Эту тему я затрагивал отчасти в своём опусе «Природа света или Драма эфира». Хотелось бы ещё раз вернуться к теме механизма испускания фотонов, потому что ясности здесь до сих пор нет. Этот опус тоже не претендует на исчерпание темы механизма рождения фотонов, но даёт, как мне думается, верное направление поиска. Придётся говорить о вещах для многих болезненных, даже на первый взгляд неприемлемых. Вот для примера: у нас по сию пору фотон называют фундаментальной частицей, которая осуществляет так называемые электромагнитные взаимодействия. Частица фотон не имеем массы покоя, может существовать только в движении с постоянной скоростью, скоростью света (в вакууме). Фотон не имеет электрического заряда, спин равен единице (бозон). Принято считать, что фотон не обладает строением и размерами. Время жизни фотона бесконечно. Если фотон на своём пути не встретит атомарного вещества, которому он мог бы передать свою энергию и импульс, то частица может двигаться бесконечно долго.
Мне думается, было бы справедливым – снять с частицы фотон непосильное бремя фундаментальной частицы и назвать её квазичастицей, как бы частицей. Потому что её рождение, как и её исчезновение, есть следствие закона сохранения энергии. Фотон не может родиться сам по себе, без причины, без затраты энергии извне. Исчезая, фотон отдаёт затраченную ранее энергию. Каждый атом в невозбуждённом состоянии представляет собой устойчивую энергетическую систему, как минимум, из двух связанных частиц. Энергетическое воздействие со стороны на этот атом изменяет и энергию атома, энергию движения связанных частиц. Атом переходит в возбуждённое нестабильное состояние. При возвращении в прежнее стабильное состояние атом испускает фотон с энергией равной разности нестабильного и стабильного состояний, равной энергии, затраченной на возбуждение атома, не больше и не меньше. Т. е. закон сохранения энергии движения тут исполняется строго. Испущенный фотон – это, как говорят, «ответка» на первый удар, возврат назад первичной энергии возбуждения. Что станет с этим испущенным фотоном?! В атомарной среде фотон быстро передаст свою энергию и импульс другим атомам и перестанет существовать. Никакого нарушения закона сохранения энергии тут нет.
Снять непосильное бремя фундаментальной частицы, как мне думается, надо и с пары частиц: электрона и позитрона. По справедливости они тоже должны называться квазичастицами. Единственной подлинной частицей атомарного вещества является частица протон, с присущей ей собственной энергией колебательной динамики «дыхания вакуума» и энергией спин-орбитального движения. Симметричное рождение квазичастиц электронов и позитронов первоначально происходило из энергичного взаимодействия и возмущения спин-орбитального движения протонов с рождением гамма-квантов, которые распадались на пары электрон-позитрон. Электроны и позитроны становились составными частями протонов, образуя нуклоны, ядерные нейтроны и протоны.
Частицы света фотоны, которые странным образом соединяют в себе корпускулярные и волновые свойства, с давних пор остаются предметом споров и долгих дискуссий. Хотя, казалось бы, всё ясно, есть опыты, которые дают предсказуемые результаты. Картина в целом понятная. Но, всё же, нет окончательного удовлетворения, нет внятной картины происходящего, например, как безмассовые гамма-фотоны в сильных ядерных полях становятся квазичастицами с массой покоя (электроны, позитроны). И наоборот, как квазичастицы с массой покоя становятся безмассовыми фотонами. Превращение безмассовых фотонов в квазичастицы с массой покоя иногда называют превращением энергии в массу, а превращение квазичастиц в фотоны – превращением массы в энергию. Что, в строгом смысле, не совсем верно, т. к. у квазичастицы с массой также есть энергия, но в иной ипостаси. И у фотонов тоже есть масса, т. к. фотоны имеют энергию, импульс и инерцию, но масса непокоя! Масса непокоя фотонов – это масса элементов возмущённой среды, в которой движется фотон. Среду физического вакуума, как материальную среду из подвижных элементов с массой, до сих пор некоторые учёные не желают признавать, а отсюда много противоречий и неясностей в вопросах понимания явлений электромагнетизма, гравитации и прочего.
Самым существенным в уяснении природы фотона является структура, природа этой квазичастицы, сочетающей в себе и волну и частицу! Природа фотона, вопреки устоявшемуся мнению, неотрывна от среды физ. вакуума, в которой она рождается и движется. Именно существование среды обусловливает большую величину и постоянство скорости движения фотона. Димагнитные волны, которые мы называем электромагнитными волнами (полем), рождаются при вынужденном поперечном (!) вращении диполей. Диполями являются и частица-заряд (протон, квазичастицы электрон и позитрон), и атом, и молекула, и постоянный магнит, и электромагнит, и колебание переменного тока в проводнике. Однако не всякий атом и молекула могут быть дипольны, тут всё зависит от симметрии распределения зарядов. Положительный или отрицательный заряд – это направление кольцевого вращения частицы, левый винт и правый винт. Подобное кольцевое вращение частицы постоянно возбуждает в среде физ. вакуума вокруг частицы вихревое магнитное поле. И сама вращающаяся частица-заряд – дипольна, и поле её дипольно. В системе атома или молекулы эти кольцевые вращения частиц-зарядов, при соответствующей их ориентации, могут гасить, взаимно компенсировать вихревые магнитные поля друг друга. Атом или молекула при этом как бы теряют свой заряд. При попадании такой частицы в магнитное поле, не будет взаимодействия частицы с этим полем.
Единый спектр димагнитный длин волн (частот) очень большой, от гамма-излучения в пикометрах (триллионная часть метра) до многокилометровых. Например, переменный ток в проводнике с частотой 50 Гц излучает волны длиной одного периода в 6 тысяч км. Правда, энергия этих волн чрезвычайно мала. Длина волны фотона красного цвета – 700 нанометров (миллиардные части метра). И он как бы по праву зовётся фотоном. Только вот вопрос: можно ли назвать фотоном волну с длиной периода в 6 тысяч км?
Кое у кого есть такое мнение (процитирую): «Радиоволны, излучаемые радиоантеннами (колеблющимися зарядами), – это не фотоны; совершенно другой случай. А подтверждается это тем, что радиоволны не соблюдают «принцип Бора», по которому частоты фотонов, излученные атомом, могут быть только «точными дискретными значениями» (согласно теории Шрёдингера). А радиоизлучение – это про уравнения Максвелла и про «сферическую волну» – всенаправленную и затухающую пропорционально расстоянию от центра... Впрочем, это сильно зависит от формы излучателя и диаграммы направленности, но физической сути не меняет, поскольку реально «плоской, не расходящейся» волны никакая форма излучателя всё равно не даст; а потому – это не фотоны».
Да, Шрёдингер – это о фотонах, испускаемых атомной системой, причём – преимущественно в видимом спектре и глубже (большие частоты). А радиоволны – это Максвелл, частоты много меньше, причём – в массовом синхронном излучении при поперечном вращении диполей-зарядов проводника. Радиоволна – это массовый «фотон», результат синхронного излучения множества частиц-зарядов проводника при колебании тока. Но это никак не отменяет Шрёдингера! В проводнике антенны каждый вращающийся поперечно заряд-диполь в изменяющемся магнитном поле рождаёт свой фотон, со своей длиной волны. Только фотоны эти когерентны, как в лазере.
Хотелось бы здесь отметить очень важный момент. Когда говорится об излучении фотонов зарядами, то, как правило, говорится о колебании зарядов. Но в реальности мы имеем дело не с продольными колебаниями или продольными вращениями зарядов, а с поперечными вращениями дипольных зарядов! Эти поперечные вращения – вынужденные, и вызваны периодическими изменениями магнитного («электрического») поля. Продольные вращения или продольные колебания диполя не вызывают рождения димагнитных волн. Вообще, нам надо в корне поменять представления о природе частиц-зарядов и механизме рождения ими фотонов. Основа всего – дипольность! И сам заряд – диполен, имеет два полюса вращения, и волновое возмущение, им рождённое, тоже дипольно, тоже имеет два полюса вращения, которое сегодня мы называем электрической и магнитной составляющей электромагнитной волны. А по сути, эта волна должна называться димагнитной, переменной магнитной волной вращений.
То, что фотон – это не о колебании, а о вращении, причём – переменном, убедительней всего говорит открытие Майкла Фарадея 1845 года. А именно: открытие вращения плоскости поляризации света в магнитном поле. Правда, для этого надо сначала получить линейно поляризованный свет, для чего есть несколько способов. Обычный свет (солнечный, ламповый) не поляризован. Но если направить свет через кристалл турмалина, кварца или исландского шпата, то кристалл пропустит лишь те фотоны, которые имеют одно общее направление кругового вращения, т. е. на выходе мы получим лишь поляризованные фотоны, оси вращения которых сонаправлены.
И ещё одна интересная тема: фотон и гравитация. Может ли и как гравитационное поле влиять на фотоны, изменять их траекторию движения и их энергию? В одной из статей на Дзене на подобную тему я прочёл такой пассаж: «Усомниться в пустоте пространства не получится. Преломление света в среде приводит к дисперсии, известной как радуга. А гравитационное искривление действует на все длины волн одинаково...». Да, световые фотоны, проходя сквозь каплю воды или стеклянную призму, встречают на своём пути множество градиентов (разностей) плотностей и давлений среды физ. вакуума. Каждый атом среды – источник градиентов. Волновые фотоны, проходя сквозь эти градиенты плотностей и давлений атомарной среды, изменяют свои траектории по-разному: фотоны с большей частотой преломляются больше, с меньшей частотой – меньше. Так фотоны, при выходе из преломляющей атомарной среды, расстилаются в радугу, в сплошной спектр.
Массивное тело в среде физ. вакуума вокруг себя тоже создаёт градиент плотностей и давлений среды. Но он – один, общий! И свет, проходя рядом с массивным телом, тоже испытывает преломление, изменение траектории. Но увидеть радугу – тут не получится, т. к. градиент давлений и плотностей тут действует на все волновые фотоны одинаково, как с одинаковым ускорением падают пробные тела с разной массой в этом едином градиенте. В случае со светом как раз и есть повод – усомниться в пустоте пространства, не говоря уж об очевидной гравитации тел! Конечно, давно пора оставить сказки о пустоте пространства и признать, что среда физ. вакуума – вполне материальна, и в ней возможны градиенты плотностей и давлений среды, которые мы упорно продолжаем называть «кривизной пространства-времени». За «кривизной пространства-времени» стоит градиент плотности скоростей вакуумных колебаний среды вокруг массивного тела. Этот градиент и создаётся самим массивным телом, всей суммой волновых полей его нуклонов.
Пока мы будет талдычить о пустоте – подвижек в понимании не жди! Давно среди учёных (ещё со времён В. Гейзенберга) вызрела мысль о том, что все частицы, квазичастицы и поля – различные формы динамики единой материальной среды! Основа динамики – колебание! Язык её – нелинейная математика. Отсюда все дуализмы, неопределённости, вероятности. Эту колебательную динамику в основах физической материи нельзя остановить, это равносильно уничтожению материи! Сложность понимания материи на атомарном и молекулярном уровне в том, что колебательная динамика среды на некотором этапе формирования становится вращательной, кольцевой динамикой частиц и квазичастиц, с порождением вихревых волн левой и правой закрутки. Без этой кольцевой динамики частиц не было бы магнетизма, частицы не могли бы соединяться в ассоциации с обменными связями...
В своё время Луи де Бройль перенёс дуализм фотонов на частицы с массой покоя (протоны, нейтроны, электроны с позитронами), мол, и они обладают волновыми свойствами. Что и было вскоре подтверждено опытом. Длина волны движущейся частицы равна частному от деления постоянной Планка на импульс частицы. Этот феномен лишь доказывает изначальную колебательную динамику частицы протон. Протон не есть нечто, обладающее массой, в пустоте, а есть колебательная динамика среды в локальной её области, способная, как целое, двигаться подобно частице со своей энергией «покоя». Эту колебательную динамику я когда-то и назвал «дыханием вакуума». Но чудо произошло тогда, когда эта колебательная динамика получила кольцевое вращательное движение с порождением вихревых полей левой и правой закрутки. Здесь начало всех начал природы магнетизма и света! Отсюда дискретность энергии атомных и молекулярных систем!..
Ну и в заключение, итожа:
"Грани стёрты, грани спёрты,
Чуем чудо простоты!
Бьётся физика в припадке
Пароксизма пустоты..."
Да, пока физика будет пребывать в парадигме: пустота и частица материи в пустоте – понимания ждать не приходится. Самая вредная идея в физике – идея о пустоте... Есть только материя, единая. Все же частицы, квазичастицы и поля – лишь различные формы динамик этой материи. Вещество – атомарная материя, состоящая из частиц с массой покоя. Водораздел между атомарной материей частиц с массой покоя и квазичастицами света без массы покоя (фотонами) проходит через механизм рождения квазичастиц света. Фотон не может родиться сам по себе, без причины, без затраты энергии. Точно также и квазичастицы электрон и позитрон. Реальная энергия для рождения квазичастиц есть только у частицы протон. Первые электроны и позитроны во Вселенной рождались симметрично только при энергичном взаимодействии частиц протонов между собой, в реакциях рождения гамма-квантов и распада их на электроны и позитроны...
