Атомное взаимодействие
электрона (кванта света)
с материальной частицей
Как сегодня видят учёные атом водорода? Атом водорода
состоит из одного электрона, который вращается вокруг одного протона. Кроме того, в атоме, согласно
теории b - распада, должна быть ещё
одна частица - нейтрино. Кроме того, согласно квантовой хромо - динамике,
протон должен состоять из трёх кварков. Кроме того, кварки связаны между собой
другими частицами - глюонами. И это самый простой атом. А следующие атомы -
сложные. Считают, что они должны состоять из многих электронов, протонов,
нейтронов, кварков, глюонов. И ещё приходиться вводить новые частицы в их
структуру - пи-мезоны, которые осуществляют взаимодействие внутри ядра. Такой
сложный набор составных частей в атоме - абстрактен. Это нарушает принцип
развития природы - от простого к сложному. Мне кажется, что такая модель атома
- это пища для юмористов и сатириков. Потому что есть простой атом, есть
сложный атом. И разумный человек, в конечном счете, также состоит из атомов. Но
разве в предлагаемой картине атома видна причина возникновения разумной жизни,
разумного человека?
* *
*
Сначала учёные представляли себе атом, как
наименьший, неделимый кусочек материи, обладающий массой. Именно обладание
массой считалось важнейшей
характеристикой атома. Наименьшей массой обладал атом водорода. И этот факт
нашёл отражение в периодической таблице Менделеева.
Однако, в 1897 году Дж. Дж. Томсон открыл ещё более
мелкую частицу, масса которой была приблизительно в 1840 раз меньше массы атома
водорода. Тогда многие учёные не знали, что делать с этой частицей. И велика
заслуга Томсона, что он нашёл ей место в природе. В 1903 году он создал теорию
атома, в которой соединил найденную им наименьшую частицу с «атомом водорода».
Найденная им частица получила название электрон, а «атом водорода» получил
название - протон. В историю науки созданная им модель вошла под названием
«пудинг с изюмом».
В 1911 году Э.Резерфорд кардинально усовершенствовал
эту модель атома. Модель получила название «планетарной», но она была
неустойчивой. Резерфорд сравнивал модель своего атома с моделью солнечной
системы, т.е. рассматривал механическую систему взаимодействия электрона с
протоном. Но в этом случае электрон должен был очень быстро упасть на протон и
атом должен был бы очень быстро прекратить своё существование. А этого не
наблюдалось.
В 1913 году Н.Бор усовершенствовал модель Резерфорда
и придал ей устойчивость. Но для этого ему пришлось ввести два странных
постулата:
1)Электрон в атоме вращается на каких-то
стационарных орбитах.
2)Электрон излучает энергию E=ħw тогда, когда перескакивает с одной орбиты на
другую.
Введя эти постулаты в теорию атома, Н.Бор соединил
классическую и квантовую физику вместе. Для всех это было странно, но модель
давала правильные результаты и её признали.
При этом физики шутили, что по понедельникам, средам
и пятницам надо пользоваться классическими законами, а по вторникам, четвергам
и субботам - квантовыми. И сам Резерфорд по этому поводу писал Бору: «Ваши
взгляды на механизм рождения водородного спектра очень остроумны и кажутся
отлично разработанными. Однако сочетание идей Планка со старой механикой делает
весьма затруднительным понимание того, что же лежит в основе такого
механизма...».
Потом А.Зоммерфельд, В.Паули, Дж.Уленбек и
С.Гоудсмит улучшили модель Бора. В результате этих нововведений электрон должен
вращаться не только вокруг своего ядра, но и совершать вращение вокруг
собственной оси. Оказалось, что поведение электрона в атоме не подчиняется
обычным законам макромира.
Странное поведение электрона в атоме. Почему?
Потому, что теперь модель атома перестала быть
механической. Атом оказался не механической моделью, атом оказался больше, чем
тпросто механическая модель. Теперь в атоме удачно сочеталось взаимодействие
двух разных частиц: материальной и духовной. Это взаимодействие описывается
сочетанием классических и квантовых законов в физике.
Объединение в атоме двух разных частиц: материальной
и духовной – это тот союз, который впоследствии создаст всё многообразие
материального Бытия.
* *
*
На первом этапе квант света взаимодействует с материальной
частицей как слабый заряд – e1.
На втором этапе квант света взаимодействует с
материальной частицей как заряд (электрон), создающий электромагнитное поле – e2. Этот процесс происходит на каком-то минимальном расстоянии между
ними.
Третий этап взаимодействия – атомный – e3.
Квант света (электрон) - активная частица, которая
вращается вокруг материальной, пассивной частицы - протона. Теперь, чтобы
взаимодействовать с протоном, электрон непосредственно приклеивается к нему.
Что значит - приклеиться к протону? Это значит, что электрон, вращаясь в
непосредственной близости от протона, своим вращением так размягчил оболочку
протона, что его поверхность представляет собой не твёрдый шар, а тягучую,
вязкую, болотистую поверхность шара. Погружение в эту вязкую поверхность как бы
приклеивает электрон к протону. Эффект прикрепления как бы увеличивает массу
электрона во много раз. Предположим, что вес карандаша 10 грамм. Однако, будучи
приклеенный к столу, его вес как бы увеличивается во много раз. Все зависит от
качества клея. . Поэтому нет надобности
придумывать новые частицы, более тяжёлые, чем электрон, чтобы объяснить силу,
удерживающую все протоны в одном ядре.
Приклеившись к вязкой поверхности протона, электрон
совершает два движения - вокруг него и вокруг своей оси. Электрону приходится
всё время работать, то есть совершать два вида вращения, чтобы сохранить
поверхность протона вязкой. Эти действия приводят к возбуждению атома,
возникает линейчатый спектр излучения. Различные электроны (в зависимости от
импульса Гоудсмита-Уленбека) в разной степени связаны с протоном, поэтому атом
может находиться на различных определённых возбуждённых энергетических уровнях.
А как электрон, будучи погружённый в вязкий протон,
может одновременно вращаться на расстоянии от него? Согласно преобразованиям
Лоренца, электрон обладает способностью к деформации. Деформация электрона
возможна совершенно разная: круг, эллипс, шар. И он может растянуться в тонкую
лучистую струну, когда отрывается от протона.
Если электрон отрывается от ядра - протона, то
происходит излучение энергии по формуле E=ħw. Что значит - «электрон
отрывается от ядра»? Это значит, что электрон, в процессе изменения формы шара
на круг, на каком то участке так растягивается, что приобретает форму струны,
которая рвётся в точке закрепления с протоном. Утверждают, что оторванный квант
света, всегда поляризован. Как же может выглядеть этот оторванный,
поляризованный квант света? Только как круг. Вот схема отрыва электрона от
протона:
e=±Öaħc E=hc E/M=c2
А атом без электрона разрушается. Теперь
материальная частица – протон, может совершать только хаотическое тепловое
движение. Это движение обладает сплошным спектром.
Есть и другая схема, которая описывает разложение
атома водорода на протон и электрон. Эта схема выглядит так: H ↔ p+e. В этом процессе обнаруживается «дефект
массы», ее недостача. Этот «дефект массы» связан с изменением состояния
электрона, перехода его в другую систему отсчета.
Атом – это первый устойчивый объект, созданный
электроном. Можно сказать, что с создания атома водорода непосредственно
начинается история развития жизни на планете.
* *
*
В § 7 я
рассказал о том, как квант света вырвался из моего сердца и помчался в звёздную
пустоту. При этом он растянулся в очень
тонкую струну, которая была прикреплена к сердцу. Этот и другие религиозные
опыты помогли мне понять сущность формул физики. Я не прошу считать мой опыт
доказательством теории строения атома. Я прошу понять, как важен религиозный опыт
в процессе познания.
Однако
я хочу обратить внимание читателя на такой интересный факт.
В квантовой хромодинамике рассматривают взаимодействие между кварком и глюоном в частице. Кварки в свободном состоянии не наблюдаются и причину этого факта объясняют так. Когда хотят вытащить кварк из частицы, то глюоны образуют цепочку-струну. И чем сильнее тянуть кварк, тем сильнее будет сопротивление, т.е. по мере увеличения струны-сила связи возрастает. Это явление противоречит электромагнитному взаимодействию, где все обстоит наоборот. А если струну удастся разорвать, то появляется антикварк. Я уже писал, что квантовая хромодинамика- абстрактная математическая теория. Но она хороша тем, что не дает заснуть человеческому разуму. Если эту теорию применить к другой системе отсчета, то она не покажется слишком парадоксальной, а мой религиозный опыт не покажется слишком фантастическим.
* *
*
Формула электрона в атомном взаимодействии
такая: e3=±Öħca
e3 – заряд кванта света - электрон в атоме,
ħ – импульс Гоудсмита-Уленбека.
с – скорость (частота)
вращения кванта света;
a – коэффициент объёмного
расширения от 1/137 до (1/137)2.
В зависимости от сложности атома величина этих коэффициентов – различна.
Таким образом, структуры атомного и электромагнитного взаимодействия похожи. Разница только в количественном значении одних и тех же величин, участвующих в процессе взаимодействия.
При этом можно проследить цель взаимодействия –
стремление к углублению и улучшению процесса взаимодействия.
* *
*
Постепенно возникает сложный атом.
В сложном атоме сейчас предполагают существование множества электронов. Но при этом пришлось ввести странный принцип - «принцип Паули». В 1926г, для объяснения структуры атома Паули выдвинул предположение, что: «...уровень является уже «заполненным», если он занят одним единственным электроном; состояния, противоречащие этому постулату, запрещаются». То есть, уровень энергии в атоме определяется одним единственным электроном.
Это надо понять так: если в атоме находится больше,
чем один электрон (например, два электрона), то этот атом представляет собой
«сиамского близнеца», а такое состояние - ненормальное.
Окружающий нас мир обладает разумом. Поэтому атом
надо понять как первую ступень в эволюционной лестнице построения разумного Бытия.
* *
*
Электрон прикреплен к протону и создает первый атом.
Постепенно вокруг этого атома группируются другие материальные частицы -
протоны. Они составляют ядро атома. Но этот атом уже не простой, а сложный.
Утверждают, что ядро сложного атома состоит из двух
частей - из протонов и нейтронов. Их масса почти одинакова, и поэтому физики
выдвинули предположение, что протоны и нейтроны - это одни и те же частицы,
только в разных энергетических состояниях.
Когда нейтрон испускает электрон, то он превращается
в протон. А когда протон поглощает электрон, то он превращается в нейтрон.
Таким образом, надо предположить, что существует только одна материальная
частица, которая, в зависимости от того, присутствует в ней электрон или нет,
имеет разное энергетическое состояние.
Когда была создана такая схема атома, то очень
быстро было подсчитано, что электроны слишком легки, чтобы осуществлять связь в
ядре, чтобы с их помощью можно было объяснить два основных свойства в ядре
атома: короткодействие и большую интенсивность. Тогда японский физик Х.Юкава
математически показал, что масса у подходящей частицы, которая бы осуществляла
связь между протонами, должна быть приблизительно в 270 раз больше массы
электрона. И когда были созданы ускорители, то учёные действительно нашли такую
частицу. Ускорители - это «палочка-выручалочка» для физиков. С помощью этой
«палочки-выручалочки» они открыли уже свыше тысячи элементарных частиц. Время
жизни большинства из них - ничтожно мало
t=10-23 сек. Они умирают, не успев родиться. Из таких быстро разваливающихся
частиц материальный мир не построишь. И атом водорода из них не состоит. Но это
ученых не смущает. Они делают вычисления ради самих вычислений, не зная
начальных условий Бытия. Не сизифов ли это труд? К сожалению, не совсем. В
огромном зале, в торжественной обстановке его величество король вручил
предсказателю новой частицы Юкава Нобелевскую премию за его математический
виртуальный труд. Коллега Нострадамус мог бы ему позавидовать. И не ему одному.
С созданием ускорителей возникла целая армия предсказателей. Если надо решить
какую-то проблему, то сразу же предсказывают существование новой частицы,
ответственной за эту проблему. И создав более мощные ускорители, предсказатели
торжествуют: «Новая частица нашлась!». Чья это победа?
Если бы учитывался эффект приклеивания электрона к
протону, то не было бы надобности в предсказании новых, тяжелых частиц.
* *
*
Если бы атомы соединялись бы друг с другом хаотично, случайно, без цели, то весь разумный мир превратился бы в нелепейшее соединение элементов.
Поэтому на вопрос: «Когда начинается мышление?» надо дать ответ: «С простейшего атома водорода».
Духовные Строители Бытия - Кванты света, многие миллиарды лет учились взаимодействовать с материальными частицами - протонами, постепенно создавая всё великолепие и многообразие жизни на планете Земля. Мы не сразу стали такими «умными - при галстуке, в шляпах и очках», как выглядим теперь.