Слышали о неопределенности Гейзенберга?
Насколько я понимаю, то согласно его концепции, частицы, пока находятся в свободном полете могут быть локализованы где угодно, с той или иной вероятностью. Но когда приходит время столкнуться с чем то, утверждается, что якобы волновая функция, определяющая вероятность нахождения частицы в каждый момент времени, вдруг коллапсирует, то есть схлопывается, и частица становится фиксируется как точка в определенном месте.
Давайте подумаем, сколько нам необходимо чисел, чтобы описать жизнь точки. Итак, нам необходимо три пространственные координаты и некоторое значение времени, то есть четыре числа. Этого достаточно, чтобы описать частицу, которую мы будем рассматривать как точку.
Давайте теперь представим, что наша частица вовсе не точка, а имеет какую либо длину и больше напоминает однородный стержень.
Для того, чтобы описать его положение и ориентацию, уже недостаточно будет 4 значений, нам потребуется знать еще как минимум два значения, которые будут определять ориентацию частицы в пространстве (углы поворота вокруг центра частицы). Итого получается, что наш протяженный объект-частица потребует уже 6 значений. х1-время, х2, х3, х4- положение центра частицы, х5 и х6 - углы поворотов относительно двух произвольно выбранных осей.
Обычно математики оперируют таким понятием как обобщенная координата. Тут возникает проблемка: дело в том, что однородный стержень повернутый относительно себя на 180 градусов по виду ничем не отличается, и чтобы исключить эту ситуацию представим, что наша частица не просто стержень, а вытянутый усеченный конус. Сколько значений нам потребуется, чтобы теперь описать эту частицу? Соответственно 7.
При этом последнее свойство может быть описано булевым значением: верхний-нижний, 0-1, up-down и т.д. Усложняем ситуацию и говорим, что наш стержень-конус теперь не прямой как пика, а немного загнут в дугу. Добавляется еще одно свойство, которое может описывать степень загнутости нашей частицы, итого получается 8 значений. Автоматически с появлением загнутости, мы должны внести еще одну координату, которая будет определять угол поворота нашей частицы вокруг первоначальной оси ориентации. Итого в нашем распоряжении уже 9 чисел, которые необходимы для описания жизни частицы, как протяженного объекта.
Можно ли еще добавить количество значений? Да, конечно! Представим теперь, что наша частица не просто загнутый узкий конус, а еще немного намотанный на цилиндр, в результате мы получим что-то напоминающее бараний рог. При этом следует отметить, что намотать мы можем как с правой навивкой, так и с левой, то есть по факту можем получить варианты правого и левого рога.
Итак мы получили 10 значений, которые необходимы, для того чтобы однозначно описать форму, положение и ориентацию частицы. Можно ли еще увеличить количество значений. Да легко. Поскольку наши рога в сечении получились круглыми, можно это исправить, чтобы они больше походили на настоящие. Допустим, что после того, как мы превратили стержень в конус, мы изменим его форму, применив к нему деформацию сдвига. В итоге мы получим форму, больше похожую на реальную и соответственно, определим этим уже 11 значений, которые будут нам необходимы, чтобы описать частицу. По факту мы получили 10 пространственных и одно временное измерение, чтобы сделать полное описание какой-либо частицы.
К чему все это?
А к тому, что именно 10 пространственных и 1 временное измерений требуется, чтобы описывать частицы в M-теории - универсальной теории струн. Эта теория с одной стороны является очень привлекательной с точки зрения согласованности со Стандартной Моделью, а с другой стороны может иметь бесчисленное множество интерпретаций, что мешает этой теории продвинуться в научной среде. Считается, что 7 из 10 пространственных измерений в этой теории являются компактифицированными (свернутыми) и недоступными для наблюдателя. Я предлагаю идею о том, что эти измерения не скрыты, а в той или иной форме косвенным образом отображены в квантовых характеристиках частиц.
Приведу пример. Допустим у нас есть некоторая частица, летящая в пространстве с некоторыми свойствами в определенный момент времени.
Три пространственных и одно временное однозначно присуще любой частице, поэтому 4 значения нам уже необходимы. Теперь известно, что эта частица имеет эл. заряд +1. Это добавляет нам еще одно значение -итого 5. Но заряд +1 имеют множество частиц (протон, позитрон, пи-плюс-мезон и т.д.). Еще одно свойство-спин равный 1/2 снижает круг "подозреваемых", в руках у нас либо протон, либо позитрон, либо какой-нибудь барион с зарядом +1. Кроме этого еще нужно знать направлен его спин вверх или вниз, то есть у нас получается 7 значений, необходимых для описания жизни этой частицы. Кроме всего прочего мы должны знать импульс частицы. Но так как импульс не дает представления о классе частицы, нужно знать еще два параметра: скорость и массу. Это добавляет нам еще 2 параметра, итого их получается 9. Допустим, что это частица определена и является протоном. Для того, чтобы отделять протоны от других барионов, нам надо знать кварковый состав, для этого добавляется еще одно значение. Итого 10. Поскольку протон состоит из кварков, а кварки имеют цветной заряд, то можно еще прибавить одно значение описывающее конфигурацию цветового заряда кварков, например r-g-b или r-b-g. По итогу получается 11 значений. Итак, мы "наскребли" 11 чисел, которые необходимы, чтобы описывать положение, ориентацию и свойства любой частицы, от фотона до кварка. Наверняка можно было использовать какие-либо другие квантовые характеристики (хиральность, спиральность, проекцию изоспина, лептонные и барионные заряды и т.п.), чтобы набрать минимальный комплект чисел, описывающих любую частицу. Я хотел показать лишь суть.
Подобным образом можно интерпретировать и геометрические свойства пространственной структуры, описываемых в гипотезе MoND.2019, которой посвящен этот канал. Описывая топологические характеристики пространственной структуры, можно определить особенности каждого топологического дефекта, которые будут присущи структуре на основе икосаэдрической геометрии. И тем самым можно будет соотнести эти свойства с реальными свойствами уже открытых частиц, представляющих Стандартную Модель физики частиц. Но это требует отдельного, более подробного описания, которое я отчасти уже делал, и к которому еще не раз вернусь.
Целью данной статьи является донести до публики идею о том, что частицы могут быть не точечными, а иметь некую протяженную форму, которая может описываться определенным количеством значений (измерений). Эти значения так или иначе уже определены в виде квантовых чисел (спин, заряд, масса и т.д.), но просто не структурированы в единую систему обобщенных координат, что я пытаюсь сделать в рамках своей гипотезы.
Надеюсь было интересно!
На вежливые вопросы стараюсь отвечать.
Конструктивная критика приветствуется.
Михаил Н. Бровкин 4 января 2034 г.