Постійна тонка структура дорівнює. Фізичний зміст постійної тонкої структури

Тимофій Гуртовий

Фізичний зміст

постійної тонкої структури

Безрозмірна постійна, рівна 1/137, була отримана німецьким фізиком-теоретиком Арнольдом Зоммерфельдом, 1916 року, ще до створення квантової теорії. Згодом вона отримала назву постійної тонкої структури.Числове її вираз отримано у системі СГСЕ, з математичного висловлювання, що має такий вид:

2π e2

а= ─── , (1)

hЗ

де: а -постійна тонка структура; e – заряд електрона; h – Планка стала; С –швидкість світла.

Спроби дізнатися, що означає ця постійна, зрештою, призвели до того, що вона нібито характеризує електромагнітна взаємодія. Однак це хибнаїї інтерпретація. Пізнати її сутність досі так і не вдалося. Єдине, що є зрозумілим, то це її приналежність до процесу отримання спектрів атомів, оскільки вихідне відноситься до цієї галузі.

Незрозумілість вираження (1) привертаючи увагу викликає до нього цікавість. А те, що воно відноситься до явища атомних спектрів, процесу мало вивченого – подвійна цікавість. І в питаннях його розгадки призводить до роздумів, навіть таких: чи не може бути, що в цьому процесі маса викинутих з атома електронів не є постійною величиною? У такому разі розмірність бути повинна. Хіба що воно є результатом якогось співвідношення в цьому процесі, на що у своїй роботі «натякав» сам Зоммерфельд. Тоді величина може бути безрозмірною. Так було помічено, що рівняння (1) можливо, аналізуючи далі, продовжити і завершити таким чином, щоб воно вказувало б на його фізичну сутність, що було виконано.

При завершенні аналізу виявилося, що рівняння (1), справді виражає співвідношення певних величин, у процесі коли атом перебуває в стані великого енергетичного навантаженняв результаті високої температури. Однак не в процесі виникнення спектру, рахунок випромінювання, а зв'язку з процесом, що відбувається в самому атомі.

Якщо якусь речовину, підвищуючи температуру, привести в пароподібний стан, його атоми починають випромінювати спектри резонансних частот. Але випромінюють не самі атоми, а частинки в момент їхнього викиду з перезбуджених атомів.

Математичний вираз тонкої структури, у такому разі, має описувати якийсь суттєвийфакт, що має місце у цьому процесі. Тому завершення рівняння Зоммерфельда за участю електронів було проведено з позиції виникнення вільних носіїв струмупри перезбудженні атома.

В результаті продовженого аналізу вираз (1) було перетворено на рівняння (2), з якого тепер випливає його фізичний зміст (висновок у проекті, підготовленого, 2-го видання).

2π σ

а = ──── , (2)

Електрична провідність – це фізичний параметр, електричного ланцюга, який свідчить про здатність деяких матеріалів, в тій чи іншій мірі проводити електричний струм. Загальна розмірність провідності – [см /з ].

Приймаючи в (2) провідність загальної, підкреслюємо, що сам ланцюг електричного струму, даному випадку, не розглядається і провідність залучається лише як параметр кінетики носіїв струму. У такому разі постійна тонкої структури (2), із загальною провідністю, буде величиною безрозмірною (3).

а = 2π σ [см/с]/З [см/с]= 1/137(3)

Рівняння (3), описуючи рух, виходячи з розмірності загальної електричної провідності [см /з ] , показує ставлення якихось двох швидкостей електрона Vе1і Vе2в атомі. І, відповідно до структури рівняння, має бути постійною величиною (4).

аv = Vе1/ Vе2= 1/137 (4)

Електрон, як відомо, є стабільною фундаментальною елементарною частинкою. Відповідно до фізики раціональної, конституція матеріальних об'єктів є сукупністю речовинності, як зовнішньої оболонки, і керна абсолютної порожнечі у центрі. Стабільність частинок, у такому разі, буде обумовлена ​​достатністю обсягу керна абсолютного вакууму, що забезпечується граничною, рівною – С, вихровою швидкістю її тонкої першоплазмовийоболонки. Вихрова швидкість оболонки частинки, в даному випадку електрона, надаючи йому обертальний рух, змушує його рухатися в Простір по спіралі, з тією ж граничною швидкістю. Цю швидкість називатимемо спинорний .

Крім швидкості спіральної (спінорної), електрон, що рухається в Просторі, має і швидкість прямолінійної (поступальної), що викликається прискорювальною енергією зовнішнього електричного поля.

Спіральнашвидкість електрона задається його орбітальнимрухом в атомі. А оскільки подібна величина орбітальної швидкості (рівна - С) в атомі може бути тільки біля поверхні вакуумного керна, значить, електрон скидається з поверхні керна, тобто з його центру, і в момент мінімального обсягу, переходячи кордон сфери, в процесі осциляції . В результаті скидання виникає швидкість електрона - поступальна. Ця швидкість частки є її швидкістю виходу з атома. Тому є всі підстави вважати, що рівняння (4) виражає відношення швидкостей електрона в атомі : швидкості виходу (Vе1 = Vе. в.) , до швидкості орбітальної (Vе2 = Vе. о.) , інакше, спіральної (спінорної) у просторі – С .

Відповідно до (4) швидкість виходу електрона з атома постійна і менша за граничну – С, строго певним чином, у 137 разів.

Аналізуючи рівняння (4), не можна не помітити деяку фізичну, скажімо так, «Несправедливість»яка з нього так само випливає. Постійність просторової спіральної швидкості електрона, що дорівнює – С, стверджує сталістьі рівністьшвидкостей всіхелектронів, з тієї чи іншої причини, що залишають межі атомів, тобто. рівність швидкостей виходу в будь-якій речовині. Подібного в нормальних умовах не повинно бути, оскільки робота виходу електрона з атома в Простір, для кожного матеріалу, індивідуальна. І виникає підозра, що в нашому аналізі процесу або десь припущена помилка, або це рівняння описує лише окремий випадок.

Однак, якщо врахувати, що в основу математичного дослідження Зоммерфельда покладено явище спектрального прояву атомів, то будь-які сумніви щодо реальності сталостіі рівностішвидкостей виходу з них електронів повинні відпасти. Оскільки це рівняння, дійсно, є окремим випадком, коли саме існування подібних фактів у Природі, дозволяє отримувати спектри атомів, де розподіл спектральних ліній залежить тільки від енергії, що автономно проявляють себе, атомних структур. Так що у разі значного підвищення температури речовини та перетворення її на пару, подібне, тобто. сталістьі рівністьШвидкості виходу електронів, незалежно від використовуваного матеріалу, цілком можливо.

У нормальних температурних умовах, за достатньої енергії збудження, атом випускає лише моноенергетичні електрони, по одному за період, скажімо так, його загальномасової осциляції. При високих температурахатом викидає вже цілий пакет, причому поліенергетичних електронів.

Надмірна кількість енергії, що надходить в атоми, призводить до виникнення додаткових вакуумних зон, між структурними частинами атомів. Це послаблює міжструктурні зв'язки, раніше, нормальному станівисокі. І структурні частини атомів, набувши свободи функціонування, починають осцилювати самостійно, кожна зі своєю резонансною частотою.

В умовах високого ступеняОсциляція, атом, не перестаючи бути цілісною, компактною освітою, як раніше, в сенсі цілісного функціонування, в результаті виникнення міжструктурних зон вакууму, бути перестає. Кожна його структурна частинабуде осцилювати окремо, і кожна у своєму резонансному режимі. Самостійно осцилюючи структурні частини атома самі випускають електрони, таким чином, посилюючи процес звільнення атомів від зайвої енергії, що надходить в них ззовні.

Енергетична самостійність структур атомів, що допускає резонансний режим їх осциляції, ставить ці утворення, у процесі випромінювання ними електронів, у рівні умови. У такому разі сталість відносини в (4) неодмінно буде дотримуватися.

Відмінність за величиною радіусів орбіт електронів, у умовах, створює лише різну, за часом, циклічність, у процесі їх звернень. Від чого залежить частота супутніх цього процесу випромінювань, як і спостерігається як набору спектральних ліній.

Підводячи підсумок, тільки виконаному, Додатковий аналіз рівняння Зоммерфельда, можна сказати, що високотемпературна осциляція атомів створює однакові умови виходу з них електронів, без істотних відмінностей в енергетичних витратах на процес їх викиду для різних речовин. І в умовах енергетичного навантаження атомів, зрівнюючи їх у цій поведінці, призводить до отримання спектру «чистих»резонансних частот, які реально відбивають внутрішню структуру атома

Завершення аналізу

Слід так само помітити, що осцилюючі атоми, як свідчить практика, здатні викидати в Простір частинки і в нормальних температурних умовах, якщо електромагнітні кванти, що поглинаються ними, будуть мати енергію не меншої енергії виходу. Випромінюються в цьому випадку і електрони, і позитрони.

Електрон, як уже було сказано, викидається з центру атома, з поверхні вакуумної зони, де його орбітальна швидкість дорівнює - С. Вона-то і є причина його, такою самою за величиною, спинорнийшвидкості в просторі. Що, є запорукою його міцності та довговічності, дозволяючи йому існувати навіть при неодноразовій взаємодії з мікроструктурою середовища.

Позитрон викидається з поверхневих шарів атома, де швидкість вихрового руху матерії і, отже, його орбітальна швидкість менша за граничну. Тому, володіючи недостатньою кількістю вихрового руху, не отримуючи додаткової енергії, може існувати в просторі лише до першої зустрічі з його мікроструктурою. Після чого розпадається і, випромінювши електромагнітний квант, перетворюється на першоматерію

У явищі отримання спектрів атомів, говорячи про електричну провідність, ми вводили в рівняння її розмірність загальної форми, Т. е., у вигляді фізичного поняття, Що характеризує не рух носіїв струму в електричному ланцюзі, а просто кінетику електронів, які перезбудженими атомами викидаються в простір. Якщо ж розглядати виникнення та рух електронів як носіїв струму в електричному ланцюзі, то в цьому випадку провідність буде фізичним параметром, що характеризує якістьконкретного електричного ланцюга. І має бути, в рівнянні (3), питомий - σ у., маючи розмірність – [ 1 /з ] . Прийняття подібної розмірності одного члена рівняння, порушуючи його колишню безрозмірність, призводить до того, що ця фізична постійна розмірність набуває.

ά= 2π σ у/ З [см/с] = 1 / 137(5)

Тепер у (5), сенсрівняння (4), як відношення яшвидкості виходуелектрона з атома до його швидкості Просторової (орбітальної), через різну розмірність складових, губиться. Щоб відновити колишній сенс рівняння, у його чисельнику має з'явитися розмірність просторової координати – [см] . Але вона може з'явитися тільки з нововведеним фізичним параметром. Чи законно буде подібне нововведення у вже існуюче рівняння?

Якщо розглядати не викид зарядів структурами атома пересиченого енергією, а процес їх отримання за рахунок дії на атоми, що перебувають у нормальному енергетичному стані, електричного поля в ланцюзі електричного струму, яке стимулюватиме вихід електронів (позитронів), то подібний акт можливий. І введеним параметром може стати радіус орбітичастки, що викидається.

Однак новий введений параметр - радіус, маючи власне числове значення, відновивши сенс рівняння своєю розмірністю, тепер порушить чисельну величину його результату. До того ж, ця величина буде постійною лише для атомів одного, конкретного матеріалу. Оскільки частка викидається в електричний ланцюг із її матеріалу. Фізично це означатиме, що рівняння (2) тепер має становити відношення швидкості викиду частинки з атома до її швидкості в електричному ланцюзі, при конкретному матеріалі.І вираз (2), з внесеним просторовим параметром, у вигляді радіусу – r [см]орбітальної частки, набуде наступного вигляду:

2π r σ у

ά = ──── , (6)

де: ά - Величина відношення швидкостей, але не рівна постійної 1/137 ; σ у- Питома провідність матеріалу електричного ланцюга; r– радіус орбіти частинки атома, яка за наявності електричного поля та замкненого ланцюга, стане причиною виникнення електричного струму; З- швидкість світла.

Бета-частинки як носії електричного струму можуть бути і негативними - електрони, і позитивними - позитрони. Ті та інші в ланцюгах електричного струму існують тільки перескакуючи від атома до атома, поки діє в них ЕРС.

Процес виникнення електричного струму в електричних ланцюгах, і його існування там, може бути представлений наступним чином. При виникненні ЕРС в електричному ланцюзі атоми матеріалів складових ланцюг поляризуються. Їхня матеріальна оболонка зсувається щодо вакуумних кернів (останні, являючи вузли кристалічних ґратматеріалу, що утворюють жорстку його систему, і осциляція атомів відбувається навколо них).

Всі взаємодії в матеріальному світівідбуваються згідно з фундаментальним законом Потенційної Градації матерії. В атомах складових матеріали з негативнимкоефіцієнтом Холла, які поставляють у ланцюг електрони, матеріальні оболонки мають більший поверхневий потенціал, ніж потенціал негативного полюса. джерела ЕРС. Тому щодо вузлів решітки оболонки зсуваються у бік цього полюса. І при осциляції, у момент мінімуму обсягу, під впливом ЕРС джерела скидають «частки»-електрониз поверхні сфери вакуумного керну, у зворотному напрямку, у бік позитивного полюса.

В атомах складових матеріали з позитивнимКоефіцієнтом Холла все відбувається навпаки, так як поверхневий потенціал їх матеріальних оболонок менше потенціалу позитивного полюса джерела ЕРС, тому оболонки зсуваються в його бік. Скидаються «частки»-позитрониз поверхні атомів,у момент максимуму об'єму осцилюючого атома, що прискорює їх рух, та у бік негативного полюса джерела ЕРС.

Зважаючи на відсутність вільної першоматерії в міжатомних проміжках матеріалів складових електричний ланцюг, опір руху викинутим «частинкам» відсутній. І їхнє переформування в точково-корпускулярну форму не відбувається. Що, при взаємодії із зустріченими ними атомами матеріалу ланцюга, в результаті інтенсивногогальмування призводить до остаточного їх розпаду та перетворення на першатерію.

Під впливом ЕРС джерела, що виникла першоматеріяутворює загальний потікпо кільцю замкнутого ланцюга. Єдиний потік першочастинок, які і є справжніми носіями електрики, як такого, створений «носіями», що розпалися, - це і є електричний струм. А Усе гальмівні випромінюванняімовірних носіїв – тепло Джоуля.

Першочастинки мають найменший поверхневий потенціал, тому рух їх потоку спрямований у бік позитивного полюса джерела ЕРС. Що, до речі, було прийнято історично, хоч і інтуїтивно, без наукового обгрунтування.

Оскільки в міжатомному просторі струмопровідників, просторове середовище відсутнє, то швидкість потоку носіїв (першочасток), нею не обмежена, буде на багато порядків вищою, ніж у Просторі, з першоматерією. Це і показано в (6) математично, за допомогою внесених чисельних значень питомої провідності - σ ута орбітального радіусу частинки – rв атомі.

Радіус, наприклад, «орбіти» електрона, який може бути викинутий осцилюючим атомом, за величиною, не відрізняється від радіусу керна атома – 7,21·10-12 [см]. Радіус «орбіти» позитрону – дорівнює радіусу атома.

Факт значного перевищення швидкості частинок в електричному ланцюзі щодо їх швидкості у просторі у фізиці вже визнано: швидкість поширення струму в електричному ланцюзі майже миттєва.

Все вищевикладене, засноване на вираженні рівнянні (6), свідчить, що носіїв електричного струму, як постійно існуючого електронного газу, у провідниках немає. Але не тільки воно свідчення цього, є ще й експериментальне підтвердження цього.

Висновки з рівностей – (4) та (6)

Усі структурні матеріальні утворення та окремі частинки, що становлять атом, якщо розглядати їх окремо, завершеної корпускулярної (сконцентрованої, точкової) форми, не мають. Це, як було сказано, кільцеві утворення, що знаходяться у вихровому русі навколо вакуумного керна, кожне за своєю кільцевою орбітою. Сконцентровану, точкову форму частинки набувають при виході з атома в простір, витрачаючи на це енергію. Таким чином , енергія виходу частинки з атома (електрона чи позитрона) в Простір, заповнений першоматерією, – це енергія перетворення її форми. Кільцева форма частинок перетворюється на форму у вигляді кулі з топологією тора. Топологія тора дозволяє вільній частинці мати спин і сприяє її поляризації в електричних та магнітних полях.

У просторі процес перетворення двосторонній. При прискореннячастинки, матерія з розосередженогостану, в просторі, перетворюється на стан зосередженеу частинці, її масу збільшуючи. При гальмуванні, навпаки, матерія зі стану зосередженогов частинці, переходить у стан, розосередженев просторі, її масу зменшуючи.

У атоміж, при викиді частки, відбувається тільки зосередження матерії. Її кільцеподібна форма в атомі, в просторі перетворюється на сконцентровану, точкову форму.

Швидкість перетворення матерії кінцева і дорівнює – З. Час перетворення матерії перебуває у прямий залежність від її кількості. Тому ставлення маси матерії на час її перетворення на першатерію і назад, першому матерії на матерію, величина стала.

аt.= m1 /t1 = m2 /t2 … mn / tn = Const (7)

Відомо, що маси часток, електронів і позитронів, що викидаються, за величиною різні. Однак сумарнамаса носіїв струму в електричному ланцюзі (часток першатерії) - ∑ mн. т.., після перетворення різногокількості матерії, викинутих частинок, в першу матерію, на всіх її ділянках, Що складаються з матеріалів різної провідності (з різним коефіцієнтом Холла), однакова .

Подібне можливе лише за умови, що в момент перетворення відбувається і зміна величини маси, що перетворюється, через різну швидкість руху частинок, що призводить до зрівнювання викидів. Швидкість виходу електрона та позитрону з атома в електричний ланцюг обумовлена ​​їх орбітальними швидкостями, А вони різні - vе. > vп... І при більшої швидкостібуде більша величинадобавки - ∆ m.

∑ mн. т. = mе.(vе.) = mп.(vп.) (8)

Практика показує, що в електричному ланцюзі, що складається з матеріалів з різним коефіцієнтом Холла, величина струму на всіх її ділянках та сама. Значить, повний заряд, що складається із суми елементарних носіївструму (першочасток) ∑ qн. т., що циркулює в ланцюзі, теж постійний. І, враховуючи (7) і (8), слід покласти рівність (9) і тотожність (10).

U ∑ qн. т.= U(qе.+ q п.) = mе.C2 + mп.V2 (9)

∑ qн. т. = qе+ q п.≡ ∑ mн. т. = mе. + mп. (10)

А з цього випливає, що заряд носія – це його маса , виражена в електричних одиницях . Значить, ці фізичні параметричастинки - mі q, через відповідний коефіцієнт - k, Можна прирівняти та отримати механічну електромагнітну масу (11).

m = k q, де kмає розмірність [кг/Кл]. (11)

Можна висловити електромагнітну масу та через параметри електромагнітного поляале це питання вже іншої теми.

Бібліографія

1. Сатаєва О, Афанасьєв Т. ХТО МИ І ЗВІДКИ? /О. Сатаєва, Т. Афанасьєв. // Роздуми, підкріплені матеріалом із монографії«Ми не самотні у Всесвіті», - 1-е вид. - Іркутськ: ІВВАІУ (ВІ), 2007. - 208 с.

<Решение фундаментальной проблемы>
<Решение от Юсупова Роберта>

Справжнім повідомляю всім зацікавленим та зацікавленим громадянам усіх країн та народів, що вирішено фундаментальну проблему фізики, проблему постійної тонкої структури. З'ясовано фізичне значення постійної тонкої структури. Знайдено визначальну формулу для постійної тонкої структури.

Слід відразу ж сказати, що кілька попередніх підготовлених статей з аналогічним повідомленням про відкриття та з детальними викладками в обґрунтування та доказ цього відкриття було відправлено фізичній спільноті Росії до різних фізичних та астрономічних інститутів та в редакції. наукових журналів. Статті були надані до наукового фізичного журналу УФН у 2013 та 2016 роках, але були відхилені під одноманітними надуманими несерйозними приводами. Аналогічна доля спіткала ці статті і під час відправлення в редакції журналів ПЖЕТФ, ЖЕТФ, Доповіді АН, Вісник МДУ (серія 3, Фізика і Астрономія).

Всі ці редакції влаштовані за принципом міжсобойчиків: тільки свої, чужих не пускати. Листи, надіслані на адресу РАН на ім'я трьохпрезидентів залишились без відповіді. Були також надіслані листи до Міністерства освіти і науки РФ, з проханням дати об'єктивну, неупереджену оцінку наукової значущості та спроможності «Теорії Природи» та її світового рівня наукових відкриттів. Про ці відповіді-відписки ми поговоримо і скажемо кілька слів пізніше. Попередньо скажемо лише, що відповіді були негативні.

Займемося справою по суті. Поговоримо про постійну тонку структуру (ПТС, FSC) та про вирішення проблеми ПТС, представлене в рамках «Теорії Природи» Юсупова Роберта. Формат цієї статті для «Прозарію» не дозволяє використовувати математичні формулиТому пояснення буде даватися в основному на словах. Для більш детального, серйозного та ґрунтовного знайомства (з формулами та доказами) слід звернутися до статей автора щодо «Теорії Природи».

А ось широко відомий вислів про ПТС ще одного видатного фізика-теоретика XX століття Вольфганга Паулі: «Коли я помру, насамперед вважаю запитати диявола, – який сенс постійної тонкої структури?»

Про ПТС Макс Борн висловлював такі думки:
«Більш досконала теорія мала б вивести число («альфа» - прим. Юра) за допомогою суто математичних міркувань, не посилаючись на результати вимірів» .
«Але та обставина, що («альфа» - прим. Юра) має значення 1/137, а чи не якесь інше, звісно, ​​є справою випадку, а законом природи. Зрозуміло, що пояснення числа («альфа» - прим. Юра) є однією з центральних проблем природознавства».

ПТС з'являється у співвідношенні, що зв'язує фізичні величини: постійну Планку, елементарний зарядта швидкість світла. У зв'язку з цим англійський фізик-теоретик, Поль Дірак писав: «…невідомо, чому цей вислів має саме таке, а чи не інше значення. Фізики висували з цього приводу різні ідеї, проте загальноприйнятого пояснення досі немає».
==================

Автор спочатку не ставив собі завдання знайти вирішення проблеми ПТС. Загалом кажучи, проблема ПТС звучить так: пояснити фізичний зміст постійної тонкої структури та по можливості знайти визначальні формули для ПТС. Автор ставив перед собою більш «скромну», просте завдання: знайти, відшукати натуральні одиниціприроди: довжину, масу, час. Для цього природно спочатку висувалась гіпотеза (наукова гіпотеза!) про існування у природі таких одиниць.

Автор «Теорії Природи» та цієї статті повністю дотримується єдино правильного і правильного діалектико-матеріалістичного погляду на навколишню природу, який вироблений єдино науковою філософією, - Марксистсько-ленінської філософією та її першою частиною діалектичним матеріалізмом. Мій світогляд - діалектико-матеріалістичне. Мій метод пізнання та дослідження природи цілком діалектико-матеріалістичний метод, розроблений К. Марксом в середині XIXстоліття. Щойно озвучене було основою, фундаментом, стрижнем, стартовою позицією та єдиною та провідною позицією автора на всьому довгому шляху дослідження основ природи та світобудови. Автор ставив собі за мету знайти конкретне прояви (явище, уявлення) матерії у природі. Ці цілі були досягнуті.

Попутно було вирішено цілий рядфундаментальних світоглядних проблем основ фізики та космології, зокрема проблема ПТС. Результати досліджень автора представлені в його «Теорії Природи», яка є, по суті, новою матеріалістичною фізикою та космологією. Успіхи та досягнення «Теорії Природи» вражають навіть самого автора. Досягнуто нового найвищий рівеньу пізнанні людиною природи та її законів. Досягнуто більш поглиблене розуміння природи та чинних у ній законів. Матерія поставлена ​​на чільне місце у фізиці та космології. Матерія введена в лоно фізики як основна фізична величина.

Фізика виведена з довгого, затяжного, вікового, системної кризи, породженого відступництвом від матеріалістичної лінії та переходом під егіду, «під прапор» «фізичного» ідеалізму. Ця вікова дружба, прихильність партії фізиків до «фізичного» ідеалізму дорого обійшлася самій фізиці: фізика перестала бути наукою. Відстороненість, віддаленість, навіть крайня і неприкрита ворожість всієї партії фізиків до матеріалізму, діалектичного матеріалізму, до матерії, як основі світобудови, природи, до матерії, як сутності природи та її субстанції, зіграли злий жарт над самими фізиками і завели глибоко кризи. Виходу із цієї кризи в рамках відданості філософії ідеалізму немає.

Тільки рішучий розрив фізики з філософією «фізичного» ідеалізму та рішучий перехід на позиції діалектичного матеріалізму дозволив сучасній фізиці, як це показано в «Теорії природи», вийти з цієї кризи і повернутися до ладу наук про природу.

До реального відшукання натуральних одиниць природи (маси, довжини та часу) призвело складання системи трьохрівнянь зв'язку. У рівняннях зв'язку використовувалися три невідомі коефіцієнти зв'язку між натуральними одиницями природи (пошуканими) та одиницями СІ (відомими, заданими). Питання відшукання натуральних одиниць природи зводилося тому до питання відшукання цих коефіцієнтів зв'язку. Треба було визначити ці коефіцієнти зв'язку.

Одне рівняння являло собою, по суті, визначення (згідно з визначальною формулою) фундаментальної фізичної величини (ФФВ) максимальної швидкості в природі (це аналог швидкості світла у вакуумі для сучасної фізики).

Друге рівняння, аналогічно, являло собою визначення (згідно з визначальною формулою) фундаментальної фізичної величини (ФФВ) гравітаційної величини Всесвіту (це аналог гравітаційної постійної Ньютона в теорії сучасної фізики, ТСФ).

У основі визначальних формул лежали натуральні одиниці природи (маси, довжини, часу), які мали знайти. Перші два рівняння були цілком очевидними. При переході до одиниць СІ ми отримували у правій частині визначальних формул (рівнянь) відомі числові значеннядля швидкості світла та гравітаційної постійної Ньютона. Цим дві ФФВ були задіяні у рівняннях зв'язку.

Для третього рівняння залишалися ще дві ФФВ – це елементарний заряд у природі (заряд електрона) та постійна тонкої структури. Третьою визначальною рівністю (тотожністю), що призводить до рівняння з невідомими коефіцієнтами зв'язку стало визначення елементарного імпульсу. Як відомо з фізики фізична величинаімпульс (I) є добуток маси тіла, частки з його (її) швидкість: I=m*v. У разі швидкості світла цей вираз набуде вигляду: I=m*c.

Але максимальна швидкість у природі (вона називається теоретично сучасної фізики (ТСФ) швидкістю світла у вакуумі) визначається як відношення натуральних одиниць (вони будуть і мінімальними величинами) природи довжини і часу: c=l/t. З огляду на це співвідношення формула елементарного імпульсу запишеться так: I=m*l/t. Це буде визначальна формула елементарного імпульсу для деякої невідомої поки що матеріальної частинки. Ця матеріальна частка буде натуральним еталоном натуральних одиниць довжини (l), маси (m) і часу (t). При переході до СІ ми отримаємо деякий вираз із коефіцієнтів зв'язку.

Виникне питання: «Чому цей вислів має дорівнювати»? Автор висунув гіпотезу, що це має бути безрозмірна величина постійна тонкої структури, вірніше зворотна величина ПТС. Подальші міркування показали правильність цього припущення автора.

Але разом із цим припущенням (гіпотезою про ПТС) і навіть дещо раніше, автор мав зробити ще одне воістину вселенське фундаментальне супутнє та попереднє відкриття. Це попереднє відкриття полягало у тому, що елементарний імпульс I=m*l/t еталонної матеріальної частинки природи може бути безрозмірною одиницею у системі натуральних одиниць природи: маси (m), довжини (l) і часу (t).

Звідси одразу слідує висновок про те, що фізичні величини натуральні одиниці природи: довжина (l), маса (m) і час (t) повинні бути залежними між собою (у сукупності) фізичними величинами і формула цієї залежності наступна: m*l/ t=1, де праворуч стоїть безрозмірна одиниця.

Кожне з цих відкриттів:
1) елементарний імпульс є безрозмірною одиницею,
2) елементарний імпульс у природі є імпульс мінімальної матеріальної частки у природі (крупиці матерії),
3) крихта матерії є природним матеріальним еталонним «носієм» фізичних величин натуральних одиниць маси, довжини та часу (m, l, t),
4) натуральні одиниці природи маси довжини та часу (m, l, t), як фізичні величини, є залежними в сукупності ФВ та їх залежність задається, визначається формулою m*l/t=1,
5) постійна тонкою структурою є безрозмірна фізична величина, яка визначається дуже простим фізичним виразом: альфа=1 s/(1 m * 1 kg) (див. малюнок)
стоїть нобелівської преміїна мою скромну думку. Це, як кажуть, і їжачку зрозуміло!

Але партія сучасних російських фізиків(Безперечно ворогів прогресу) ніяк це зрозуміти не може ось уже протягом 6 років, посилено блокуючи «Теорію Природи» і замовчуючи її воістину революційні досягнення та успіхи. Мабуть звання фізиків-засранців «зобов'язує». Кожному своє, як то кажуть! За державу, за Росію прикро!

Цей фізичний вираз (альфа=1 s/(1 m * 1 kg)) показує, що ПТС не є фундаментальною фізичною величиною (ФФВ), тобто справжньою природною величиною, як, наприклад, максимальна швидкість у природі (швидкість світла у вакуумі) або гравітаційна величинаВсесвіту (гравітаційна стала Ньютона) або елементарний заряд у природі (заряд електрона). ПТС є фізичною величиною визначальною взаємозв'язок трьох одиниць СІ: довжини (1 метр), маси (1 кілограм) та часу (1 секунда).

Значення ПТС обумовлено нашим випадковим вибором одиниць виміру СІ. ПТС – це рукотворна фізична величина, але з ФФВ. У Природі ПТС немає. Фізичний зміст ПТЗ обумовлений і повністю визначається її визначальною формулою альфа = 1 s / (1 m * 1 kg).

Ось, мабуть, і вся розповідь про постійну тонку структуру, вирішення проблеми якої було знайдено Юсуповим Робертом, вашим покірним слугою, у далекому 2013 році!

Але партія сучасних російських фізиків, фізична еліта, фізична влада досі не визнає це досягнення, цей успіх, поряд з іншими, не менш видатними досягненнямиу фізиці та космології, представленими у невизнаній «Теорії Природи» автора.
==================

Література:
Статті з «Теорії Природи» http://vixra.org/author/robert_yusupov,
Список вирішених «Теорією Природи» фундаментальних проблем світобудови, основ природи, структури та еволюції Всесвіту, проблем фізики та космології, діалектичного матеріалізму http://vixra.org/pdf/1509.0278v1.pdf.
https://ua.wikipedia.org/wiki/Постійна_тонкої_структури.
http://physics.nist.gov/constants.
Бібліотечка Квант. Випуск 066. Фейнман Р. КЕД - дивна теоріясвітла і речовини Москва: Наука, 1988. – 144 с. – (Бібліотечка Квант, випуск 66).
Макс Борн. Таємниче число 137. УФН, 1936, Т. XVI, вип. 6.
Ч. Китель, У. Найт, М. Рудерман. Механіка. Берклеївський курс фізики. М., "Наука", 1975.
Дірак П.А.М. Елементарні частинки. М. "Наука", 1965, вип.3.
==================

31 березня 2018 року
З повагою.
Роберт Юсупов, вільний дослідник, діалектичний матеріаліст, комуніст.

Зображення галактики PKS 1413+135

Eric S. Perlman та ін. / Astronomical Journal

Постійна тонкої структури та відношення мас протона та електрона не могли зменшитися за останні три мільярди років більше, ніж на 10 -6 щодо свого поточного значення. Це встановили дослідники з Індії та США, стаття вчених опублікована в Physical Review Letters, препринт роботи викладено на сайті arXiv.org.

Протікання всіх фізичних процесіввизначається так званими фундаментальними постійними (або константами) - швидкістю світла, гравітаційною постійною, постійною планкою, постійною тонкою структурою і так далі. Ці величини входять до більшості фізичних законіві не залежать від того, як вчені поставили та провели експеримент. Наприклад, постійну тонку структуру можна визначити, вимірюючи g-фактор електрона або швидкість віддачі атома водню при поглинанні фотона - в обох випадках результати збігаються з дуже хорошою точністю (до дев'ятого знака після коми).

Проте, всі експерименти з вимірювання фундаментальних постійних проводяться Землі чи порівняно неподалік неї (наприклад, ). Цілком можливо, що фундаментальні постійні зовсім не постійні, а відрізняються в різних точкахВсесвіту і на різних етапахїї еволюції. Насправді деякі теорії припускають таку поведінку (наприклад, про це йдеться в огляді фізика Карлоса Мартінса). Тому вчені намагаються перевірити, як постійні змінюються з часом, за допомогою різних непрямих методів – наприклад, спостерігаючи за червоним усуненням різних спектральних ліній.

У цій статті група вчених під керівництвом Ніссима Канекара (Nissim Kanekar) показала, що постійна тонкої структури α і відношення мас протону та електрона μ залишалися постійними протягом щонайменше трьох мільярдів років. Для цього вони використовували два різні сателіти (satellite lines) 18-сантиметрової лінії випромінювання радикалу OH. Через правила відбору такі лінії виявляються пов'язані, тобто мають однакову контуру - якщо скласти оптичну товщину двох таких ліній, вони практично точно компенсують один одного. З одного боку, сполученість ліній гарантує, що вони випромінюються однією і тією ж речовиною. З іншого боку, частота двох сателітних ліній по-різному залежить від параметрів і μ. Виходить, що якщо в момент випромінювання ці параметри відрізнялися від свого поточного значення, під час реєстрації відстань між лініями у просторі швидкостей трохи зміниться, і за цим зміщенням можна відстежити зміну параметрів.

Подібні вимірювання частоти вчені виконали за допомогою телескопа Аресібо, який реєстрував випромінювання галактики PKS 1413+135. Сумарно телескоп спостерігав за галактикою близько 125 годин у період із квітня 2010 по червень 2012 року, щоразу скануючи її протягом приблизно п'яти хвилин. Через рух Землі навколо Сонця вчені щоразу реєстрували лінії при різних швидкостях, підсумковий дозвіл за швидкістю становив близько 0,18 кілометрів на секунду. На кожному зразку лінії 1720 та 1612 мегагерц спостерігалися одночасно. Щоб збільшити точність вимірювань, вчені виключили частину даних з обробки - наприклад, вони відкидали події, на яких позначилася інтерференція радіохвиль. Крім того, вони перевіряли за допомогою критеріїв Колмогорова-Смирнова та Андерсона-Дарлінга, що спектр ліній підпорядковується розподілу Гауса, та виключали ті вимірювання, для яких ці критерії не виконувались.

Залежність оптичної товщини від швидкості геліоцентричну системувідліку для сателітних ліній різної частоти(ліворуч) та сума цих залежностей (праворуч)

N. Kanekar та ін. / Phys. Rev. Lett.

Потім вчені визначили, за якої відносної швидкостідосягається максимум кореляції між спектрами ліній – виявилося, що це відбувається на швидкості Δ v≈ +35±56 метрів за секунду. Іншими словами, розподілу не потрібно зрушувати щодо один одного, щоб максимум одного з них припав на мінімум іншого. Це означає, що постійна тонкої структури та відношення мас протона та електрона слабко змінилися з того часу, як були випущені лінії. Підсумкове значення для відносної зміни величини X= μα 2 склало Δ X/X≈ (+0,97±1,53)×10 −6 , а з урахуванням попередніх вимірювань Δ X/X≈ (−1±1,3)×10 −6 . Оскільки галактика PKS 1413+135 має z≈ 0,247, це означає, що величина Xз гарною точністю залишалася постійною протягом останніх трьох мільярдів років. Зрозуміло, те саме можна сказати про зміни α і μ окремо.

Варто зазначити, що раніше автори вже використовували сателітні лінії у випромінюванні галактики PKS1413+135, щоб визначити обмеження швидкості зміни постійної тонкої структури. На той раз вони набули значення Δ X/X≈ (−6,3±2,5)×10 −6 . Крім того, інша група вчених визначила цю швидкість за спостереженнями за переходами між енергетичними рівнямиіона ітербія. У новій статтідослідники ще більше уточнили ці обмеження завдяки новим спостереженням (приблизно в шість разів).

У жовтні минулого року американські фізики-теоретики, що зміна фундаментальних констант згодом слабко впливає на первинний нуклеосинтез, зокрема, на утворення берилію-8. Інакше кажучи, навіть якщо постійна тонка структура та інші константи були іншими на ранніх етапахжиття Всесвіту, це не призвело б до істотного підвищення концентрацій елементів важче гелію, і життя в такому Всесвіті мало б відрізнялося від нашого.

Дмитро Трунін

З'явилися нові підтвердження тому, що одна з найважливіших констант сучасної фізики змінюється згодом – і різних частинахВсесвіту по-різному.

Квазар – точкове джерело випромінювання, що характеризується надзвичайно високою інтенсивністю та мінливістю. За сучасними теоріями, квазари є активні центримолодих галактик з розташованими в їхніх центрах чорними дірками, які з особливим апетитом поглинають матерію Чому Всесвіт такий, який є? Чому чисельні співвідношення безрозмірних констант саме такі, якими ми знаємо? Чому простір має три протяжні виміри? Чому існує саме фундаментальних взаємодії, а не, скажімо, п'ять? Чому, нарешті, все в ній так збалансовано і точно "підігнано" одне під інше? Сьогодні популярно вважати, що якби щось було інакше, якби одна з базових констант була іншою, ми просто не могли б задаватися цими питаннями. Такий підхід називається антропним принципом: якби константи співвідносилися інакше, було б утворитися стійкі елементарні частинки, якби простору було більше вимірів, планети було б знайти стійкі орбіти тощо. Інакше кажучи, не зміг би утворитися Всесвіт – і тим більше не могли б розвинутись такі розумні організми, як ми з вами. (Докладніше про антропний принцип розповідається в статті «Людинолюбна світобудова».) Загалом, ми з'явилися просто в потрібному місці- У єдиному, де могли з'явитися. А можливо, і в потрібному часі, про що говорить недавнє гучне дослідження однієї з фундаментальних фізичних констант. Йдеться про постійну тонку структуру, величину безрозмірну і з жодних формул не виведеної. Встановлюється вона емпірично, як відношення швидкості обертання електрона (яка знаходиться на Борівському радіусі) до швидкості світла, і дорівнює 1/137,036. Вона характеризує силу взаємодії електричних зарядівіз фотонами. Незважаючи на те, що вона називається постійною, фізики вже не перше десятиліття дискутують про те, наскільки постійна ця константа насправді. Дещо «скориговане» її значення для різних випадків могло б вирішити певні проблеми в сучасній космології та астрофізиці. А з виходом на сцену Теорії струн багато вчених взагалі схиляються до того, що й інші константи можуть бути не такими вже незмінними. Зміни у постійній тонкій структурі могли б побічно свідчити про реальному існуваннідодаткових згорнутих вимірів Всесвіту, що абсолютно необхідно в Теорії струн. Все це спонукало пошуки доказів – або спростування – тому, що постійна тонка структура може бути іншою в інших точках простору і (або) часу. Добре, щоб оцінити її, можна скористатися таким доступним інструментом, як спектроскопія (постійна тонкої структури якраз і була введена для інтерпретації спектроскопічних спостережень), а для того, щоб «зазирнути в минуле», досить подивитися на далекі зірки. Спочатку експерименти, здавалося, спростовували можливість змін цієї постійної, але в міру того, як інструменти ставали все досконалішими, можна було оцінювати її величину на дедалі більшому видаленні і з дедалі більшою точністю стали з'являтися цікавіші свідчення. У 1999-му, наприклад, австралійські астрономи на чолі з Джоном Веббом (John Webb) проаналізували спектри 128 далеких квазарів і показали, що деякі їх параметри можуть пояснюватися поступовим зростанням постійної тонкої структури протягом останніх 10-12 млрд років. Однак ці результати були дуже спірними. Скажімо, робота, датована 2004, навпаки, не виявила помітних змін. А вже днями той же Джон Вебб виступив із новим сенсаційним повідомленням – нова його робота названа деякими фахівцями «відкриттям року» у фізиці. Раніше, наприкінці 1990-х Уебб із колегами працювали з обсерваторією Keck на Гаваях та спостерігали квазари північної небесної півсфери. Тоді вони дійшли висновку, що 10 млрд років тому постійна тонкої структури була приблизно на 0,0001 меншою і з того часу трохи «підросла». Тепер же, попрацювавши з телескопом VLT обсерваторії ESO в Чилі та поспостерігавши 153 квазари південної півсфери, вони отримали ті ж результати, але зі зворотним знаком. Постійна тонкої структури південному напрямку 10 млрд років тому була на 0,0001 більше і з того часу «зменшилася». Ці відмінності, названі дослідниками «австралійським диполем», мають високу статистичну достовірність. А головне – вони можуть свідчити про фундаментальну асиметрію нашої світобудови, яка може спостерігатися і в просторі, і в часі. повертаючись до антропному принципу, З якого ми почали, можна сказати, що ми народилися не тільки в ідеальному місці, але й у ідеальний час.

За інформацією Physics World

Різні рівняння та фізичні формули містять цілу низку різних числових констант. Деякі з цих констант є числами, запозичені з чистої математики. Приклад: число 3,14159, більш відоме під своїм грецьким ім'ям π . Ми знаємо значення π до мільярдів десяткових знаків, причому не вимірюючи його, а обчислюючи на основі чисто математичного визначення: π - Це відношення довжини кола до діаметра. Інші математичні числа, такі як квадратний коріньз двох і число, що позначається буквою e, теж можуть бути обчислені з нескінченною точністю, якщо тільки хтось захоче це зробити.

Але у фізичних формулах є й інші числа, які не мають специфічного математичного походження. Їх можна назвати емпіричними числами. Наприклад, у ядерній фізиці використовується дуже важливе співвідношення між масою протону та масою нейтрону. Його чисельне значення відоме до семи десяткових знаків: 1,001378. На сьогоднішній день не відомо способу обчислити такі десяткові знаки суто математичним шляхом. Необхідно вирушити до лабораторії та виміряти їх. Найбільш фундаментальні із цих емпіричних чисел удостоєні звання «світових констант». Постійна тонка структура – ​​одна з таких світових констант. Подібно π , Постійна тонка структура позначається грецькою літероюα (альфа). У популярній літературі часто наводиться її наближене значення 1/137. Її найточніше значення відомо до одинадцятого знака після коми: 0,00729735257, і це одна з найбільш точно виміряних фізичних констант.

Постійна тонка структура є прикладом величини, яку фізики називають константами зв'язку. Кожна константа зв'язку асоційована у квантовій теорії поля з однією з базисних подій, з певним типом вершини на фейнманівській діаграмі. Константа зв'язку є мірою силиабо інтенсивностівзаємодії, поданої вершиною відповідного типу. У квантовій електродинаміці основний тип вершин відповідає випромінюванню фотона електроном. Розглянемо докладніше, що відбувається під час випромінювання фотона.

Можна почати з питання: що визначає конкретну точку, в якій електрон, рухаючись у просторі-часі, випромінює фотон? Відповідь полягає в тому, що ніщо не визначає – фізика на мікрорівні непередбачувана. Природа містить елемент випадковості, який буквально зводив з розуму Ейнштейна в останні роки. Бог не грає в кістки! – протестував Ейнштейн. Але незалежно від того, чи це подобалося Ейнштейну, природа не є детермінованою. У природі, як я вже сказав, є елемент випадковості, який вбудований у Закони Фізики на найглибшому рівні, і навіть Ейнштейн нічого не міг з цим вдіяти. Але те, що природа не є детермінованою, зовсім не означає, що вона є цілком хаотичною. Отут і виступають на сцену принципи квантової механіки. На відміну від ньютонівської фізики, квантова механіканіколи не передбачає майбутнє на підставі інформації про минуле. Натомість вона надає дуже точні правила для обчислення ймовірності різних альтернативних результатів експерименту. Немає ніякої можливості передбачити остаточне розташування фотона, який пройшов через щілину, так само як і немає можливості точно передбачити, де своєї траєкторії електрон випустить фотон чи де інший електрон зможе його поглинути. Але є певна ймовірність цих подій.

Хорошою ілюстрацією такої ймовірності є робота електронно-променевої трубки старого телевізора. Світло, що виходить від телевізійного екрану, складається з фотонів, що народжуються електронами, що врізаються в екран. Електрони випускаються електронною гарматою в задній частині кінескопа і направляються до екрану електричними та магнітними полями. Але не кожен електрон, що врізається в екран, випромінює фотон. Деякі випромінюють, а більшість – ні. Грубо кажучи, можливість того, що конкретний електрон випустить квант світла, дається постійної тонкої структури α. Іншими словами, лише один із 137 електронів випускає фотон. Це означає, що α - це ймовірність того, що електрон, рухаючись уздовж своєї траєкторії, зволить випромінювати фотон.

Фейнман не просто малював картинки. Він винайшов набір правил розрахунку ймовірностей складних процесів, зображених цих картинках. Іншими словами, він винайшов точний математичний апарат, який передбачає можливість будь-якого процесу в термінах найпростіших подій: пропагаторів і вершин. Зрештою, ймовірності всіх процесів у природі зводяться до константів зв'язку, подібних α.

Постійна тонка структура також управляє інтенсивністю процесів, представлених обмінною діаграмою, яка, у свою чергу, визначає силу електричної взаємодіїміж зарядженими частинками. Вона визначає, наскільки сильно атомне ядропритягує до себе електрони. Як наслідок, вона визначає розмір атома і швидкості, з якими електрони рухаються своїми орбітами, і в кінцевому підсумку вона управляє силами, що діють між різними атомами, які дозволяють їм з'єднуватися в молекули. Але найважливіше те, що ми не знаємо, чому вона має значення 0,00729735257, а не якесь інше. Закони Фізики, виявлені у XX столітті, виявилися дуже точними та корисними, але походження цих законів залишається загадкою.

Теорія цього спрощеного світу електронів, фотонів і точкових ядер є квантова електродинаміка, і її фейнманівська версія виявилася неймовірно успішною. За допомогою розроблених Фейнман методів властивості фотонів, електронів і позитронів були описані з дивовижною точністю. Крім того, якщо до теорії додати спрощений варіантядра, то з такою ж неймовірною точністю вдається описати властивості найпростішого атома – атома водню. У 1965 році Річард Фейнман, Джуліан Швінгер і японський фізик Сін-Ітіро Томонага отримали за роботи з квантової електродинаміки Нобелівську премію.

Кінець першого акта.

Якщо у першому акті театральна дія обмежувалася лише двома персонажами, то у другому акті розгортається на сцені епічне полотно із сотнями акторів. Нові частки, виявлені в 1950-х і 1960-х роках, поповнили ряди некерованої театральної масовки і на сцені, окрім електронів і фотонів, з'явилися нейтрино, мюони, тау-лептони, u-кварки, d-кварки, дивні кварки, зачаровані. , b-кварки, t-кварки, глюони, W- та Z-бозони, бозони Хіггса та інші дійові особи. Ніколи не вірте тому, хто каже, що фізика елементарних частинокелегантний. Ця збірна солянка назв частинок відбиває таке ж нагромадження мас, електричних зарядів, спинів та інших властивостей. Але, незважаючи на велику кількість і різноманітність дійових осіб, ми знаємо, як описати їхню поведінку з величезною точністю. "Стандартна модель" - це назва математичної конструкції (особливого варіанту квантової теорії поля), яка лежить в основі сучасної теоріїелементарних частинок. Хоча вона набагато складніша квантової електродинаміки, Фейнманівські методи настільки потужні, що і цього разу вони дозволяють висловити все у вигляді простих картинок. Принципи такі самі, як у КЕД: все побудовано з пропагаторів, вершин і констант зв'язку. Але є нові актори та абсолютно нові сюжетні лінії, Одна з яких називається КХД.