Немного о поколениях элементарных частиц

Кратко напомню, о чем пойдет речь:

Согласно Стандартной Модели (СМ), вся известная фермионная материя образована 4-мя видами частиц и 4-мя их антиподами – античастицами. В этот перечень входят два кварка с зарядами +2/3 и -1/3, а также два лептона: один с зарядом -1, другой не обладающий зарядом. Их антиподы отличаются от оригиналов знаком заряда, либо направлением поляризации (для нейтрального). Спин всех фермионов равен 1/2. Обычно данная гипотеза сопровождается такой вот, или ей подобной иллюстрацией.

На ней упомянутые мной частицы изображены в левой колонке. Это кварки u и d, а также электрон e и электронное нейтрино Ve. В двух других колонках изображены вроде как другие частицы, обозначенные и называющиеся совсем по-другому, но имеющие те же и самые характеристики. Кроме… массы.

Именно различие в массе породило понятие «Поколение». В первой колонке I-е поколение частиц, во второй II-е, а в третьей, соответственно, III-е. Никакой особой закономерности в различии масс разных поколений нет. Кроме одной: массы последующих поколений существенно больше масс предыдущих. В существовании поколений частиц заключается одна из тайн физики элементарных частиц.

Почему частицы поделились на «поколения», почему более старшие поколения тяжелее? – науке не известно. Предлагаю вашему вниманию гипотезу, объясняющую данное явление на физическом уровне. Если выразить ее смысл в двух словах, то звучать она будет так: фрактальная спирализация.

А теперь подробнее. Для начала мне придется задекларировать несколько утверждений, без принятия которых нет смысла в дальнейшем изложении. Итак:

• Все известное нам вещество «существует в» и «создано из» газоподобной материальной среды более тонкого уровня организации материи, обычно называемой эфиром.
• В газообразной материальной среде существует единственная возможность образования устойчивой структуры – тороидальный вихрь или вихревое кольцо. Движение эфира в кольце имеет две составляющие: тороидальную и кольцевую.
• Строение элементарных частиц основано на элементарных кольцевых структурах. Различие свойств элементарных частиц обусловлено топологией образующих их вихревых колец.

Если Вы готовы согласиться с вышеперечисленным хотя бы на некоторое время, то дальше все просто…

Частицы взаимодействуют не вихревыми кольцами. Сами вихревые кольца частиц даже не соприкасаются друг с другом. Взаимодействие обусловлено потоками материальной среды, увлекаемыми вихрями. Давайте рассмотрим какие потоки формируются простым вихревым кольцом.

Рис.1 Кольцевой вихрь с прилегающей областью эфира: а) тело вихря, определяющее основную часть его массы. б) прилегающая область эфира, определяющая заряд и спин.

Синим кольцом изображен тороидальный вихрь. Красной линией со стрелками показана траектория движения частиц эфира в теле вихря. Розовым «облаком» обозначена область эфира прилегающего к телу вихря и вовлеченного в его движение. Эта область также, как и кольцевой вихрь, имеет две составляющие движения: тороидальную и кольцевую, показанные плоскими розовыми стрелками.

Количество эфира образующего тело кольцевого вихря определяет массу вихря. А потоки эфира, вовлеченные в движение телом вихря, определяют возможность взаимодействия вихрей между собой. Именно они формируют такие свойства частиц, как заряд и спин. Не буду вдаваться в детали. При желании их можно почерпнуть в литературе по эфиродинамике.

Итак, мы в некотором приближении описали простейший вихрь с присущими ему основными параметрами: масса, заряд и спин.

А теперь давайте представим, что будет происходить с кольцевым вихрем, если мы начнем накачивать его энергией. К примеру – поместив в мощный поток эфирного ветра. Количество эфира в теле кольцевого вихря будет расти. Кольцо вихря будет увеличиваться в размерах и сворачиваться в спираль.

Рис. 2 Рост кольцевого вихря и преобразование в спирально-кольцевой вихрь.

По мере увеличения вихря количество спиралей и плотность их расположения будут расти. Вихрь примет вид подобный приведенному на рисунке ниже.

Рис. 3 Спирально-кольцевой вихрь с плотным расположением сегментов спирали.

Давайте посмотрим, как изменятся потоки в прилегающей к спирально-кольцевому вихрю области эфира.

Итак, основное тело вихря свернется в спираль, сохранив при этом направления кольцевого и тороидального вращения. На рисунке 4 они показаны красными стрелками. Увлеченная основным вихрем прилегающая область эфира также свернется в спираль. Направления её движений также сохранятся. Они показаны на рисунке плоскими розовыми линиями. Следует отметить, что вместе с увеличением энергетики основного тела вихря существенно возрастет и энергетика вихря присоединенной области эфира.

Рис. 4 Спиральная структура области эфира, присоединенной к основному телу спирально-кольцевого вихря.

Логично предположить, что присоединенный вихрь также будет увлекать в своем движении прилегающие к нему области эфира. Однако пространство между витками спирали основного тела вихря уже занято: спирали взаимодействуют между собой потоками присоединенного вихря первого поколения и выстроены на энергетически оптимально расстоянии друг от друга. Следовательно, движение присоединенного вихря второго поколения будет осуществляться вдоль кольца спирально-кольцевого вихря. При этом кольцевое вращение присоединенного вихря второго поколения будет со-направлено тороидальному движению вихря первого поколения, а тороидальное движение – кольцевому. Присоединенный вихрь второго поколения показан на рисунке 5 облаком синего цвета.

Рис.5 Присоединенный вихрь второго поколения.

Если распространить полученную картину на весь спирально-кольцевой вихрь, то присоединенный вихрь второго поколения приобретет форму кольца. В итоге получаем следующую картину (см. рисунок 6).

Рис.6 Спирально-кольцевой вихрь с прилегающей областью эфира: а) тело вихря, определяющее основную часть его массы. б) прилегающая область эфира, определяющая заряд и спин.

Если энергетика присоединенного вихря второго поколения соизмерима с энергетикой присоединенного вихря первого поколения до спирализации основного тела вихря, то можно утверждать, что перед нами частица с теми же характеристиками по спину и заряду, только обладающая существенно большей массой.

И вот теперь осталось сделать последний шаг: давайте представим себе, что спирально-кольцевое тело, уже будучи спиралью, снова свернется в спираль. Конечно же, также накачавшись энергией. Образованный ею присоединенный вихрь будет уже вихрем третьего поколения, а масса основного тела вихря увеличится на порядки.

Совершенно естественно, что вихри, рожденные в результате разной степени спирализации, будут менее стабильны в сравнении с вихрем первого поколения. Вполне допускаю дальнейшую фрактальность процесса спирализации с образованием вихрей 4-ого и даже 5-ого поколений, но чрезвычайная краткость времени их существования пока не позволяет зафиксировать сей факт.

Таков предполагаемый механизм формирования частиц разных поколений. Понятно, что пример кольцевого вихря слишком прост и реальные частицы имеют наверняка более сложную структуру. Тем не менее, гипотеза спирализации, как механизма «утяжеления» вихревых структур с сохранением остальных характеристик объектов микромира, имеет право на существование.

Конкретные значения роста масс при спирализации элементарных частиц зависят от множества факторов, в том числе и от характера образующих их вихрей, поскольку свойства частиц определяются их топологией.

Но это уже совсем другая история…