Физическая природа массы
Физическая природа массы
В.Н. Власенко, ИЧП "Омский институт математической физики и информатики"
В течение 5 лет в Омском институте математической физики и информатики разрабатывается линейная теория гравитации и на ее основе единая гравитационно-электромагнитная теория [1,2]. При изучении механизма гравитационного притяжения в конце 1994 года была сформулирована концепция частицы-генератора, которая создает микрообъекты типа электрона, протона, фотона и так далее [3]. В 1995 году на основе этой концепции была начата разработка вращательной теории частиц [4,5], которая позволила по-новому взглянуть на физическое содержание квантовой механики. В этой работе излагается краткое содержание доклада [3].
1. Линейная теория гравитации
Запишем закон тяготения Ньютона:
где
-константа
взаимодействия. Множитель
связан
с трехмерностью пространства и выделен
специально,чтобы исключить его из
уравнений. По аналогии с законом Кулона
закон тяготения Ньютона выводится из
уравнения
где
-
векторная напряженность гравитационного
поля,
-
плотность массы покоя. Для решения этого
уравнения вводится гравитационный
потенциал
:
Уравнения
(1.2) и (1.3) образуют стационарную систему
уравнений. Перейдем к нестационарным
уравнениям. Для этого к вектору
применяем
преобразование Лоренца и получаем
4-вектор напряженностей
,
где S -скалярная напряженность
гравитационного поля. Чтобы получить
релятивистское уравнение, необходимо
уравнение (1.3) расширить до 4-градиента,
уравнение (1.2) до 4-дивергенции. В результате
получаем систему уравнений гравитационного
поля:
где с - скорость света.
Далее было
сделано объединение теории гравитации
и электродинамики. При этом потребовалось
ввести массы покоя гравитона m0 и фотона
m1. Введем обозначения:
-
константа электромагнитного взаимодействия,
-
плотность электрического заряда,
-
плотность тока и
где h - постоянная Планка. Уравнения единой теории разделим на 3 уровня.
Внешний уровень:
Уровень вещества:
Уровень напряженностей:
Вторая пара
уравнений Максвелла и калибровка Лоренца
есть следствия этой системы уравнений.
Гравитационный и электромагнитные
потенциалы
и
входят
в эту систему уравнений в явном виде.
2. Механизм гравитационного притяжения
При изучении механизма гравитационного притяжения также потребовалось ввести массу покоя гравитона [1,2]. Рассмотрим этот механизм на качественном уровне. Пусть материальная точка покоится и создает стационарное гравитационное поле. Если тело излучает "что-то", несущее энергию и импульс, то оно должно поглощать аналогичное "что-то", чтобы выполнялись законы сохранения энергии и импульса. В результате была построена теория встречных полей, в которой стационарное гравитационное поле раскладывается в сумму двух нестационарных гравитационных полей, движущихся навстречу друг другу. Эти гравитационные поля создаются потоками гравитонов, которые движутся по круговой траектории с радиусом l0. При этом гравитон может находиться в двух физически различных состояниях. В одном состоянии гравитон излучается и не может поглощаться веществом. Пройдя половину окружности, он переходит в другое состояние, в котором может поглощаться веществом. На обратном пути гравитон поглощается встречающимся веществом, передает ему свой импульс, и в результате создается сила гравитационного притяжения, которая имеет радиус действия, равный 2l0.
Для гравитона было получено квантовое уравнение
которое описывает положение гравитона на окружности.
Аналогично был разработан механизм электрического притяжения и отталкивания.
3. Концепция частицы-генератора
Гравитон, вращаясь по окружности, обладает моментом импульса. Чтобы при испускании гравитона не происходило нарушения закона сохранения момента импульса, необходимо наличие вращения у излучающего микрообъекта. Чем больше масса микрообъекта, тем больше излучается гравитонов, тем с большей скоростью вращается микрообъект и тем меньшие размеры он имеет. На основе этих качественных рассуждений была сформулирована следующая концепция [3].
Микрообъект
создается частицей-генератором, которая
движется со скоростью света и кривизна
траектории которой пропорциональна
массе покоя микрообъекта. Относительно
генератора можно сделать предположение,
что это асимметричный вращающийся
объект с линейными размерами порядка
м.
Физика подошла к объектам нового
структурного уровня.
Если время измерения велико, то покоящийся микрообъект воспринимается как шар. Если время измерения мало, то микрообъект воспринимается как фрагмент сферы и появляется элемент случайности. Если микрообъект движется, то сфера преобразуется в некоторое многообразие, обладающее волновыми свойствами, и возникает дуализм волна-частица.
4. Вращательная теория частиц
На основе концепции частицы-генератора начата разработка вращательной теории частиц [4,5]. Математическим аппаратом на данном этапе исследований является теория пространственных кривых. Уравнениями движения генератора является система уравнений Френе:
где К - кривизна
траектории генератора,
-
ее кручение, единичные вектора:
-
касательный,
-
нормали,
-
бинормали. Для случая равномерного
прямолинейного движения микрообъекта
были получены формулы
где m0 - масса
покоя микрообъекта,
-
его импульс. Генератор движется по
винтовой линии. Ось винтовой линии есть
траектория микрообъекта в смысле
классической механики. Это прямая линия.
Масса движущегося микрообъекта равна
Радиус цилиндра винтовой линии равен
Пусть микрообъект находится в состоянии покоя в начале координат. Тогда для радиус-вектора генератора получаем уравнение
Генератор вращается по окружности. Эта теория строилась для микрообъектов с нулевым спином.
В работе [5] изучалось движение генератора, когда микрообъект находится в силовом поле. В частности, рассматривалась модель атома водорода Н.Бора. При наличии у микрообъекта момента импульса у кручения траектории генератора появляется периодическая составляющая.
В работе [4]
сделана попытка изучить спин микрообъекта.
Спин связан с кручением траектории
генератора, и для описания этой связи
вводится собственный центр инерции
микрообъекта
.
В результате найдено строение 4-тензора
спина
где
-
вектор изоспина, sij - антисимметричный
тензор спина, в который вкладывается
псевдовектор спина
.
Для изоспина найдена его реализация в
физическом пространстве.
5. Квантовая механика
Запишем уравнения скалярного микрообъекта, движущегося с постоянной скоростью, на языке классической физики
где m - масса
движения,
-
единичный вектор направления движения.
Квантовые уравнения получаем путем
перехода к операторам
и введения
функции состояния
с
условием нормирования
.
Запишем квантовые уравнения:
Они имеют решение:
где
-
классическая координата микрообъекта,
t0 - начальный момент времени. Эта функция
описывает поле синхронно движущихся
генераторов. Выделим один из них. Пусть
где
-
координата начального положения
микрообъекта. Тогда получаем условие
синхронизации
.
Плоскость векторов
можно
назвать плоскостью синхронного
испускания. В результате функция (5.4)
преобразуется в волновую функцию
генератора.
Введем длины волн
где
-длина
волны Комптона;
-
длина волны де Бройля;
-
длина пути генератора, когда его проекция
на синхронную плоскость совершает один
оборот. В результате получаем соответствие
между квантовыми характеристиками
микрообъекта и параметрами траектории
генератора:
Для случая прямолинейного движения микрообъекта установлено точное соответствие между движением генератора, волновыми свойствами микрообъекта и его движением в смысле классической физики.
Движение генератора по винтовой линии можно разложить на два ортогональных движения по прямой и по окружности. Волновая функция микрообъекта есть произведение одномерных представлений группы движения по прямой и группы вращения по окружности. Таким образом, квантовая механика описывает движение генератора на языке теории представлений групп.
Список литературы
Власенко В.Н. Единая гравитационно-электромагнитная теория. Омск: изд-во ОИМФИ, 1994. 32 с.
Власенко В.Н. Становление единой гравитационно-электромагнитной теории. Омск: изд-во ОИМФИ, 1995. 48 с.
Власенко В.Н. Масса и вращение // ОИМФИ. Вып. 9. Омск: изд-во ОИМФИ, 1995. 40 с.
Власенко В.Н. Вращательная теория частиц // ОИМФИ. Вып. 12. Омск: изд-во ОИМФИ, 1995. 41 - 45 с.
Власенко В.Н. Вращательная теория частиц 2 // ОИМФИ. Вып. 13. Омск: изд-во ОИМФИ, 1995. 32 - 45 с.
Для подготовки данной применялись материалы сети Интернет из общего доступа