Абстракт: Космическая среда, как полноправный участник всех взаимодействий в Природе, может стать составным элементом новой Унитарной Квантовой Теории, способной по заявлению автора теории, профессора Л.Г.Сапогина «описать возникновение материи и Вселенной». Хотя структура среды, ее физическая природа еще не достаточно ясна, это не повод откладывать до будущих поколений решение вопроса о включении космической среды (неоэфира) в научный подход и аналитические выкладки современных физических теорий.
Ключевые слова: квантовый пакет, виртуальная частица, резонанс, энергия, потенциальная яма, осциллирующий заряд.
Унитарная квантовая теория (УКТ) профессора Л.Г.Сапогина [1] без сомнения является новым словом в теории микромира. Л.Сапогин вернул в физику образность и здравый смысл, изгнанные из нее принципом Дополнительности, сформулированным Н.Бором 100 лет назад. Значительные успехи квантовой механики (особенно с стационарных случаях) были основаны на простых соотношениях между длиной де Бройлевской волны и геометрическими свойствами потенциалов. При этом формально частица считалась точкой, так как в противном случае было трудно приписать волновой функции характер амплитуды вероятности. Но точечность, как и принцип Дополнительности, не позволяли продвинуться внутрь строения элементарных частиц и дальнейшее развитие квантовой теории поля в рамках принятой парадигмы затормозилось и в конечном счете привело к полному фиаско. В настоящее время в стандартной модели нет даже обоснованного алгоритма для вычисления спектра масс элементарных частиц.
Л.Сапогин, опираясь на свою, пусть в чем-то неожиданную теорию УКТ с ее «Родильным домом» и «Крематорием», с уравнениями в которых масса частиц заменяется энергией, а квантовый пакет становиться классическим при увеличении его массы, смог рассчитать спектр масс всех известных и даже предсказанных (Бозон Хиггса) элементарных частиц. Решение простейшего скалярного варианта основного уравнения УКТ позволило теоретически вычислить элементарный электрический заряд и постоянную тонкой структуры частицы α [1]. Из унитарных квантовых уравнений для движущегося волнового пакета следуют не только уравнения Максвелла и Шредингера но и гравитация, однако, это задача будущего.
Универсальная квантовая теория Л.Сапогина описывает элементарные частицы как сгустки (волновые пакеты) некоторого реального мирового поля, которое « можно отождествить со средой (эфиром)». При этом наличие или отсутствие космической среды в полном смысле этого слова, как некой физической сущности, для функционирования УКТ Л.Сапогин не считает чем-то определяющим. Конечно, УКТ допускает обмен энергией с космической средой, представляющей гигантский набор случайных осцилляций, но это не является необходимым условием генерации энергии. Аномальное выделение энергии Л.Сапогин объясняет неограниченным ростом энергии частиц в процессе их колебаний в потенциальной яме и опирается при этом на решение дифференциальных уравнений с осциллирующим зарядом УКТ, позволяющих описывать движение одиночных микрочастиц. «В УКТ законы сохранения для одиночных частиц не выполняются, они появляются только при усреднении по ансамблю частиц. При этом генерация энергии происходит по самой природе уравнений движения частиц…» [1].
С индифферентной позицией автора УКТ на космическую среду (эфир) можно было бы согласиться, если бы не ряд обстоятельств, требующих дополнительного исследования:
Во-первых, это корпускулярно-волновой дуализм вроде бы успешно преодоленный Л.Сапогиным в УКТ, но противоречащий ряду экспериментальных данных, полученных в последнее время (квантовая телепортация отдельных свойств частиц и корпускулярно-волновой дуализм квазичастиц);
Во-вторых, это резкое приращение энергии, сопровождающее рождение частиц в потенциальной яме. Процесс аномального роста энергии физически очень напоминает резонанс частицы с окружающей средой;
В-третьих, как признает сам Л.Сапогин «при выводе скалярного унитарного квантового телеграфного уравнения приходиться предполагать мнимыми сопротивления провода и проводимости изоляции, что физически не совсем понятно.». Признание космической среды, как равноправного субъекта физического процесса любого взаимодействия могло бы внести в этот вопрос ясность.
В последнее время стали появляться публикации [2] о экспериментах по квантовой телепортации (передаче состояния) одной и даже двух квантовых степеней свободы частицы , ( Научно-технический университет г. Хэфей, Китай) [3] и наблюдения волновых и корпускулярных свойств квазичастиц (Федеральная политехническая школа Лозанны, Швейцария) [4]. Исследователи из Научно-технического университета впервые выполнили квантовую телепортацию одновременно двух степеней свободы единичного фотона, а именно, его спинового состояния и орбитального углового момента. В эксперименте использовались три пары фотонов в квантово-запутанных состояниях. Одна из пар была «гиперзапутанна» (hyperentangled), т.е. запутана как по состояниям поляризации, так и по состояниям орбитального углового момента фотонов. Эта пара служила квантовым каналом телепортации, а другие пары использовались для измерения и подготовки квантовых состояний. Результаты измерений произведенных над начальным фотоном (состояние которого телепартировалось) совместно с измерением состояния одного из двух фотонов гиперзапутанной пары, передавались получателю по классическому каналу. С помощью этой информации получатель мог перевести второй фотон гиперзапутанной пары в квантовое состояние начального фотона, т.е. происходила телепортация. Квантовая точность (fidelity) уверенно превышала классический уровень, что свидетельствовало об успешности телепортации [3]. В Лозанне исследовались поверхностные поляритоны (ПП) в металлической нанопроволоке. ПП представляет собой поверхностные электромагнитные волны, связанные с колебаниями зарядов. Подобно обычным частицам, эти квазичастицы обладают корпускулярно-волновым дуализмом. Нанопроволока освещалась лучом лазера, который генерировал ПП, разбегающиеся в разные стороны. Отразившись от концов нанопроволоки, ПП образовывали вдоль нее стоячую волну, структура которой наблюдалась по рассеянию пучка электронов. В то же время, каждое индивидуальное взаимодействие электрона с ПП происходило как с частицей, и электрон получал дополнительное дискретное приращение энергии ΔE = ± nħω. В результате поток рассеянных электронов нес как информацию о пространственной волновой структуре ПП, так и содержал электроны с дискретными приращениями энергии, соответствующими корпускулярным свойствам ПП [4].
Таким образом, опираясь на выше изложенные эксперименты можно утверждать, что общеизвестную истину о тряске движущегося автомобиля из-за ухабов на дороге, правомерно распространить на движение заряженных частиц в дипольной космической среде. В результате поляризации среды и ее продольной и поперечной деформаций, движение частиц в космической среде сопровождается продольными электростатическими и поперечными электромагнитными колебаниями и волнами.
В 1924г. де Бройль предложил формулу, по которой можно было определить длину волны любой частицы
λ = h /mv ,
где в числителе постоянная Планка, а в знаменателе импульс частицы, образованный ее массой и скоростью движения. Любая частица имеет не только массу и скорость своего движения, но и соответствующую длину волны с частотой ее колебаний при движении в космической среде. А.Рыков в Теории эфира определил основные параметры структуры космической среды [5]. Ее образуют диполи из электронов и позитронов. Плечо диполя равно ( r ), предельная деформация диполя составляет ( dr ), их отношение равно 137.036. Это значение близко к обратной величине хорошо известной постоянной тонкой структуры, полученной экспериментально α=1/137.03552 [5].
Параметры космической среды, включая магнитную проницаемость (μ), диэлектрическую постоянную (ε) и структурные элементы диполя (r , dr), а также заряд диполя ео определяют постоянную Планка:
h= 2πe²o (r/dr) √(μ/ε)
Таким образом, постоянная Планка полностью определяется всеми основными структурными элементами космической среды и ее параметрами. Отсюда получается, что формула де Бройля также определяется характеристиками космической среды и импульсом частицы. Частице принадлежит импульс, а периодическое появление и исчезновение частицы происходит при ее движении в среде со скоростью v. Корпускулярно- волновой дуализм элементарных частиц доказывает существование структурированной космической среды, что лишний раз подтверждают эксперименты с квазичастицами в ПП [4]. Объектом исследования в УКТ могут быть наряду с частицами и квазичастицы (следы частиц в космической среде).
Теория глобального резонанса Н.Тесла [6], получившая свое развитие в работах лауреата Нобелевской премии И.Пригожина[7] , А.Рыкова[5] и Д. Трубецкова [8], позволяет рассмотреть процесс превращения виртуального электрона космической среды (эфира) в реальные частицы материи и дополнить механизм суперпозиций, предложенный профессором Л.Сапогиным в его УКТ[1]. Диапазон энергии космических лучей и соответственно частот, включая резонансные, указанный в работе А.Рыкова как генерирующих рождение электронов в космической среде (1МэВ – 200ГэВ) , в последнее время был расширен диапазоном энергий космических лучей, генерирующих позитроны в космической среде (30ГэВ – 200ГэВ) [9]. С помощью детектора AMS установленного на борту МКС было впервые обнаружено, что при энергии выше200ГэВ относительная доля позитронов в составе космической среды перестает возрастать. Рост относительной доли позитронов в составе суммарного потока позитронов и электронов начиная с энергии 30ГэВ был обнаружен ранее детекторами PAMELA, Fermi и др. Причем, согласно новым данным AMS, спектр позитронов становиться более жестким, в то время как спектр электронов меняется мало.
В УКТ Л.Сапогина электрон, как волновой пакет реального мирового поля описывается структурной функцией и может быть с помощью преобразований ряда Фурье разложен на плоские синусоидальные (парциальные) волны. Структурная функция в УКТ представлена как функция амплитуды гармонических составляющих в зависимости от частоты (спектральное представление). В УКТ квантовый пакет становиться классическим при увеличении его массы, то есть при суперпозиции большого числа волновых пакетов, при этом квантование масс возникает в УКТ как тонкий баланс между дисперсией и нелинейностью. Частица движется по законам классической механики, в то время как каждый пакет подчиняется квантовым законам.[1].
Здесь уместно привести слова К.А.Данилова из его работы «Нелинейность» [10]. «Отличительная особенность линейных теорий, полностью отсутствующая при нелинейной ступени познания, принцип суперпозиции, который позволял физику конструировать любое решение из определенного набора частных решений.».
В общем случае в нелинейном осцилляторе даже при синусоидальном внешнем воздействии возможны необычайные эффекты перехода виртуальных частиц в реальные. Динамика системы может оказаться чрезвычайно сложной, похожей на случайную, в системе возникает режим динамической стохастичности. Усредненное движение системы при изолированном нелинейном резонансе подобно поведению электрона в потенциальной яме. Нескольким резонансам соответствует несколько потенциальных ям. Перекрытие резонансов означает, что происходит такое сближение соседних ям, когда система может переходить из ямы в яму и при определенных условиях покидать их. При таких переходах появляется новый вид неустойчивости нелинейных систем – стохастическая неустойчивость [8]. Рассмотрим более подробно этот механизм. Если осциллятор линейный, то в представлении ω²(х) = ω²о + αх + βх² + … квадрата собственной частоты в виде степенного ряда по амплитуде колебаний мы ограничиваемся только первым членом, и при действии на осциллятор внешней периодической силы наблюдается единственный основной эффект – линейный резонанс. В этом случае, чем меньше потери в осцилляторе, тем острее и выше резонансная кривая. Что изменится, если частота зависит от амплитуды колебаний? Пусть частота внешнего воздействия равна частоте вращения по одной из фазовых траекторий вблизи центра. Тогда система черпает энергию от внешнего источника и малые вначале колебания нарастают. Это означает, что частица перемещается последовательно на те фазовые траектории, которым
соответствует большая энергия, но, так как осциллятор неизохронный, большим энергиям соответствует уже другая частота. В результате система выходит из резонанса и, начиная с некоторой амплитуды, осциллятор перестает замечать внешнюю силу. Таким образом, выход из резонанса происходит за счет нелинейного сдвига частоты ω = ω(х). Какие новые эффекты появляются в поведении нелинейного осциллятора при резонансе? В линейном осцилляторе резонансы есть только на частоте, близкой к собственной, т.е. Ω=ωо ±ε, где ε – малая добавка. Для нелинейного осциллятора есть резонанс и на гармониках; например, квадратичная нелинейность приводит к появлению в нелинейной системе спектральных компонент 2Ω, 4Ω и т.д. (ангармоничность колебаний). Следовательно, если например 2Ω=ωо , то в системе будет резонанс на гармонике внешней силы. В системе возникает режим динамической стохастичности. Если под динамикой частицы в осцилляторе обычно понимается полностью детерминированный процесс, все прошлое и будущее которого однозначно определяется уравнениями движения и начальными условиями, то понятие стохастичности ассоциируется с какой-то случайностью, какой-то неопределенностью. Возможно ли, чтобы строго детерминированный процесс был в то же время случайным? Да возможно отвечает Л.Сапогин в УКТ. Его физические и математические исследования показывают, что это не только возможно, но при определенных условиях и неизбежно. Следует отметить, что для динамической стохастичности в системах без диссипации, главным является неизохронность. Действительно эффект увеличения или уменьшения энергии колебаний за счет возмущений определяется его фазой. Фаза зависит от частоты, которая из-за изохронности меняется под действием возмущений. В случае одиночного резонанса, как указывалось выше, система может выйти из него. Но если резонансов много (хотя бы два), возникает сложная картина движения системы из за их взаимодействия. Теперь в зависимости от фазы возмущения система может либо продвинуться дальше в область следующего резонанса и в конечном итоге покинуть яму, либо вернуться назад. Это состояние системы называется «перекрытием резонансов» [8].
В заключении, хотел бы отметить параллель, которая прослеживается между уравнениями Максвелла и Сапогина. Модель среды была необходима Максвеллу, чтобы вывести его знаменитые уравнения электродинамики, в которых токи смещения имеют вполне определенную физическую сущность. Как только уравнения Максвелла были отделены от исходной модели, они лишились своей физической сущности. С этого момента они лишились практически любой возможности своего дополнения, изменения и совершенствования. Точно также модель среды необходима Унитарной Квантовой Теории Льва Сапогина, чтобы получить действительные значения сопротивления провода и изоляции, а также описать гравитацию и все виды взаимодействий существующих в природе.
ЛИТЕРАТУРА
- Сапогин Л.Г., Рябов Ю.А., Бойченко В.А. «Унитарная Квантовая Теория и новый источник энергии», Москва: Сайне-Пресс, 2008.
- УФН , Том 185 №4, 2015
- «Квантовая телепортация двух свойств частицы» УФН, Том185 №4, 2015.
- «Наблюдение корпускулярно-волнового дуализма квазичастиц» УФН, Том 185 №4. 2015.
- Рыков А.В. «Основы теории эфира», Москва: РАН, ОИФЗ, 2000.
- Никола Тесла «Статьи», Москва: Русская панорама, 2010.
- Пригожин И.Р., Стенгерс И. «Время, хаос, квант», Москва: Прогресс, 1994.
- Трубецков Д.И. «Введение в сингеретику. Хаос и структура» М: УРСС, 2004.
- «Позитроны в космических лучах» УФН, Том 184 №11, 2014.
- Данилов К.А. «Нелинейность» М: Знание- сила №11, 1982г.