Как строить теорию всего. Феноменология

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАК СТРОИТЬ ТЕОРИЮ ВСЕГО. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ

Левин Борис Михайлович

кандидат физико-математических наук

Аннотация

Принятый состав массы/энергии Вселенной - тёмная энергия (74%), тёмная материя (22%), обычная (светящаяся) материя (4%). Это означает также, что поле Хиггса является тахионным полем, присутствующим одномоментно всюду (в пространстве-времени «снаружи» светового конуса). При этом «тахион-материальная точка» заменяется, на основе второго опорного объекта механики, феноменологией «абсолютно твёрдое тело», реализуемой двумя формами атома дальнодействия (АДД) - тёмная энергия и тёмная материя. В конечном состоянии позитронного бета-распада (топологический квантовый переход и причинность, обусловленная присутствием ортопозитрония - предметная формализация физического наблюдателя) формируется двузначная вакуумная, кристаллоподобная структура АДД с ядром, которое действует в гравитационном поле достаточной силы. Так реализуется Теория Всего с включением гравитации и сознания Homo Sapiens в квантовую теорию поля.

Ключевые слова: атом дальнодействия, гравитация, квантовая теория поля, обусловленная причинность, ортопозитроний, позитронный бета-распад, Теория Всего, топологический квантовый переход, физический наблюдатель, ядро атома дальнодействия.

«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением». М.В. Ломоносов

«Право искать истину подразумевает также обязанность; нельзя скрывать какую-либо часть того, что признано истинным». А. Эйнштейн.

Прошло три десятилетия со времени публикации результатов критического эксперимента («один опыт»), поставленного с целью верификации/фальсификации парадоксальной гипотезы об эффекте Мёссбауэра ядерного -кванта (МэВ) в газообразном (!) неоне в конечном состоянии -распада ²²Na. Методом задержанных -совпадений были проведены сравнительные измерения временных спектров аннигиляции позитронов в неоне, обеднённом изотопом ²²Ne, и в неоне естественного изотопного состава [1]. Установлено возрастание почти вдвое ( раза) наблюдаемой компоненты ортопозитрония - -o-Ps / - при изменении содержания изотопа ²²Ne - от 8,86% (в естественном неоне) до 4,91% в неоне с изменённым изотопным составом. Ожидаемый, в рамках Стандартной Модели (СМ), эффект должен быть исчезающе малым - 10-⁷-10-⁶.

Этому предшествовало двадцатилетие наблюдений разными методиками аннигиляции позитронов от ²²Na в естественном неоне (США-1956, 1965, 1975; Россия-1967; Англия-1975; Канада-1975) [2].

В неоне наблюдались отклонения по сравнению с данными для других инертных газов.

Подтверждение гипотезы об эффекте Мёссбауэра в критическом эксперименте [1] и последующие литературные разыскания позволили сформулировать Проект новой (дополнительной) -физики «снаружи» светового конуса (2008) с предложением решающего эксперимента по изучению температурной зависимости выхода -o-Ps[2], поскольку температура образцов (лабораторных помещений) во всех ранее выполненных экспериментах не фиксировалась. Эксперимент [1] и академические публикации о феноменологии аномалий в системе «²²Na-газообразный неон естественного изотопного состава/~9% ²²Ne» [3] не привлекли внимания. В минувшее тридцатилетие и сегодня все ожидания прорыва к расширению СМ связывают со сверхвысокими энергиями. На Большом адронном коллайдере/LHC получено экспериментальное подтверждение бозона Хиггса, предсказанного более сорока лет назад. Но доказательства реализации в природе суперсимметрии, ожидаемого с середины 1970-х, несмотря на предпринятые огромные усилия, пока нет.

Анализ, с позиций феноменологии новой (дополнительной) -физики «снаружи» светового конуса, приводит к выводу, что этот кризис не случаен: для подтверждения вакуумного эффекта двузначной () энергии, который открыт в конечном состоянии -распада ядер, необходима энергия вблизи 50 ТэВ, что почти вчетверо превышает энергию LHC [2].

Этолог Конрад Лоренц (Нобелевская премия-1973) в числе восьми «смертных грехов цивилизованного человечества» обосновал индоктринируемость. Под индоктринированием понимается целенаправленное и сознательное внушение определённых ценностей, политических идей, символики, норм поведения и т.п. группам людей, то есть индоктринируемость - это внушаемость, подверженность моде, стереотипам.

«…никогда ещё манипуляторы не располагали столь развитой, построенной на научных экспериментах рекламной техникой, никогда ещё не было у них столь вездесущих“средств массовой информации”. <…> Наихудшие воздействия мода производит … в области естественных наук. Было бы большой ошибкой думать, что профессиональные учёные не затронуты болезнями культуры, составляющими предмет этой работы. <…> “Big Science” (“Большая наука”) - это ни в коем случае не наука о самых великих и высоких вещах на этой планете, не наука о человеческой душе и человеческом духе; это, прежде всего и исключительно то, что приносит много денег или много энергии, или то, что даёт большую власть… <…> Особая же опасность модного индоктринирования в области науки состоит в том, что оно уводит стремление к знанию слишком многих, хотя, к счастью, не всех современных естествоиспытателей в сторону, прямо противоположную подлинной цели всего человечества, а именно лучшему самопознанию человека» [4]. Это отмечено в первой половине 1970-х, в начале более чем сорокалетнего периода стагнации фундаментальной физики. Ныне эти проявления усилились. Сегодня, в поисках всестороннего обоснования Проекта новой (дополнительной) -физики, уместен вопрос: почему квантовая идеология, сформировавшаяся во всей полноте (квантовая теория поля/КТП - СМ) значительно позже создания теории относительности, не повлияла на современные представления кинематики четырёхмерного пространства-времени - специальной теории относительности/СТО (1905) и общей теории относительности/ОТО (1915-1916)?

Квантовая физика определяет современное понимание микроструктуры вакуума (флуктуации квантовых полей). Но в представлениях кинематики четырёхмерного пространства-времени - никаких изменений в духе квантовой идеологии со времени создания СТО и ОТО. Как и в доквантовой кинематике, - «внутри» светового конуса, по отношению к любому событию (физический наблюдатель находится в начале двумерной системы координат - время/t-пространство/x, - схематически представляющей четырёхмерное пространство-время) реализуются времениподобные интервалы - динамика материальной точки от абсолютно прошедшего (t < 0) к абсолютно будущему (t > 0). А «снаружи» светового конуса - двузначные () абсолютно удалённые, причинно не связанные события (пространственно-подобные интервалы) [5].

Эта незавершённость фундаментальных представлений пространства-времени удивляет сегодня, когда экспериментально доказано явление квантовой телепортации, что должно было бы внести принципиальные дополнения. Опыт изучения аномалий аннигиляции -распадных позитронов (образованного ими в веществе -ортопозитрония) и развитая на его основе феноменология [2] означают, что установка релятивизма - «Два события могут быть причинно связаны друг с другом только в том случае, если интервал между ними времениподобный, что непосредственно следует из того, что никакое взаимодействие не может распространяться со скоростью, большей скорости света» [5] - требует дополнения.

Стагнация СМ (с середины 1970-х ¹¹ Все Нобелевские премии за развитие современной Стандартной Модели физики элементарных частиц, присуждённые после принятия теоретиками в середине 1970-х математической структуры суперсимметрии (без доказательства её реализации в эксперименте!) - 1979: «За вклад в объединённую теорию слабых и электромагнитных взаимодействий между элементарными частицами, в том числе предсказание слабых нейтральных токов»; 1980: «За открытие нарушений фундаментальных принципов симметрии в распаде нейтральных K-мезонов (нарушение CP-симметрии)»; 1999: «За прояснение квантовой структуры электрослабых взаимодействий»; 2004: «За открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий»; 2008: «За открытие механизма спонтанного нарушения симметрии в субатомной физике; За открытие источника нарушения симметрии, которое позволило предсказать существование в природе, по меньшей мере, трёх поколений кварков»; 2013: «За теоретическое обнаружение механизма, который позволяет нам понять происхождение массы субатомных частиц, подтверждённого в последнее время обнаружением предсказанной элементарной частицы в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН», -присуждены за работы, опубликованные до 1975 г. ) является следствием отмеченного когнитивного перекоса, поскольку все надежды её преодоления связывают со сверхвысокими энергиями - пока безуспешно.

«Один опыт» и полувековая история наблюдений аномалий аннигиляции позитронов/ортопозитрония в конечном состоянии -распада в системе «²²Na - газ неон; около 9% ²²Ne в естественной смеси изотопов неона» [1,2], незамеченные мировым физическим сообществом, достаточны для расширения представлений кинематики пространства-времени. Действительно, нет иной возможности понять природу эффекта Мёссбауэра с участием жёсткого -кванта в газовой (!) фазе

,

- только постулировать в конечном состоянии макроскопическую кристаллоподобную (пространственноподобную!) структуру АДД с ядром АДД, несущем заряды всех физических взаимодействий (сильного - квазипротон/ и электрослабого/) в узлах решётки ядра АДД и компенсирующую решётку в зазеркалье с противоположными знаками всех квазичастиц [2]. Этот постулат раскрывает «микроструктуру» космологической концепции вакуумоподобных состояний вещества/ВСВ [6]. Включить в кинематику и динамику СМ ограниченный двузначный () пространственно-подобный 4-объём пространства-времени «снаружи» светового конуса (ВСВзазеркалье) оказалось возможным вследствие представления -распада типа (²²Na, ⁶⁴Cu, ⁶⁸Ga и др.) как топологического квантового перехода/ТКП и присутствия в уникальной динамике ортопозитрония уединённого виртуального фотона (). Это проявилось и в значительном превышении наблюдаемой скорости самоаннигиляции -o-Ps ()%, образованного в веществе в конечном состоянии -распада, по сравнению с вычислениями высочайшей точности (КЭД - до 0,00016%) [7].

Вычисления представляют самоаннигиляцию o-Ps, образованного позитроном от рождения e⁺- e--пары (КЭД-o-Ps) - ³(e⁺e-)₁. АДД в целом содержит ~ 10¹⁹ ячеек/узлов

,

а ядро АДД

.

Макроскопический размер АДД - (и ядра АДД - ) определяется размером элементарной ячейки (постоянной решётки квазикристалла - ). Эту величину естественно связать со временем виртуальной аннигиляции ортопозитрония

см, и,

поскольку объём АДД представляет 3-поверхность 4-объёма пространства-времени

км

см.

В результате, исходный -распад (ТКП) переводит ограниченный 4-объём пространства-времени в состояние ложного вакуума (ВСВ«+»зазеркалье«-»), который предсказан в космогонической концепции [6] Позже, с позиций КТП это сделано независимо в работах [8], и математически, путём расширения ОТО на основе метода хронометрических инвариантов А.Л. Зельманова, - в монографиях [9].; его «микроструктура» может быть теперь, в конечном состоянии -распада, представлена в виде «дефекта» пространства-времени

.

Теперь, для завершения кинематики ограниченной области 4-объёма пространства-времени «снаружи» светового конуса, на очереди вопрос - какие фундаментальные алгоритмы необходимо привлечь для обоснования пространственной структуры АДД - его 3-поверхности?

В развитой феноменологии видно сближение с теорией струн.

Википедия: «Теория струн - направление теоретической физики, изучающее динамику взаимодействия не точечных частиц, а протяженных одномерных объектов, так называемых квантовых струн. Теория струн сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности, поэтому на её основе, возможно, будет построена будущая теория квантовой гравитации.

Всю совокупность возможных реализаций низкоэнергетического мира из исходной суперструнной теории называют ландшафтом теории. Оказывается, таких вариантов поистине огромно. Считается, что их число составляет как минимум 10¹⁰⁰, а вероятнее - около 10⁵⁰⁰, не исключено, что их вообще бесконечное число».

Теория струн, разрабатываемая полстолетия известными и выдающимися теоретиками современности (с 1960-х), как развитие СМ, пока не преодолела проблему ландшафта и не получила пока реализации в общепринятом эксперименте.

Ренессанс теории струн, как необходимого дополнительного аспекта СМ для формулировки Теории Всего (КТП с включением гравитации), видится сегодня (пока на уровне феноменологии) в обосновании формирования вакуумной структуры АДД, как двузначного () абсолютно твёрдого тела/АТТ(замещение контрпродуктивной феноменологии «тахион»).Для обоснования формирования ядра АДД в составе АДД в гравитационном поле достаточной силы была привлечена проблема гамильтонова пути (путь, проходящий через каждый узел АДД ровно один раз) - пути по гигантскому множеству узлов (ядро и оболочка АДД). Положительный результат решающего эксперимента для Проекта новой (дополнительной) -физики «снаружи» светового конуса станет, по существу, также физическим доказательством математической теоремы существования гамильтонова пути [10] и реализацией в природе теоремы Пуанкаре-Перельмана (после доказательства Г.Я. Перельманом/2002-2003 гипотезы А. Пуанкаре/1904).

АДД реализуется путём развёртывания в конечном 4-объёме гамильтонова пути, который представляет вакуумную структуру - компенсированную по всем физическим наблюдаемым двойную струну (ВСВ «+» зазеркалье «-»). Каждый шаг гамильтонова пути образует в ВСВ«+» ячейку АТТ с постоянной решётки (шаг по ребру кубической решётки , малой или большой диагонали ячейки ), - в зазеркалье воспринимается физическим наблюдателем (и -o-Ps) как планковская длина (см. ниже). Развёртывание каждой из ~ 10¹⁹ ячеек АТТ завершается сменой направления гамильтонова пути путём формирования узла«+» с положительными массами квазичастиц (,) и узла«-» в компенсирующей струне с противоположными зарядами (,) и отрицательными массами квазичастиц.

Результат: вакуумная двузначная () структура АДД.

Осцилляции -o-Ps (предметная формализация физического наблюдателя) «наружу» светового конуса имеют исчезающе малую частоту (энергия сверхтонкого орто-парарасщепления позитрония) по сравнению с планковской частотой смены направления гамильтонова пути при стохастической самораскрутке ингредиентов АДД (ВСВ зазеркалье)

,

и для физического наблюдателя

, .

Это означает, что для -o-Ps, находящегося на любой стороне светового барьера, и для экспериментатора (физического наблюдателя), находящегося «внутри» светового конуса, макроскопический 4-объём «-»-ингредиента АДД «снаружи» светового конуса (зазеркалье) релятивистски сжат до планковских размеров. Иначе невозможно понять представления «о физике на планковских расстояниях» [11]. Релятивистское сжатие при и взаимная стохастическая самораскрутка ингредиентов АДД (ВСВзазеркалье) , отображаемые формулой преобразования момента (спина) - главная идея феноменологии полного вырождения пара- и ортопозитрония в суперсимметричной квантовой электродинамике (СКЭД):это позволило вычислить число узлов/ячеек в ядре АДД.

При этом суперсимметрия реализуется как суперантиподная симметрия

Интересно, что время развёртывания гамильтонова пути в ядре АДД совпадает со временем самоаннигиляции o-Ps (a + b + c = 1)

с,

а в АДД - можно сопоставить с годом на Земле

с.

Двузначный пространственно-подобный (кристаллоподобный) бозон с положительной и отрицательной планковскими массами ингредиентов АДД (ВСВзазеркалье) воспринимается физическим наблюдателем, как векторный бозон (спин 1), т.е. скалярное (тахионное) поле Хиггса в конечном состоянии -распада порождает локальную причинность, обусловленную присутствием физического наблюдателя (особый статус представителя Homo Sapiens) физический наблюдатель (-o-Ps).

Калибровочные поля - это основа Стандартной Модели. «Все известные взаимодействия полей - сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное - обладают свойством локальной калибровочной инвариантности. Следовательно, принцип калибровочной инвариантности есть фундаментальный принцип физики <…> и является характерной особенностью мира. Суть этого феномена заключается в том, что при явно релятивистски-инвариантном формулировании названных теорий приходится вводить нефизические степени свободы, скорости которых (их производные по времени) не входят в лагранжиан, и, следовательно, они не подчиняются каким-либо уравнениям движения. Последнее означает, что лагранжиан не меняется при их варьировании («калибровочная инвариантность»), и подобные степени свободы могут фиксироваться произвольно во все моменты времени. Отсюда, в частности, следует, что физический и нефизический секторы не влияют друг на друга (в классической физике)» [13] (подчёркнуто - Б.Л.). Отсюда следует альтернатива утверждению «…физический и нефизический секторы не влияют друг на друга (в классической физике)», поскольку только в «дополнительной -физике» с привлечением феноменологии макроскопической структуры АДД можно обосновать влияние друг на друга времени подобного («внутри» светового конуса)и пространственно-подобного («снаружи» светового конуса) секторов квантово-релятивистского мира. Отсюда также следует расширение принципа причинности, подобно расширению принципа калибровочной инвариантности - от общепринятой глобальной формулировки принципа причинности к локальной, отвечающей логике первого наблюдателя физического явления.

А уже реальному физическому наблюдателю необходимо приложить усилия для того, чтобы научное (интеллектуальное) сообщество приняло впервые установленную им в природе неизвестную ранее причинно-следственную связь, т.е. довести результат эксперимента или теории до общего признания - до истины (глобальной причинно-следственной связи). Локализация калибровочной инвариантности обнаруживает существование в природе нового физического поля - тахионного поля Хиггса.До экспериментального открытия тёмной энергии/тёмной материи (1998) такое определение сущности поля Хиггса было бы с позиций КТП неприемлемо: Википедия/Wikipedia (31 января 2016): механизм Хиггса формирования массы обычного вещества «…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».

Википедия (26 апреля 2017): «Появление тахионов может быть смертельной проблемой для любой теории: хотя понятие мнимой массы сомнительно, скалярное поле здесь действительно квантуется, и выясняется, что для случая нестабильного скалярного поля информация всё же не распространяется со сверхсветовой скоростью. На самом деле, мнимая масса означает, что система нестабильна и решения растут экспоненциально, но не со сверхсветовой скоростью (без нарушения причинности). Тахионная конденсация приводит физическую систему в стабильное состояние, где не присутствуют физические тахионы».

О тахионной природе поля Хиггса (бозон Хиггса), формирующем массы фундаментальных (элементарных) частиц материи (протона, электрона, нейтрино и их античастиц), стало возможно говорить после открытия тёмной энергии/тёмной материи, что является следствием локализации принципа причинности. С введением АДД, взамен контрпродуктивной феноменологии «тахион» в Проекте новой (дополнительной) -физики «снаружи» светового конуса, подчёркнутая часть приведённого выше определения будет уточнена. При этом определяется механизм формирования тёмной энергии и массы тёмной материи в конечном состоянии -распада атомных ядер. Теория Всего - термин, обозначающий в последние десятилетия предмет усилий выдающихся теоретиков по созданию единой теории поля (с 1920-х) [14,15], - также расширит своё содержание: локализация принципа причинности включает сознание Homo Sapiens в квантовую теорию поля.

гравитация квантовый физика вакуум

Библиографический список

1. Левин Б.М., Коченда Л.М., Марков А.А., Шантарович В.П. Временные спектры аннигиляции позитронов (²²Na) в газообразном неоне различного изотопного состава. ЯФ, т.45(6), с.1806.,1987

2. Levin B.M. Atom of Long-RangeAction Instead ofCounter-Productive Tachyon Phenomenology. Decisive Experiment of the New (Additional) Phenomenology Outside of the Light Cone. Progress in Physics, v.13, issue 1, p.11, 2017;

3. Levin B.M. Half-Century History of the Project of New (Additional) -Physics. Progressin Physics, v.13, issue 1, p.18, 2017.

4. Левин Б.М. Ортопозитроний: программа критических экспериментов. ЯФ, т.52(2/8), с.535, 1990; Крамаровский Я.М., Левин Б.М., Чечев В.П. Ортопозитроний, зеркальная Вселенная и первичный нуклеосинтез. ЯФ, т.55(2), с.441, 1992;

5. Левин Б.М., Соколов В.И., Хабарин Л.В., Юденич В.С. Сравнительные измерения изотопного состава микроследов гелия в дейтерии после облучения позитронами (²²Na). ЯФ, т.55(10), с.2604, 1992;

6. Левин Б.М. К вопросу о кинематике однофотонной аннигиляции ортопозитрония. ЯФ, т.58(2), с.380, 1995;

7. B.M. Levin. Orthopositronium: `Annihilation of Positron in Gaseous Neon'. arxiv.org/pdf/quant-ph/0303166.pdf;

8. B.M. Levin. The Orthopositronium-Lifetime Puzzle is Not Solved: on the Effect of Non-Perturbative Contribution. http://cds.cern.ch CERN Document Server, EXT-2004-016;

9. Kotov B.A., Levin B.M., Sokolov V.I. Orthopositronium: “On the possible relation of gravity to electricity”.

10. Levin B.M., Sokolov V.I. Whether can the decision of the orthopositronium problem to stimulate the studyingproblem of a dark matter in the Universe?

11. Sokolov V.I. On an additional realization of supersymmetry in orthopositronium lifetime

12. Lorenz K. Die acht todsьnden der zivilizierten Menshheit. R.Piper & Co. Verlag, Mьnchen, 1973.

13. Лоренц К. Восемь смертных грехов цивилизованного человечества. Пер. с нем. М., «Республика», 1998.

14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., ФИЗМАТЛИТ, 2006.

15. Глинер Э.Б. Алгебраические свойства тензора энергии-импульса и вакуумоподобные состояния вещества. ЖЭТФ, т. 49(8), с.542, 1965.

16. Westbrook C.I., Gidley D.W., Conti R.S., and Rich A. Precision measurement of the orthopositronium vacuum rate using the gas technique. Phys. Rev., 1989, v.A40(10), p.5489;

17. Nico J.S., Gidley D.W., and Rich A., Zitzewitz P.W. Precision Measurements of the Orthopositronium Decay Rate Using the Vacuum Technique. Phys. Rev. Lett., 1990, v.65(11), p.1344;

18. Vallery R.S., Zitzewitz P.W., and Gidley D.W. Resolution of the Orthopositronium-Lifetime Puzzle. Phys. Rev. Lett., 2003, v.90(20), p.203402.

19. Андреев А.Ф. Макроскопические тела с нулевой массой покоя. ЖЭТФ, т.65(4/10), с.1303, 1973;

20. Андреев А.Ф. Гравитационное взаимодействие частиц нулевой массы. Письма в ЖЭТФ, т.17(8), с.424, 1973.

21. Андреев А.Ф. Спонтанно нарушенная полная относительность. Письма в ЖЭТФ, т. 36(3), с.82, 1982.

22. Рабунский Д.Д. Три формы существования материи в четырёхмерном пространстве-времени. М., 1997;

23. Борисова Л.Б., Рабунский Д.Д. Математическая теория движения частиц в четырёхмерном пространстве-времени. М., 1997.

24. Левин Б.М. Тёмная материя и тёмная энергия - две формы существования атома дальнодействия «снаружи» светового конуса.

25. Прохоров Л.В. О физике на планковских расстояниях. Пространство и сеть. ЭЧАЯ, т.38(3), с.696, 2007;

26. О физике на планковских расстояниях. Струны и симметрии. ЭЧАЯ, т.43(1), с.5, 2012.

27. Левин Б.М. К вопросу о кинематике однофотонной аннигиляции ортопозитрония. ЯФ, т.58(2), с.380, 1995.

28. Прохоров Л.В. Вопросы теории калибровочных полей. Изд. СПбГУ, 2007.

29. Weinberg S. Dreamsof a final theory. The scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature. Vintage Books A Division of Random House, Inc. New York, 1993. Вайнберг С. Мечты об окончательной теории. Физика в поисках самых фундаментальных законов природы: Пер. с англ. М., УРСС, 2004.

30. Barrow J.D. New Theories of Everything. Oxford University Press, USA, 2007. Барроу Д. Новые теории всего. Пер. с англ. - Минск: Попурри, 2013.

Размещено на Allbest.ru