Фазовые превращения электромагнитных полей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фазовые превращения электромагнитных полей

Р.С. Ерофеев

С позиций физико-химического анализа самообразование нашей вселенной является фазовым переходом, проявившимся в виде взрыва. Энергия, находящаяся в весьма сжатом состоянии, в первые мгновения после взрыва проявляется электро-магнитным излучением высокой плотности, в виде фотонов, что не противоречит представлениям квантовой механики. Оно должно обладать огромной гравитационной массой, уподобившись «чёрной дыре», в которой противоборствуют силы, обусловленные наличием гравитационной энергии и энергии электромагнитных полей. Электромагнитные волны (фотоны) в гравитационных полях (искривлённом пространстве) [1] не могут распространяться строго прямолинейно, а должны закручиваться в том или ином направлении в сторону источника тяготения в виде сгустков. Это обуславливает возникновение вторичных фазовых переходов, в результате которых возникает сложение электрических и магнитных волн. Они при встречном направлении и высокой скорости распространения (скорости света) и высокой плотности (больших амплитуд) не успевают вернуться в исходное состояние. Закручивание волн позволяет им материализоваться в центральных частях сгустков в виде электрических зарядов и магнетонов. Снаружи сгустков они, по-видимому, образуют элементарные частицы другого вида, рассеиваются, а также захватываются другими сгустками. В зависимости от направления закручивания возникают участки вещества и антивещества. При высокой энергии закручивающихся фотонов (частоты колебаний) и возникают протоны (антипротоны), при снижении энергии фотонов образуются электроны (позитроны). В последнем случае образования магнетонов, по-видимому, не происходит из-за недостаточной величины энергии. При достаточном расширении пространства и снижении энергии (температуры) электромагнитных волн начинается взаимодействие протонов (антипротонов) с электронами (позитронами) с образованием нейтронов (антинейтронов). При дальнейшем понижении температуры в пространстве возникает возможность образования атомов, а в дальнейшем, и молекул.

Взаимодействие протонов и электронов осуществляется за счёт их зарядовых и электромагнитных сил (полюсов). Как и в случае взаимодействия электрона с электроном [2] электрические силы взаимодействия сопровождаются взаимодействием магнитных сил. В зависимости от ориентации спинов электрона и протона эти силы могут как препятствовать, так и способствовать их «слиянию». В первом случае образуется позитроний, аналог атома водорода, во втором их заряды, компенсируя друг друга во внешнем пространстве, обуславливают их связь между собой во внутреннем пространстве, образуя нейтрон. Величина выделившейся энергии связи соответствует увеличившейся массе покоя нейтрона по сравнению с суммарной энергией покоя протона и электрона (938,28 + 0,51 ? 939,57). С магнитными силами ситуация оказывается более сложной. Компенсируются лишь те магнитные силы (магнитные моменты), наличие которых обусловлено вращающимися зарядами электрона и протона. Так как у протона магнитный момент обусловлен не только его вращением, но и существующими в нём магнетонами, формируемыми токами составляющих его частей, его величина превышает расчётную величину [3] и составляет 2,8 ядерных магнетонов. Соответственно магнитный момент нейтрона лишь уменьшается на один ядерный магнетон и составляет согласно экспериментальным наблюдениям [3] 1,9 ядерного магнетона. Наличие у протона дополнительных магнетонов влияет на его форму и изменяет радиус вращения вдоль его оси. Чтобы сохранить свой объём, он становится анизотропным за счет увеличения расстояние между полюсами. Это влияет на характер его взаимодействия при дальнейшем понижении температуры с электроном (энергии), который остаётся во внешнем пространстве. Их слиянию в случае противоположной ориентации мешает взаимодействие магнитных моментов. Зарядовое вещество электрона остаётся вращающимся на определённом расстоянии вокруг протона. Радиус вращения и размер нейтрона, можно оценить. Его ядерный магнетон почти в 1,5 раза меньше ядерного магнетона протона. На весьма малых расстояниях магнитный момент обратно пропорционален радиусу витка с протекающим по нему электрическим током, следовательно, размер нейтрона в 1,5 раза больше размера протона и, согласно классическим оценкам, равен ~ 2,25 • 10-16 см.

Электромагнитные поля в образовавшихся материальных объектах, электронах, протонах, нейтронах и других частицах вынуждены находиться в термодинамическом равновесии с окружающими электромагнитными полями (фотонами). При избыточной их плотности некоторое их количество с определенной длиной волны может поглощаться соответствующими элементарными частицами, увеличивая их массу, и превращаться, например в мюоны. При уменьшении плотности окружающего электромагнитного поля избыточное количество электромагнитной энергии таких частиц возвращается обратно (частицы релаксируют, распадаются, излучая избыточные фотоны и нейтрино).

Фазовые переходы электромагнитных полей согласно наблюдениям имеют достаточно широкий спектр. Особенно их много в ядрах образовавшихся атомов, что обеспечивает их специфические свойства, устойчивость, время их жизни, квантовые особенности.

Фазовые переходы в зависимости от обстановки могут носить обратимый и необратимый характер. При их встрече происходит аннигиляция, сопровождающаяся образованием, как правило, двух фотонов с соответствующей длиной волны (энергией), распространяющихся в обратных направлениях. Сам процесс аннигиляции происходит лишь при достаточно близком сближении электрона и позитрона, в противном случае образуется позитроний, атом сходный по свойствам с водородным атомом. Аннигиляция происходит при сближении электрона и позитрона, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих противоположно направленные спины. В этом случае электрические и магнитные силы действуют в одном и том же направлении, что и приводит к их слиянию. Их вращение в разных направлениях приводит к «раскручиванию» слагающих их фотонов и они начинают двигаться прямолинейно в противоположных направлениях.

При встрече частиц, имеющих противоположные знаки заряда одинаковой величины, но разную массу, аннигиляции электрических зарядов не происходит. Образуется новая, как правило, нестабильная частица (например, нейтрон). Из-за разницы в массах и длинах волн фотонов, несмотря на разное направление вращения частиц изменения направления движения (раскручивания) фотонов не происходит, равно как и «перемешивания» зарядов, так как этому противодействуют магнитные силы, возникающие у токов, текущих в одном и том же направлении, приводящее к их взаимному отталкиванию, имеющему место и в макро мире. Стабильность таких частиц можно увеличить, изменяя, условия их существования.

Таким образом, применённый анализ механизма фазовых превращений и электромагнитных полей позволяет объяснить существование, свойства, возникновение, распад и превращения многих, как правило, нестабильных элементарных частиц и содержащих их атомов.

Возникающие «сгустки» электромагнитных полей, фотонов, высокой плотности, с большой гравитационной массой и определённого размера вовлекают в себя из окружающего пространства существующие в нём другие фотоны. Такие фотоны должны иметь соответствующий размер, энергию, длину волны, позволяющую укладываться во встречающиеся на их пути «сгустки» кратное их размеру количество раз, а главное, приблизиться, «столкнуться» со «сгустком» до расстояния соответствующего их гравитационному радиусу. В зависимости от количества поглощённых фотонов «сгустки» превращаются в различного рода элементарные частицы, мюоны, К-мезоны, р-мезоны и многие другие. Так как в окружающем внешнем пространстве в настоящее время «сгустков», способных поглощать фотоны, по-видимому, имеется весьма ограниченное количество (исключение могут составлять мини «чёрные дыры»), то и количество таких элементарных частиц в нём относительно невелико. Исключение составляет внутриядерное пространство, а также частицы, возникающие при искусственно создаваемых условиях с применением ускорителей. Они могут возникать также при взаимодействии частиц высокой энергии (протонов) солнечного «ветра» и приходящих из космоса с атмосферой земли. Взаимодействие высокоэнергичных элементарных частиц с другими частицами порождает новые частицы, образуя «ливни».

Согласно законам термодинамики должно существовать динамическое равновесие, заключающееся в обмене фотонами материализовавшегося электро-магнитного излучения с окружающим электромагнитным полем, в котором существенную роль играет гравитационное взаимодействие. Согласно теории относительности и наблюдаемым фактам гравитационному воздействию подвергаются фотоны, проходящие вблизи массивных материальных объектов. Это позволяет сделать вывод, что и фотоны, проходящие возле протонов, электронов и других достаточно массивных частиц, могут быть вовлечены в их состав, если они согласуются по своим параметрам с этими частицами и приближаются достаточно близко к ним. В этих случаях длина волны фотонов должна укладываться целое количество раз вокруг частицы, а их направление движения и вращение частицы совпадать. В этих случаях энергия этих частиц может увеличиться в соответствии с их размерами на несколько порядков, при этом у электронов более чем на несколько десятков КэВ, а у протонов и нейтронов на несколько сот МэВ. Это приводит к их превращению в заряженные и нейтральные (как правило, нестабильные) мюоны, пионы, каоны, гипероны. В настоящее время в связи с отсутствием в ближайшем окружающем пространстве достаточного количества фотонов соответствующей энергии (длиной волны) такие превращения мало вероятны. Однако они происходили весьма энергично в первые мгновения возникновения нашей вселенной в процессе диссоциации её электромагнитной составляющей (плазмы) на более мелкие сгустки. Они, имея соответствующую гравитационную массу и размеры, могли обмениваться блуждающими между ними фотонами, превращаясь в выше перечисленные нестабильные материальные элементарные частицы. Их распад привёл, в свою очередь, к возникновению уже стабильных частиц, электронов и протонов, и дальнейшему развитию вселенной. Пока она оставалась достаточно горячей, такие превращения могли происходить многократно пока существовали в ней высокоэнергичные фотоны. Аналогичное взаимодействие протонов с фотонами имеет в настоящее время при облучении протонов г - квантами с энергией ? 150 МэВ, что приводит к появлению («выбиванию») мезонов [3] различной массы, заряженных и нейтральных. Из-за малого времени жизни их распад может приводить к появлению различных элементарных частиц, в том числе и протонов.

В наше время взаимодействие фотонов с материальными объектами проявляется при их поглощении в виде различных физических процессов и носит обратимый характер, что позволяет трактовать его как фазовые переходы. фазовый электромагнитный поле

Литература

1. Эйнштейн и современная физика. Сб. статей, с. 140-159. М., 1956.

2. Ерофеев Р.С. Электронный фазовый переход /Термоэлектрики и их применения. С-П, 2010.

3. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.

Размещено на Allbest.ru