределённости для энергии и времени принципиально не могут наблюдаться. Таким образом, виртуальные частицы и процессы «ненаблюдаемы» и физической реальности не имеют.
Так вот теперь вернёмся к времени жизни W-бозона. 3*10^-25 сек - это не просто очень мало. Это на порядок меньше чем 10^-24 сек, то есть W-бозон вообще в принципе наблюдаться никак не может, равно как и Z-бозон. Выходит его просто очень-очень хотели обнаружить, и в итоге выдали желаемое за действительное. Помните же - его открытие один из главнейших успехов Стандартной модели.
А то, что касается частицы-кандидата на бозон Хиггса, то если помните экспериментально подтверждено лишь то, что она существует дольше, чем указанный порог времени в 10^-24 секунды. То есть её ещё как то можно обнаружить, благодаря тому, что она преодолевает этот порог, но не более того. А вот как могли при этом быть обнаружены W и Z непонятно. И этот порог времени обусловлен уже не просто техническими ограничениями (хотя они тоже есть), а уже теоретически.
Далее. Виртуальные частицы наделены свойствами, не имеющими физического смысла, такими как отрицательная и мнимая масса.
Виртуальные процессы совершаются с нарушением законов сохранения и потому не могут быть описаны классической физикой, так как всякий реальный процесс в классической физике происходит с соблюдением законов сохранения.
На этом моменте остановимся чуть подробнее. Первое: само понятие «виртуальные процессы совершаются…» не применимо – даже если бы виртуальные процессы действительно были, то мы бы не имели ни малейшего понятия как они совершаются, ибо изучить эти процессы невозможно. Отсюда следует, что виртуальным процессам свойства просто приписываются и как видно весьма фривольно – вплоть до нарушения ими законов сохранения. Второе: законы сохранения многократно проверенны и являются фундаментальными законами физики. Всякую теорию, если она вступает в конфликт с законами сохранения, следует рассматривать как неверную до тех пор, пока не будут представлены убедительные доказательства реальной возможности нарушения законов сохранения. И здесь не важно – классическая это физика или нет. Физические теории должны строится на доказательствах, а не на домыслах и предположениях. Здесь же очевидно, что теория Хиггса вступает в противоречие с законами сохранения и чтобы обойти это противоречие были придуманы виртуальные частицы и процессы, а так же им были приписаны свойства, нарушающие законы сохранения.
Все эти аргументы не только говорят о том, что виртуальные частицы чисто математическая абстракция, но и непосредственно опровергают возможность их объективного существования.
Но есть сторонники другой точки зрения, которые утверждают, что в понятии виртуальных частиц и виртуальных процессов имеется объективное содержание, отражающее явления природы. Что невозможность наблюдать виртуальные частицы в измерительных приборах не опровергает их объективного существования. Стоп! Так доказывать то должны Вы раз это утверждаете. И какие ещё нужны доказательства - всего того, что было перечислено выше вполне достаточно и тот факт, что наблюдать невозможно перекроет все аргументы сторонников виртуальных частиц.
Имеется ряд физических доказательств объективного существования виртуальных частиц. Но опровергаются они одним простым доводом - а реально наблюдались и экспериментально подтверждены описанные процессы? Нет - ведь наблюдаться они не могут по определению. Налицо явная попытка подогнать решение под ответ.
Я не забыл, что речь шла про бозон Хиггса. Вспомните определение данное в самом начале видео - с помощью поля Хиггса объясняется наличие инертной массы у W- и Z-бозонов. Однако сами W и Z-бозоны представляют из себя как и собственно бозон Хиггса искусственно синтезированные частицы на ускорителе больших энергий. В природе никогда не наблюдаются да и наблюдаться никак не могут, несмотря на свою огромную массу. И в процессах, которые им приписывают реально (физически) не участвуют и не могут. А их виртуальное участие в этих процессах есть ни что иное как попытка обойти противоречия с доказанными физическими законами.
Итак. Подведу итоги. Бозон Хиггса не обнаружен и не открыт, а лишь искусственно синтезирована частица-кандидат на эту роль. Для её синтеза требуются колоссальные энергии и соответственно получить её можно лишь на ускорителях высоких энергий. В следствии своей огромной массы, сопоставимой с радиоактивными атомами, она мгновенно распадается. Причём настолько быстро, что удаётся разве, что зафиксировать сам всплеск массы на детекторе частиц. Но при этом никаких параметров этой частицы измерить не возможно, даже определить точное время жизни частицы. И соответственно все параметры ей просто приписали и теперь выдают за бозон Хиггса. Если разбираться ещё глубже в направлении W и Z бозонов, наличие массы у которых и призван объяснить бозон Хиггса, то выясняется, что сам факт их обнаружения более чем сомнительный вследствие их крайне короткого времени жизни, которое меньше порога обнаружения. Так же по причине своей огромной массы эти частицы не могут участвовать в каких-либо реальных процессах. Но могут в виртуальных, однако существование виртуальных процессов как физического (а не чисто математического) явления как минимум спорно. Как увы понятно нет и быть не может никаких прямых доказательств существования виртуальных частиц и процессов. И хотя весьма сложно доказать обратное, т.е. отсутствие виртуальных частиц и процессов поскольку в их понятие изначально заложены принципы, нарушающие фундаментальные законы физики, но такие доказательства всё же есть. И часть этих доказательств была представлена. Но даже представленного достаточно, чтобы если и не опровергнуть сам механизм Хиггса с его бозоном, то признать что они по прежнему носят лишь гипотетический характер.
Глава 2. О кварковой модели.
Кварковая модель – теория согласно которой все сильно взаимодействующие частицы (мезоны, барионы, резонансные частицы) состоят из особых «субчастиц» с дробными электрическими зарядами — кварков трёх типов, а также соответствующих античастиц (антикварков).
И казалось, где тут можно придраться? То что протон, нейтрон и все-все-все состоят из чего-то более мелкого - вполне логично. То что эти частицы назвали кварками - да ради Бога, называйте как хотите. То, что у них есть электрический заряд? Стоп - да, то что им приписывается электрический заряд уже требует доказательств. То, что заряд есть у протона ещё не значит наличие его у кварков. По закону диалектики заряд может приобретаться частицей как качественно новое свойство при переходе количества в новое качество. Утверждение же о наличии у кварков невесть откуда взявшегося цветового заряда конкретно требует доказательств, по той простой причине, что сам цветовой заряд нуждается в доказывании, ибо до сих пор он нигде не наблюдался.
А что могло бы доказать всю эту кварковую теорию и какие реально имеются доказательства? Доказательства бывают двух видов - прямое и косвенное. И есть ещё "аргументы в пользу". Самый лучший способ - это прямое доказательство, в данном случае это экспериментально получить свободный кварк, выбив его из протона, и измерить его параметры. Но с этим неувязка - получить свободный кварк не получилось (хотя попытки были) и, если он всё-таки есть, то это очень странно. И сейчас объясню почему.
Для начала возьмём электрон. Электрон считается стабильным по теоретическим соображениям: электрон является наименее массивной частицей с ненулевым электрическим зарядом, поэтому его распад нарушил бы закон сохранения заряда. То есть более лёгкой заряженной частицы чем электрон просто нет - тут ему распадаться не на что, а уже распаду электрона на гамма-кванты и нейтрино препятствует наличие у него заряда, ибо у тех заряда просто нет. Тут на сцену выходит один из фундаментальных законов сохранения, который гласит, что сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется. А что же протон? А дело в том, что если протон состоит из заряженных кварков, то тут уже закон сохранения заряда его распаду не препятствует, ведь он просто распадётся кварки, которые и станут носителями этого заряда. То есть тут заряд никуда не исчезает - закон сохранения заряда не нарушается. Больше того - масса протона 938 (с копейками) МэВ, а масса составляющих его кварков около 9,4МэВ. То есть он в 100 раз тяжелее, чем якобы составляющие его кварки. И соответственно распад протона должен быть энергетически выгодным.
Согласитесь, что трудно расщепить частицу на составляющие её элементы, если сумма их масс больше чем собственно масса частицы. Но тут то наоборот и разница 100 кратная. А ведь все частицы, чья масса больше чем суммарная масса составляющих их частиц нестабильны и распадаются сами собой - к примеру все виды радиоактивного распада. И при этом чем больше эта разница - тем быстрее они распадаются (и частица-кандидат на бозон Хиггса тому пример). По хорошему тогда протон должен был бы просто моментально распадаться на кварки, выделяя при этом огромное количество энергии - порядка 928МэВ. Но нет - он ведёт себя как электрон, как будто его распаду препятствует имеющийся у него заряд. И ведь действительно - давайте предположим, что кварки всё-таки есть, но заряда у них нет. И тут всё вдруг сразу становится на свои места - тогда хоть что делай с протоном, но его распад будет запрещён законом сохранения заряда. Уточню, что я не настаиваю на том, что кварки электрически нейтральные - я просто рассуждаю и стараюсь быть объективным. Правда тогда кварковая теория в том виде в каком она есть сейчас вместе с квантовой хромо-динамикой оказывается неверна.
Хорошо. Но может есть хотя бы косвенные доказательства? И в качестве оных, нам предлагают следующее (я их пронумерую, чтобы в конце при подведении итогов было удобно на них ссылаться):
1) В 1960-х годах стало ясно, что все многочисленные адроны подчиняются более или менее простой классификации: сами собой объединяются в мультиплеты и супермультиплеты.
И что, где тут кварки? Где прямая логическая связь между якобы причиной и следствием? "Объединяются сами собой" - ой ли? Нет - как захотели так и объединили. И это точно никакое не доказательство, и если и аргумент, то непонятно в пользу чего.
2) Далее, при учёте спина оказалось, что каждой такой степени свободы можно приписать спин ½ и, кроме того, каждой паре кварков можно приписать орбитальный момент — словно они и есть частицы, которые могут вращаться друг относительно друга. Из этого предположения возникло стройное объяснение и всему разнообразию спинов адронов, а также их магнитных моментов.
Можно приписать? То есть можно приписать и другой спин и орбитальный момент. Из предположения возникло объяснение? То есть выводы делаются на основе предположений, а потом выдаются как доказательство? Слишком много допущений - так что не доказательство и даже не аргумент в пользу.
3) С открытием новых частиц выяснилось, что никаких модификаций теории не требуется: каждый новый адрон удачно вписывался в кварковую конструкцию без каких-либо её перестроек (если не считать добавления новых кварков - то есть всё-таки перестроек).
Это не более чем интерпретация на основе кварковой же модели, но никак не доказательство.
4) Как проверить, что заряд у кварков действительно дробный? Кварковая модель предсказывала, что при аннигиляции высокоэнергетических электрона и позитрона будут рождаться не сами адроны, а сначала пары кварк-антикварк, которые потом уже превращаются в адроны. Результат расчёта течения такого процесса напрямую зависел от того, каков заряд рождённых кварков. Эксперимент полностью подтвердил эти предсказания.
Как увы понятно утверждать, что в указанном эксперименте наблюдается пара кварк-антикварк нельзя по той простой причине что сами кварки не наблюдаются. Да и по факту там ничего не может наблюдается поскольку сам процесс аннигиляции протекает слишком быстро. При обычной аннигиляции электрон-позитронной пары просто образуется пара гамма-квантов. Но при высокоэнергетичной аннигиляции образуются уже адроны. А образование адронов тут объясняется образованием кварка и антикварка, которые каждый якобы подхватывает из вакуума ещё кварки и становятся адроном.
Но - это объяснение именно в рамках самой кварковой модели, где адроны состоят из кварков. Сам вакуум из которого можно всегда "бесплатно" взять нужный кварк - тоже чисто гипотетическое явление. То есть тут в качестве доказательства теории выступают постулаты самой теории. Ну а по факту в эксперименте кварки и антикварки не наблюдаются.
5) С наступлением эры ускорителей высокой энергии стало возможным изучать распределение импульса внутри, например, протона. Выяснилось, что импульс в протоне не распределён равномерно, а частями сосредоточен в отдельных степенях свободы. Эти степени свободы назвали партонами. Более того, оказалось, что партоны, в первом приближении, обладают спином ½ и теми же зарядами, что и кварки. С ростом энергии оказалось, что количество партонов растёт, но такой результат и ожидался в кварковой модели при сверхвысоких энергиях.
Партон он же и есть кварк, и как тут было отмечено с ростом энергии растёт количество кварков в протоне. При этом все кварки обладают массой и электрическим зарядом. Но вот с ростом энергии масса и электрический заряд протона не меняется!
6) С повышением энергии ускорителей стало возможным также попытаться выбить отдельный кварк из адрона в высокоэнергетическом столкновении. Кварковая теория давала чёткие предсказания, как должны были выглядеть результаты таких столкновений — в виде струй.
Что именно при этом представляют из себя эти струи доподлинно не известно. То есть опять же не более чем интерпретация на основе кварковой модели и не более того, то есть не доказательство.
7) При высокоэнергетических столкновениях адронов вероятность того, что адроны рассеются на некоторый угол без разрушения, уменьшается с ростом величины угла. Эксперименты подтвердили, что, например, для протона скорость получается точно такая, какая ожидается для объекта, состоящего из трёх кварков.
Тут ключевое слово - ожидается. То есть предполагается на основе неких расчётов. Да - это может говорит в пользу кварковой теории. Но возможны и другие расчёты, дающие такие же результаты по совсем иным причинам. Это аргумент в пользу, но никак не доказательство. Да и аргумент откровенно слабый.
8) При столкновениях протонов с высокими энергиями экспериментально наблюдается аннигиляция кварка одного протона с антикварком другого протона с образованием пары мюон-антимюон (процесс Дрелла — Яна).
Ничего себе так заявление! А ничего, что в протонах в принципе антикварков нет? И как вообще могло что-то наблюдаться учитывая размеры протонов? Напомню так же, что кварки в принципе на наблюдаются, в следствии чего вопрос - как могла наблюдаться пара кварк-антикварк?
Как видно все представленные пункты - это не доказательства, а не более чем интерпретации на основе кварковой же модели. Как понятно - возможны и другие интерпретации.
И есть ещё одно типа доказательство - якобы наблюдалась кварк-глюонная плазма. Ну как наблюдалась... - разогнали и столкнули друг с другом ядра ксенона и в результате они очень сильно нагрелись - до нескольких триллионов градусов. По факту наблюдались просто чрезвычайно сильно нагретые атомные ядра, а назвали их кварк-глюонной плазмой, то есть выдали желаемое за действительное. И наблюдали это состояние в течении десятков йоктосекунды - это 10^-24 секунды. Но дело в том, что, как уже было сказано выше, процессы в промежутки времени порядка 10^-24 секунды в силу соотношения неопределённости для энергии и времени принципиально не могут наблюдаться. То есть то, что получили даже пронаблюдать то не могли, не говоря уж изучить. Но все-равно отрапортовали о кварк-глюонной плазме.
Ладно. Но всё-таки какие-никакие, но аргументы в пользу кварковой теории всё-же есть. А какие есть доказательства, опровергающие кварковую теорию? О них разумеется молчат, но я то молчать не буду и представлю их. Итак - первое доказательство это уже озвученный факт того, что экспериментально получить свободный кварк не удалось. Согласитесь, что если бы теория звучала наоборот: что протон несоставная фундаментальная частица (я это не утверждаю, а просто привожу как пример), то тот факт, что он никакими воздействиями не расщепляется был бы прямым экспериментальным доказательством этого. Или если предположить, что кварки не имеют заряда - то хоть и косвенное, но тоже доказательство. А тот факт, что этому придумали объяснение – конфайнмент, говорит о том, что теорию просто подгоняют под эксперимент. Кстати сказать и сам конфайнмент абсолютно никак не доказан, однако при этом преподносится зачастую как само собой разумеющийся факт.
Второе доказательство - никогда и ни при каких обстоятельствах не наблюдаются частицы с дробным электрическим зарядом или зарядом больше чем 1 по модулю. Даже искусственно в ускорителях. Здесь уже никакой конфайнмент не поможет. Ведь скомпоновать кварки в частицу с дробным зарядом или больше 1 по модулю теоретически возможно. Пусть бы это был редкий случай, но ведь в ускорителе это возможно. Ну вот например гипотетическая частица с кварковой формулой uuu - получится заряд +2. Но её нет. Ну хорошо, может быть нельзя чтобы все кварки были одинаковые? Ок - тогда вот такой вариант: uud-. Получится заряд +1 2/3. И присутствие в формуле антикварка ничего не нарушает. И таких формул можно составить множество, особенно если включить сюда частицы, состоящие из 2, 4 и 5 кварков. Но нет - таких частиц не наблюдается. А ведь получи такие частицы и это было бы пусть косвенным, но доказательством. Но вот невозможность их получения является прямым доказательством того, что кварковая теория неверна.
Это повествование было бы не полным без t-кварка. Встречайте t-кварк — кварк с зарядом +(2/3)e, принадлежащий к третьему поколению. Открыт в 1994-1995 годах на коллайдере Теватрон. Имеет массу примерно 173 ГэВ, время жизни 5*10^-25.
Ну давайте по пунктам и по фактам. Факт первый: не открыт - а искусственно синтезирован, и не надо подменять понятия, это разные вещи. Масса 173 ГэВ, а время жизни 5*10^-25 сек: и вот почему пришлось искусственно синтезировать, и это второй факт - его просто не существует в природе и вне лабораторных условий у него просто нет шансов на появление. И если даже удалось зафиксировать на ускорителе всплеск массы, то измерить его свойства за 5*10^-25 с, что если помните в принципе ниже порога обнаружения, уж точно было не возможно. И это третий факт - свойства ему просто приписали, причём какие захотели. И из этого вытекает четвёртый факт - нет никаких объективных данных считать эту частицу именно кварком (поскольку реально её свойства не известны это может быть что угодно), её просто так назвали, выдав желаемое за действительное. Но при этом заявляется, что открытие t-кварка окончательно подтвердило реальность кварков.
Окончательно подтвердило говорят? А я попробую окончательно опровергнуть. Его массу и время я рассмотрел, что осталось? Заряд +2/3... То есть у него есть заряд и он моментально распадается. А ещё ввиду короткого времени жизни он не успевает после возникновения адронизоваться (стать частью адрона) и ведёт себя как «голый» кварк. А на что он распадается? Нас уверяют, что на W бозон и b-кварк. Но получается, что после распада t-кварка должен получится другой свободный кварк (не принципиально даже какой именно)! Но ведь он не может наблюдаться в свободном виде! А тут на тебе - пожалуйста. А почему тогда он всё-таки не наблюдается? Ну пусть предположим, что наблюдениям мешает W-бозон который распадается на пару каких-то кварков - даже не важно каких. Что кстати совершенно не обязательно, то есть всё-таки должен был бы наблюдаться свободный кварк. На самом деле всё-равно какие бы распады и превращения не происходили, в результате этих превращений по закону сохранения заряда в итоге должна получится частица с дробным зарядом +2/3 или две частицы: одна с зарядом +1 и другая с дробным зарядом -1/3!
Причём абсолютно стабильные - не просто где-то там типа были какие-то струи! Но и этого не наблюдается! И это при том, что t-кварк впервые был получен в далёком 1994 году. Уж с тех пор то должны были получить если не свободный и полностью стабильный кварк, то хотя бы частицу с дробным электрическим зарядом раз что-то из этого неизбежно получается в результате распада t-кварка. Но нет - ничего этого не получено до сих пор!
Подведу итоги. Кварковая теория, которая нам преподносится как нечто само собой разумеющееся, на самом деле не может похвастаться наличием не только прямых доказательств, но даже косвенных. В качестве доказательств приводятся интерпретации на основе самой кварковой модели. При этом есть прямые экспериментальные доказательства, что кварковая теория в современном её виде не верна - то что в принципе не существуют кварки в свободном виде и не существуют частицы с дробным электрическим зарядом. Но это настойчиво игнорируется и где надо придумываются костыли (такие как конфайнмент).
Глава 3. О Стандартной модели.
Как уже было сказано бозон Хиггса завершает Стандартную модель. Так что это за теория такая? Станда́ртная моде́ль (СМ) — теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. То есть она рассматривает 3 из 4 фундаментальных взаимодействий, не касаясь гравитации. При этом в Стандартной модели постулируется, что для каждого взаимодействия необходима своя частица-переносчик взаимодействия: для электромагнитного это фотон, для сильного это глюон и для слабого это W и Z бозоны.
Хочу обратить Ваше особое внимание на то, что рассмотренные мной в предыдущих сериях W и Z-бозоны, бозон Хиггса и кварки являются необходимыми элементами Стандартной модели. И как видно все эти теории взаимосвязаны.
По сути Стандартная модель это что-то вроде таблицы Менделеева, только для элементарных частиц, где частицы группируются по типам. В частности уже перечисленные выше бозоны. А для каждого фундаментального взаимодействия предусмотрен свой бозон. При этом эти бозоны - частицы достаточно специфичные, не такие как остальные частицы, со своими, никому более не присущими особенностями. Те же фотоны, глюоны и предположительно гравитоны вообще массы не имеют. Но вот для бозонов слабого взаимодействия отсутствие массы было не приемлемо. Дело в том, что бозон слабого взаимодействия по закону сохранения заряда должен был быть носителем электрического заряда, а безмассовая частица не может иметь электрический заряд. Значит бозоны слабого взаимодействия должны иметь массу.
То есть для частицы-переносчика какого-либо фундаментального взаимодействия (то есть для бозона) отсутствие массы нормально и даже необходимо. Но не в случае со слабым взаимодействием. И тут было два основных варианта:
Первый и наиболее очевидный - это изменить Стандартную модель, признать таки, что слабое взаимодействие фундаментальным не является, а является некоей комбинацией из сильного и электромагнитного взаимодействия, и что носителями этого взаимодействия являются не бозоны, а какие-то массивные частицы. И кстати на эту роль прекрасно подходит электрон и его античастица позитрон, по той простой причине, что электрон стабилен и это наименее массивная заряженная частица. Даже придумывать ничего не надо, но видимо именно в этом и проблема.
Второй вариант заключался в том, чтобы придумать объяснение наличию массы у бозонов слабого взаимодействия. И вот тут на сцену выходит механизм Хиггса с его бозоном.
Механи́зм Хи́ггса — это теория, которая описывает, как частицы-переносчики слабого взаимодействия (W- и Z-бозоны) приобретают массу. Например, он делает Z-бозон отличным от фотона. Этот механизм может быть рассмотрен как элементарный случай тахионной конденсации, где роль тахиона играет скалярное поле, названное полем Хиггса. Массивный квант этого поля был назван бозоном Хиггса. Вот сейчас и разберёмся, что такое тахион, где искать тахионный конденсат, и с чем едят поле Хиггса.
Тахио́н — гипотетическая частица с массой, равной комплексному числу (квадратный корень из -1) , движущаяся со скоростью, превышающей скорость света. Вследствие чего взаимодействовать напрямую с материальным миром не может и соответственно не может быть обнаружен. То есть в принципе не доказуем, что весьма удобно ибо развязывает руки тем кто его придумал - раз нельзя доказать, то значит можно постулировать. А если кто не согласен - вот те уже и пусть доказывают, что его не существует.
Далее - "роль тахиона играет скалярное поле, названное полем Хиггса". Обратите внимание - тут уже нет оговорки, что поле гипотетическое. Нам на абсолютно серьёзных щах заявляют, что это поле есть. А то, что его никто и никогда не видел, не регистрировал, не измерял и т.д. - об этом уже не говорится. Кстати так же обратите внимание на вот эту вставку: "Кварки одного поколения были бы неразличимы, если бы не поле Хиггса". И тогда, если вы всё ещё сомневаетесь в реальности поля Хиггса, то кварки одного поколения без него были бы не различимы, а раз они различимы - значит поле Хиггса реальность. Или наоборот: Вы сомневаетесь в кварковой теории, но есть же бозон Хиггса, а значит есть поле Хиггса и тогда верна и кварковая теория. И только те кто сомневается и готов самостоятельно скрупулезно копаться во всех тонкостях как кварковой теории, так и в механизме Хиггса, а заодно и во всей Стандартной модели - только те и смогут увидеть масштаб подлога.
Далее - поле Хиггса в свою очередь создаёт некий конденсат, который как увы понятно тоже невозможно ни наблюдать, ни доказать. То есть тахион, поле Хиггса и тахионный конденсат - три мифических придуманных явления, существующих в некоей своей параллельной реальности, из которых и состоит механизм Хиггса. Так как же его хоть как-нибудь доказать? Нужно что-то реальное, физическое - из НАШЕГО мира. И тут на сцену выходит бозон Хиггса. И нам преподносят, что его открытие доказало механизм Хиггса и заодно и всю Стандартную модель. А теперь давайте на минутку согласимся, что была получена в ЦЕРНе частица с массой 125ГэВ и всеми теми цифрами, которые ей приписывают. Но обойдёмся без фривольных трактовок - типа это вот прям таки обязательно бозон Хиггса и ничто иное. А теперь внимание вопрос - как наличие такой частицы доказывает всю вот эту ахинею? А никак! Не доказывает это ни реальность тахионов, ни реальность скалярного поля, выполняющего роль тахиона, ни реальность конденсата. То есть смотрите - если бы сам механизм Хиггса был уже доказан и просто не хватало кирпичика в виде его бозона, тогда да - можно было бы утверждать, что найденная частица это и есть бозон Хиггса. Но на самом то деле это вообще не так!
А почему тогда эту частицу признают за бозон Хиггса? А потому, что если исходить из того, что теория Хиггса верна - то эту частицу можно интерпретировать как бозон Хиггса. А раз эту частицу можно интерпретировать как бозон Хиггса, значит теория Хиггса верна. То есть это не объективное обнаружение бозона Хиггса, а аргумент для тех кто уже верит в механизм Хиггса. А для тех кто уже верит за доказательство сойдёт всё что угодно. Правда это уже не наука, а какая-то религия. Пример ещё одного такого же доказательства обнаружения, построенного на предположении, что сама теория верна я приведу в одной из следующих статей. То есть это не единственный такой случай когда доказательство строится на вере.
Не простая ситуация. Речь ведь идёт о трёх взаимосвязанных фундаментальных и главенствующих на сегодня теориях в физике элементарных частиц. Пусть у них слабая доказательная база - ну кто я такой, что бы об этом заявлять. Но может есть ещё опровержения? Краеугольным камнем этих трёх теорий (Стандартная модель, механизм Хиггса и кварковая теория) является предположение о реальности виртуальных процессов и частиц. Я понимаю, что "реальность виртуальных частиц" само по себе звучит абсурдно, но такова уж современная физическая теория.
Дело в том, что даже после всех допущений, оказалось что W и Z бозоны не могут участвовать в слабом взаимодействии (при чем ни в какой роли и ни в каком виде) по той простой причине, что их участие нарушало Закон сохранения полной энергии. Я говорю здесь о Законе сохранения энергии по причине эквивалентности энергии и массы, что давно и хорошо известно. И не просто нарушало - масса W-бозона почти в 100 больше массы нейтрона, который якобы излучает W-бозон при своём распаде. А масса Z-бозона примерно в 180 000 раз больше массы электрона, который также якобы его излучает. И тут тоже было два основных варианта: первый - признать таки, что ошибались; и второй - попробовать как-то обойти или обмануть Закон сохранения энергии. И для этого виртуальные частицы, которые до сих пор существовали лишь как математическая абстракция, перевели в разряд физического явления.
В первой части этой статьи я уже достаточно подробно касался виртуальных частиц, но так как ставки очень высоки (опровержение сразу нескольких главенствующих теорий), то надо бы представить ещё более весомые доказательства. И совершенно неожиданно поможет нам в этом ... излучение Хокинга.
Излуче́ние Хо́кинга — гипотетический процесс излучения чёрной дырой разнообразных элементарных частиц; назван в честь Стивена Хокинга. Стоп - так это же гипотетический процесс, то есть недоказанный - как на него можно ссылаться? И верно, на сегодня есть достаточно много исследователей, которые оспаривают его реальность. Но нас не интересует само излучение, а интересует механизм который мог бы привести к нему. И в основе этого механизма лежат виртуальные частицы.
Рассмотрим этот механизм. В контексте этого механизма масса и энергия это одно и тоже. На самой границе чёрной дыры вдоль горизонта событий вследствие неких квантовых эффектов из вакуума должны рождаться виртуальные пары частица-античастица. Как видно здесь они представлены не просто как математическая абстракция, а как вполне реальный процесс. Далее нам предлагают такую версию реальности: "При этом возможно, что одна из частиц (неважно какая) падает внутрь чёрной дыры, а другая улетает и доступна для наблюдения. Из закона сохранения энергии следует, что такая «упавшая» за горизонт событий частица из рождённой виртуальной пары должна обладать отрицательной энергией, так как «улетевшая» частица, доступная для удалённого наблюдателя, обладает положительной энергией".
Стоп - а почему это упавшая за горизонт событий частица будет с отрицательной энергией (читай массой)? А потому что "улетевшая" должна обладать положительной массой. А почему "улетевшая" должна обладать положительной массой? А потому что она должна быть доступна для наблюдателя. А почему улетевшая частица должна быть доступна для наблюдателя?? А потому, что у неё положительная масса! Круг замкнулся... Такая логика могла бы быть применима, если бы это излучение реально наблюдалось и надо было как то его объяснить, хотя и тогда в такой логике были бы явные изъяны.
Но оно не наблюдается, так что мы отбросим необоснованное предположение, что "улетевшая" частица будет иметь положительную энергию (массу) и сами посчитаем какая частица будет улетать.
Итак, у границы горизонта событий виртуальная пара частица-античастица. При этом рождается она буквально из ничего (из вакуума) и соответственно сумма параметров этих виртуальных частиц будет везде равна нулю. Тогда если у одной частицы есть масса, то у другой эта масса будет иметь отрицательное значение. Собственно так оно и формулируется в гипотезе об излучении Хокинга - тут я ничего от себя не придумываю. Но какая из них упадёт, а какая улетит? Эта парочка хоть и виртуальная, но законам физики все равно подчиняется, а значит гравитация действует и на них тоже и рассчитывается вот по этой формуле.
Из этого выходит, что сила тяготения будет притягивать частицу с положительной массой.
А для частицы с отрицательной массой эта сила примет отрицательное значение и соответственно будет её ... отталкивать.
А это значит, что частица с положительной массой будет падать в чёрную дыру, а с отрицательной будет от неё улетать.
Кстати - тоже самое произойдёт и в том случае, если пара рождается уже за горизонтом событий (внутри чёрной дыры) - в этом случае черная дыра просто выкинет из себя частицу с отрицательной массой, по той простой причине, что между ними возникнет не сила притяжения, а сила отталкивания аналогично закону Кулона. Но что произойдёт дальше? Если помните то из самого определения виртуальной частицы: "Такие частицы, родившись, не могут «улететь на бесконечность», они обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться на реальные частицы".
Частица с положительной массой падает в чёрную дыру, увеличивая её массу и вот теперь это уже не виртуальная частица. А значит, что и квантово-запутанная с ней виртуальная частица с отрицательной массой теперь тоже должна стать реальной. Но вот поглотить её некому (так то ей было предопределено аннигилировать со своей сестрой-близнецом, но теперь то не судьба) и распадаться ей тоже не на что (масса то у неё отрицательная). А значит ей ничего не остаётся как воплотиться в реальность. В результате такого процесса чёрная дыра должна просто безудержно расти по массе, даже в тех случаях когда она не поглощает материю из внешнего мира и при этом от неё будет исходить сплошной поток вполне реальных частиц с отрицательной массой, что как понимаете полный абсурд. И этот абсурд напрямую вытекает как раз из предположения о реальности виртуальных частиц.
Если кто не знает - это было доказательство от противного (я предпочитаю называть "от обратного"): 1) я предположил реальность виртуальных частиц; 2) используя механизм, представленный в обосновании излучения Хокинга, сделал из этого предположения выводы; 3) а полученные выводы противоречат известным данным и даже приводят к абсурду. Остался четвёртый шаг - признать, что предположение о реальности виртуальных частиц неверно. Что и требовалось доказать.
А теперь мы можем смело извлечь этот краеугольный камень из казавшихся такими стройными зданий Стандартной модели, механизма Хиггса и кварковой теории и посмотреть что получится:
1) нейтрон не может испускать W-бозон по причине нарушения Закона сохранения энергии;
2) электрон не может испускать Z-бозон по той же причине;
3) из этого выходит, что слабое взаимодействие осуществляется не при помощи W и Z бозонов;
4) получается что вся современная теория слабого взаимодействия неверна, ибо в её основе лежат W и Z-бозоны;
5) а значит, что механизм Хиггса с его бозоном, объясняющим массу у W и Z-бозонов просто выдумка;
6) адронизация одиночных кварков, посредством связи их с виртуальными кварками из вакуума, невозможна;
7) версия о наличии моря виртуальных кварков внутри адронов - это ни на чём не основанная выдумка;
8) механизм осуществления фундаментальных взаимодействий посредством обмена виртуальными бозонами - ошибочен;
9) поскольку всё перечисленное выше лежит в основе Стандартной модели - то эта теория в современном виде не верна.
Пора подвести итоги. В основе механизма Хиггса лежат гипотетические Тахион, тахионный конденсат и поле Хиггса. Реальность их существования ничем не доказана и врядли в принципе может быть доказана. Сама теория похожа скорее на научную фантастику, поскольку ровным счётом ничто её не доказывает. Оснований считать, что частица, синтезированная в БАК, является именно бозоном Хиггса, нет никаких. Единственное что о ней достоверно известно это её масса, но вот массу бозона Хиггса теория абсолютно никак не предсказывает (!!!). А другие параметры этой частицы достоверно не известны. Хотя точно известно, что как раз расчетное время существования бозона Хиггса сильно отличается от реального времени жизни синтезированной частицы.
Но теперь возникают вопросы:
1) как элементарные частицы приобретают массу, если нет механизма Хиггса?
2) как осуществляется слабое взаимодействие?
3) из чего состоят протон, нейтрон и прочие адроны если не из кварков?
Глава 4. Предпосылки.
Бозон Хиггса часто называют частицей Бога, поскольку именно ему приписывают способность наделять массой элементарные частицы. В этой части я предлагаю разобраться какая именно частица может по праву называться частицей Бога, то есть действительно создаёт массу.
Для начала проведём небольшое исследование. Попробуем отследить распады элементарных частиц. Я не буду морочить Вам голову рассматривая всё изобилие элементарных частиц. Тем более, что это и не нужно и сделает повествование запутанным и нудным. Большинство элементарных частиц нестабильны и распадаются в течение короткого времени, а принцип распада прост: частица распадается на одну или несколько других, но более лёгких частиц.
Причём суммарная масса получившихся частиц будет меньше массы исходной частицы, а эта разница по массе становится гамма-излучением. И этот принцип справедлив для абсолютно любой нестабильной элементарной частицы. Причём наиболее долгоживущей нестабильной элементарной частицей является нейтрон - время жизни которого около 880с.
Распад нейтрона.
Распад нейтрона подчиняется всё тому же принципу: получается протон, электрон, электронное антинейтрино и гамма-излучение. А вот все эти частицы уже стабильные. Нейтрино и антинейтрино пока отставим в сторонку и подробно рассмотрим протон и электрон.
Электрон - фундаментальная стабильная частица с зарядом -1е. Протон считается составной частицей, но не смотря на это разбить его на составные части как-то до сих пор не получается. Равно как и электрон. Но я всё-же попробую.
Знакомьтесь - позитрон! Позитро́н — античастица электрона. Относится к антивеществу, имеет электрический заряд +1 и массу, равную массе электрона. При аннигиляции позитрона с электроном их масса превращается в энергию в форме двух гамма-квантов. Мне нравится когда физики говорят про превращения. Они наверно все от Гарри Поттера фанатеют. А я предлагаю немного другую формулировку: при взаимодействии электрона и позитрона они распадаются на гамма-кванты. То есть я рассматриваю их взаимодействие не как взаимоуничтожение (то, что как раз и подразумевается под аннигиляцией), а как распад, который до сих пор был не возможен из-за наличия у них электрического заряда.
Электрон-позитронный распад.
А что с протоном? Тут немного сложнее. Взаимодействуя с антипротоном они распадаются на пионы. Которые в свою очередь крайне нестабильные частицы и конечным продуктом их распада является всё тоже гамма-излучение. И как видите пока ничего нового - всё это давно и хорошо известно. Я единственное изменил формулировку, взглянул на процесс под другим углом: не аннигиляция, а взаимодействие; не превращение, а распад.
Как видно более тяжёлые частицы распадаются на более лёгкие, а разница по массе уносится гамма-квантами. И процесс этот идёт до тех пор, пока мы не получим протон и электрон, чья стабильность обусловлена наличием у них электрического заряда. А сами они, взаимодействуя со своими античастицами, тоже распадаются на гамма-кванты. И если так - то получается, что вся материя может быть расщеплена на гамма-кванты. А гамма-кванты это у нас что? Правильно - фотон!
Знакомьтесь, прошу любить и жаловать - фотон! Фото́н — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Это безмассовая частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. В физике фотоны обозначаются буквой γ.
А теперь давайте попробуем проделать обратный процесс - получить все виды частиц из фотонов. Для процесса, обратного аннигиляции (рождения фотоном электрон-позитронной пары), необходимо наличие внешнего электромагнитного поля или второго фотона. Для осуществления такой реакции энергия фотона должна быть не меньше суммы масс покоя электрона и позитрона (2mc2 = 1,02 Мэв). Если энергия фотона очень велика, то он может породить любую пару частица-античастица.
А теперь давайте подробно рассмотрим как на ускорителях "открывают" новые частицы.
Для начала нам потребуется протон, причём не один, а целый пучок. Точнее два пучка. Почему протоны? По ряду причин: 1) во-первых он стабильный, чем может похвастаться не всякая частица; 2) во-вторых протоны легко получить, достаточно просто ионизировать атомы водорода; 3) в третьих им легко управлять поскольку у него есть электрический заряд (может кто удивится, но управлять нейтронами мы никак не можем).
Итак - берём два пучка протонов, помещаем их в электромагнитное поле ускорителей и разгоняем их этим самым электромагнитным полем. А переносчиком электромагнитного поля у нас является кто? Правильно - фотон! И нам сейчас не принципиально: то ли протон его поглощает, то ли фотоны создают некое облако вокруг протона - сейчас не важно. Важно то, что протон приобретает энергию вместе с фотоном.
Итак - протоны разгоняются в электромагнитном поле, то есть теперь у них есть кинетическая энергия (E=mv^2/2). Пучки протонов разогнаны и теперь их сталкиваем. Как понятно - по протону чем не бей ему всё равно, сменит курс и полетит дальше. Но вот та энергия, которой протоны обладали до столкновения теперь должна куда-то деваться. И вот теперь эта энергия в виде фотонов, оказавшись в большом количестве в малой области пространства (то есть удалось получить большую плотность или концентрацию фотонов), создаёт массивные частицы.
И этот факт давно и хорошо известен. А формула этого процесса знакома даже тем, кто далёк от физики: E=mc^2! Перепишем эту формулу чуть по другому: m=E/c^2. Масса равна энергии делённой на квадрат скорости света (фотона)! Кстати именно так и измеряется масса всех элементарных частиц: то есть масса к примеру нейтрона около 940МэВ, а полностью это выглядит так "масса нейтрона равна 940МэВ (мера энергии) делить на c^2. Просто раз c^2 это постоянная величина, то её просто подразумевают и лишний раз не произносят. Именно так - фотон напрямую участвует в самой формуле материи! Хочу заметить, что любая формула это не просто способ подсчитать цифры. Формула - есть математическое отражение сути физического процесса. Причем в формуле материи присутствует только свойства фотона, поскольку E=hv, где h - это Постоя́нная Пла́нка (квант действия) — основная константа квантовой теории, а на самом деле просто коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения (то есть опять же фотона) с его частотой. И соответственно v (ню) - частота фотона.
Итак, что получилось - все частицы распадаются на фотоны и все частицы можно синтезировать из фотонов. И что интересно - в этом нет ничего нового (ну кроме разве что новой формулировки). И из этого я делаю вывод, который собственно сам и напрашивается: абсолютно все массивные частицы состоят из фотонов. Разумеется это не касается безмассовых частиц, то есть глюона и гравитона. А раз так - то может не фотон, а кто-то из них?
Возможно. Чтобы в этом разобраться я предлагаю взглянуть на вопрос с другой точки зрения. Посмотрим с точки зрения взаимодействий. В Стандартной модели постулировано, что для каждого фундаментального взаимодействия нужна своя уникальная частица переносчик: фотон для электромагнитного, глюон для сильного и гравитон для гравитационного.
А для слабого сразу две частицы: W и Z-бозоны, правда в отличии от остальных они имеют массу и довольно большую. То есть у нас три кандидата: безмассовые фотон, глюон и гравитон. А так же будем пока иметь ввиду и бозоны слабого взаимодействия - всё же таки тоже фундаментальное взаимодействие.
Наиболее изученным из все перечисленных частиц является фотон. Хотя мы и видим, что он прекрасно может создавать материю. Однако он ведь просто квант электромагнитного поля - вроде бы не самый лучший кандидат на роль частицы Бога.
А что же глюон - уж он то выглядит гораздо лучшим кандидатом на роль частицы Бога, поскольку именно он отвечает за сильное взаимодействие. Глюон во многом схож с фотоном: он так же как и фотон не имеет массы, в следствии чего так же всегда движется со скоростью света. Собственно от фотона его отличает наличие цветового заряда. Глюон обнаружен в 1979 году. Ну как обнаружен...
Как выяснилось в 1978 г. на летних конференциях детектор PLUTO на электрон-позитронном коллайдере DORIS (DESY) получил первое свидетельство того, что адронные распады очень узкого резонанса Υ(9.46) можно геометрически интерпретировать как трёхструйное событие, создаваемое тремя глюонами. Позже опубликованные анализы того же эксперимента подтвердили эту интерпретацию, а также спин = 1 глюона.
Летом 1979 г., при более высоких энергиях на электрон-позитронном коллайдере PETRA (DESY) снова наблюдались трёхструйные события, теперь интерпретируемые как тормозное излучение глюона.
Стоп, ещё раз - адронный распад можно геометрически интерпретировать как трёхструйное событие, создаваемое тремя глюонами. То есть наблюдался некий распад - точнее результат такого распада (потому что сам распад наблюдать невозможно в следствии того, что он протекает слишком быстро) в виде гамма-излучения. Которое сочли результатом адронного распада. Который можно геометрически (правда при чём тут геометрия?) интерпретировать как результат трёхструйного события, которое предположительно создаётся тремя глюонами. И на основании этого нам заявляют, что глюон обнаружен?!
Причём всё это основано на предположении, что кварки и глюоны (цветные) проявляют себя, распадаясь на большее количество кварков и глюонов, которые, в свою очередь, предположительно адронизуются в нормальные (бесцветные) частицы, которые предположительно собраны в струях! А это предположение в свою очередь основывается на том, что кварковая гипотеза как таковая верна. То есть это не объективный факт обнаружения, который можно было бы предъявить в том числе и противникам кварковой модели. А лишь аргумент для адептов кварковой модели, которым в качестве факта обнаружения подсовывают интерпретации на основе предположений.
Но я надеюсь я не зря распинался во второй главе статьи - там если помните я привел весомые на мой взгляд аргументы против кварковой гипотезы. Так что если взять и отбросить фантазии и вольные интерпретации то становится очевидным, что объективно глюон не обнаружен.
Ну хорошо - не обнаружен, но ведь это ещё не значит что его нет. Согласен - не значит. Но если кварковая теория не верна, то и предположение о наличии цветового заряда у кварков и глюона тоже оказывается безосновательным. Дело в том, что сам цветовой заряд нигде и никогда не наблюдался, его носителями являются только мифические кварки и глюон, существование которого само по себе ещё требует доказательств. А что будет если не приписывать глюону мифический цветовой заряд? А тогда оказывается, что глюон и фотон это одно и тоже!
А что же гравитон? Может тогда он - ведь он тоже гораздо лучше подходит на роль частицы, отвечающей за появление массы, ведь он отвечает за гравитацию, которая неразрывно связана с массой. Но гравитон не обнаружен - на этот раз вообще никак. То есть это гипотетическая частица с гипотетическими параметрами. Как и фотон он не имеет массу и движется всегда со скоростью света. А отличает его от фотона его спин равный 2. Разумеется сам спин ему определён математически. Но тут возникает проблема. Дело в том, что при математическом описании полей, описывающих элементарные частицы с целым спином, положительно определённую плотность энергии можно ввести только для частиц со спином 0 и 1, а гравитон имеет спин 2. То есть если у гравитона спин 2, то плотность энергии примет невозможное значение. Но спин равный 2 гравитону просто приписали, а может можно ему приписать спин равный 1? Оказывается можно - гипотетической античастицей гипотетическому гравитону является антигравитон у которого спин 1! Но тогда антигравитон в принципе от фотона не отличается, а раз так то либо гравитон и фотон это античастицы друг другу, либо гравитон и фотон это одна и та же частица. А раз фотон является античастицей самому себе, то остаётся только второй вариант, то есть гравитон и фотон это одно и тоже!
И действительно довольно трудно обнаружить частицу когда она уже давно обнаружена и постоянно мелькает у всех на виду! А почему же тогда в принципе решили, что должны быть гравитон и глюон? А потому, что для Стандартной модели (как я сказал выше) постулировано, что для каждого фундаментального взаимодействия нужна своя уникальная частица переносчик. Но если от этого постулата отойти, то вдруг оказывается, что давно обнаруженный фотон прекрасно подходит и роль частицы-переносчика гравитационного взаимодействия. И даже на роль такой частицы для сильного взаимодействия если отбросить фантазии о цветовом заряде.
А что же бозоны слабого взаимодействия. Об открытии W и Z-бозонов и виртуальных частицах я подробно рассказывал в первой главе. Здесь лишь напомню, что частица-кандидат на Z-бозон существует в течении 3*10^-25 с, а порогом обнаружения частиц является время большее чем 10^-24 с - то есть даже сам факт, что на ускорителе была получена эта частица сомнителен. Участвовать в слабом взаимодействии в своём физическом воплощении он не может в следствии своей чудовищной массы (примерно 91 ГэВ). А его виртуальное участие основывается на недоказуемом факте реальности виртуальных процессов и частиц, которой я не поленился и опроверг в третьей главе. И если не принимать на веру механизм Хиггса и реальность виртуальных частиц и процессов, то без этого механизма Z-бозон и фотон не различимы! А так как Z-бозон участвует в слабом взаимодействии лишь в форме виртуальной частицы, то с его задачами прекрасно справится опять же вполне реальный фотон!
Я не буду сейчас подробно рассматривать W-бозон, потому что это запутает повествование. Скажу лишь то, что уже я говорил в фильме "Магия стандартной модели" - далеко не факт, что слабое взаимодействие в той части где роль его переносчика приписывают W-бозону является фундаментальным. И с ролью, приписываемой виртуальному W-бозону, прекрасно справится вполне реальный электрон.
Но тогда получается, что фотон является переносчиком всех фундаментальных взаимодействий! А может нет никаких четырёх фундаментальных взаимодействий? Получается, что есть только одно Единое фундаментальное взаимодействие, переносчиком которого является фотон. А электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое взаимодействия лишь специфические проявления этого Единого фундаментального взаимодействия!
Итак. В первой части я показал, что три главенствующие на сегодня теории в физике элементарных частиц, а именно Стандартная модель, механизм Хиггса и кварковая гипотеза, не имеют внятных доказательств и в конечном итоге не состоятельны. А в этом материале я представил вторую предпосылку и обосновал какая именно из реально обнаруженных частиц может называться Частицей Бога. Все предпосылки даны и теперь можно смело переходить к самой теории!
Глава 5. Формулировка теории.
Формулировка: Единственной фундаментальной частицей во Вселенной является фотон. Он же и единственная безмассовая частица. Все остальные без исключения частицы обладают массой и являются результатом синтеза из различных комбинаций фотонов. Формула, определяющая данный процесс синтеза выглядит m=hv/c^2. Фотон составляет при этом структуру всех массивных частиц. Так же фотон является единственной частицей переносчиком фундаментального взаимодействия. Собственно именно все те взаимодействия которые непосредственно переносит фотон следует относить к фундаментальному. В свою очередь гравитация, сильное, слабое (частично) и электромагнитное взаимодействия являются лишь специфическими проявлениями Единого фундаментального взаимодействия. В теории постулируется, что количество фотонов во Вселенной неизменно.
А теперь подробнее. Строго говоря постулат, что количество фотонов во Вселенной неизменно не обязателен для самой теории. Более того - он легко доказывается, поскольку является прямым следствием Закона сохранения полной энергии. Но мне гораздо больше нравится, что если принять этот постулат, то будет наоборот - как раз Закон сохранения полной энергии станет его прямым следствием.
Как видно суть теории состоит в том, что весь мир во всём его многообразии создан из единственной фундаментальной частицы - фотона. И этот самый фотон отвечает как за все взаимодействия, так и за массу.
Разберём как фотон создаёт массу. Формула Энштейна E=mc^2 известна всем. Из этой формулы выведем чему равна масса: m=E/c^2. В свою очередь E=hv, где h - постоянная Планка, а по сути просто математический коэффициент в формуле, связывающий частоту фотона с его энергией. То есть энергия фотона напрямую зависит от его частоты и только от неё. По сути можно даже убрать постоянную Планка из формулы и тогда окажется, что E=v, просто тогда энергия будет измеряться не в электрон-вольтах. Но тогда выходит, что частота фотона это и есть его энергия! То есть они не просто связаны напрямую, а это одно и тоже, причём вполне буквально. А далее если энергию (частоту) фотона разделить на квадрат скорости фотона, то получится масса. Причём это единственная формула, показывающая (или объясняющая) происхождение массы! Напомню, что любая формула в физике это не просто способ посчитать, а это математическое отражение сути физического процесса. И что мы видим в этой формуле? Только свойства фотона! Только его частоту и скорость! Аналогичной формулы, связывающей какие-либо свойства того же бозона Хиггса (или любой другой частицы) и массу не существует.
Фотон мало того, что порождает все массивные частицы, но при этом он никуда не исчезает, а остаётся в структуре этой частицы. То есть происходит именно синтез частицы из фотона, а вовсе не превращение - как нам это преподносит Стандартная модель. То же самое справедливо и для распада частиц как процесса обратного синтезу. Для примера приведу гротескный случай такого превращения: согласно Стандартной модели W-бозон это фундаментальная, а значит несоставная бесструктурная частица. Распадается же он путём превращения в электрон, электронное антинейтрино и большое количество гамма-излучения. То есть согласно Стандартной модели частица с массой больше 80 ГэВ (сопоставимой с массой атома рубидия) не имеет структуры и составных частей, а распадается путём превращения. Согласно же моей теории любая массивная частица состоит из фотонов и они же составляют её структуру. Подобный же распад происходит в следствии структурных изменений внутри частицы, когда часть фотонов структурируется в одну или несколько частиц (для приведённого примера это электрон и электронное антинейтрино), а оставшиеся фотоны станут гамма-излучением и просто разлетятся.
Для более глубокого понимания предлагаю умозрительно расщепить всю материю Вселенной на фотоны (тем более что на заре Вселенной оно так и было). Расщепление электрически заряженных частиц возможно только попарно когда их суммарный заряд равен 0. В этом случае, после расщепления всей материи электрически заряженных частиц не останется - останутся только фотоны, которые заряда не имеют. А это значит, что суммарный электрический заряд Вселенной равен 0, то есть Вселенная электрически нейтральна. Появляются же электрически заряженные частицы тоже попарно по Закону сохранения электрического заряда. Но при этом суммарный электрический заряд Вселенной не меняется. Тот факт, что во Вселенной количество положительно заряженных частиц равно количеству отрицательно заряженных подтверждается эмпирически. Каким именно образом появляются заряженные частицы, то есть какой за этим стоит механизм - это тема для отдельного материала.
Вследствие того, что вся материя состоит из фотонов уже не столь удивителен тот факт, что фотон является единственным непосредственным переносчиком всех фундаментальных взаимодействий. Подробно почему фотон и только он является единственным переносчиком фундаментальных взаимодействий я рассказал в четвёртой главе. Сейчас же просто напомню выводы: глюон как гипотетический переносчик сильного взаимодействия если не приписывать ему мифический цветовой заряд будет во всем идентичен фотону. А гипотетический гравитон, если не приписывать ему невозможный теоретически спин равный 2, а приписать ему итак напрашивающийся спин равный 1, тоже будет идентичен фотону. При этом вполне естественно, что фундаментальные взаимодействия протекают со скоростью света.
И здесь я хочу особо отметить важность скорости света - это не только скорость, с которой протекают фундаментальные взаимодействия, но и в принципе максимально возможная скорость, которая доступна только фотону. Все остальные частицы в любом случае будут двигаться медленнее - собственно это известно со времён Теории относительности. Но и это ещё не всё. Согласно всё той же Теории относительности скорость света это единственное, что безотносительно. То есть скорость света не зависит от системы отсчёта. И это уникальное свойство, присущее только фотону, вывел первооткрыватель фотона и автор совершенно гениальной Теории относительности, один из величайших гениев в истории человечества Альберт Энштейн. Он же и автор гениальной формулы E=mc^2.
Как видите скорость света имеет фундаментальное значения для всех без исключения процессов во Вселенной. Даже там, где гравитация казалось бы должна замедлить свет - вместо этого изменится само течение времени, но скорость света останется неизменной. То есть относительно всё: время, пространство, все остальные скорости, но не скорость света. И относительны они именно скорости света. Может ли чем то подобным похвастаться бозон Хиггса? А не может! Казалось бы раз он согласно Стандартной модели отвечает за массу, то его собственная масса должна иметь фундаментальное значение. Но нет - теория вообще никак не предсказывает массу бозона Хиггса, а значит его масса нигде и никак себя не проявляет и не имеет никакого значения! В отличие от скорости света, которая как раз таки проявляет себя буквально во всем.
Ну и наконец: Фотон — самая распространённая по численности частица во Вселенной: на один нуклон приходится не менее 20 миллиардов фотонов. И это совершенно не удивительно, если исходить из того, что всё во Вселенной создано из фотонов.
Свою теорию я назвал «Теория первозданного света» по той причине, что согласно ей в момент возникновения Вселенной она была наполнена только фотонами, а уже всё остальное многообразие возникло как следствие слияния фотонов в материю в различных его комбинациях.
Глава 6. Классификация теории.
В рамках Стандартной модели рассматривается три фундаментальных взаимодействия: электромагнитное, сильное и слабое. Теории же гравитационного взаимодействия, которую можно было бы встроить в Стандартную модель на сегодня не существует. Но при этом есть понимание, что должна быть теория, объединяющая все эти взаимодействия. В физике элементарных частиц группа теоретических моделей, описывающих единым образом сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия называется Теорией Великого объединения. Предполагается, что при чрезвычайно высоких энергиях (выше 1014 ГэВ) эти взаимодействия объединяются. Модели ТВО (Теория Великого объединения) предсказывают, что при достаточно высоких энергиях, сильные взаимодействия и электрослабые взаимодействия объединяются в одно электроядерное взаимодействие.
Модели ТВО, которые стремятся быть полностью реалистичными, довольно сложны, даже по сравнению со Стандартной моделью, потому что им приходится вводить дополнительные поля и взаимодействия, или даже дополнительные измерения пространства. Вследствие чего, а также из-за отсутствия какого-либо наблюдаемого эффекта ТВО до сих пор общепринятой модели ТВО не существует.
Недостатком моделей великого объединения является большое число частиц и параметров. Ну ещё бы - на фантазировали кварков и бозонов, с различными, в том числе и с мифическими свойствами - такими как цветовой заряд. И теперь, чтобы всё это награмождение частиц и процессов объединить нужно ещё больше усложнять и придумывать новые частицы. Кстати, не трудно догадаться, что будь эти теории верны, то не пришлось бы ничего придумывать.
И вот почему мне пришлось искать опровержения Стандартной модели, механизма Хиггса и кварковой гипотезы. Основываясь на них уже просто невозможно создать не то, что истинную, но даже реалистичную объединяющую теорию.
Усложнять можно бесконечно; упрощая, Вы постигаете Истину.
Как видно я предложил принципиально другой подход. Если изначально не разделять взаимодействия, то и не придётся придумывать как их объединить. Вместо того, чтобы вводить дополнительные частицы - я наоборот исключаю все несуществующие частицы, такие как глюон, гравитон, тахион, все кварки, W и Z-бозоны и Хиггсон. Вместо того, чтобы вводить дополнительные поля, я наоборот исключаю несуществующие поле Хиггса и цветовой заряд. И вот тогда уже не приходится искать объединение всех фундаментальных взаимодействий при чрезвычайно высоких энергиях, а наоборот всегда и везде видна единая логика всех мировых процессов.
Представленная мной теория вполне может претендовать на Теорию Великого Объединения. И даже на Теорию Всего если дополнить её теорией гравитации. То есть она представляется даже более объемлющей теорией, чем Стандартная модель.