Александр Шадрин - Вихроны. Иллюстрированное издание
2.2 Микровихроны
Пространства вакуума космоса Вселенной заполнены светом и другим весьма широким многообразием потоков частиц, микрочастиц и электромагнитных волн. Однако звуковым волнам нет места в космосе – им для существования нужна вещественная атомно-молекулярная среда. Поэтому они живут и существуют лишь на звёздах и планетах. В этом разделе и рассмотрены электромагнитные, тепловые и звуковые микровихроны, порождающие такие волны и микрочастицы.
2.2.1 Электромагнитные микровихроны
Из открытой литературы со времён Д. К. Максвелла известно, что «магнитный монополь можно представить, как отдельно взятый полюс длинного и тонкого постоянного магнита. Однако у обычного магнита всегда два полюса, то есть он является диполем[105]. Если разрезать магнит на две части, то у каждой его части по-прежнему будет два полюса. Все известные элементарные частицы, обладающие электромагнитным полем, являются магнитными диполями. Сформулированные Д. К. Максвеллом уравнения классической электродинамики связывают электрическое и магнитное поле с движением заряженных частиц. Эти уравнения почти симметричны относительно электричества и магнетизма. Они могут быть сделаны полностью симметричными, если в дополнение к электрическому заряду и току ввести некий магнитный заряд и магнитный ток. Об этом Максвелл указывал ещё в 1873 г. Таким образом можно создать систему уравнений Максвелла с учетом существования магнитных зарядов.
Существующие классические уравнения отражают тот факт, что обычно магнитные заряды не наблюдаются. Если магнитные заряды существуют, то существование магнитных токов приведёт к поправкам уравнений уравнений Максвелла, которые можно наблюдать на макроскопических масштабах.
После Максвелла (1873 г.), сначала П. Кюри (1894 г.), А. Пуанкаре (1896 г.), а затем и П. Дирак (1931 г) создали квантовую теорию взаимодействия электрического заряда с магнитным зарядом, которая применима при условии знаменитого дираковского квантования. Из него следует, что магнитный заряд частицы должен быть кратен элементарному магнитному заряду.
В 1974 г. Поляков и т*Хоофт теоретически определили значение искомой массы магнитного монополя величиной в М 1016 Гэв.
В настоящее время магнитный монополь стал обязательным приложением всех объединительных теорий. Абелев монополь не имеет строгих ограничений на массу. Вместе с тем, неабелев монополь может иметь массу доступную LHC.
• 2000–2004 гг. – эксперименты, поставленные группой из Oklahoma University, TEVATRON, p¯p-столкновения.
(Al) |n|=1,M> 285ГэВ; |n|=2, M> 355ГэВ
(Be) |n|=3,M> 325ГэВ; |n|=6, M> 420ГэВ
• 2005 г. – прямые поиски магнитных монополей (группа CDF Run2), механизм Дрелла-Яна.
M>360 ГэВ, s=1/2
• 2005 г. – прямые поиски на ускорителе HERA, e + p – столкновения, масса монополя M > 140 ГэВ.
• 2005 г. – группа в составе Ю. Курочкин, И. Сацункевич, Д. Шёлковый, С. Януш определили пределы массы современного статуса магнитных монополей и перспективы их поиска на установке ATLAS, путём образования пары монополь – антимонополь двумя фотонами.
Существование магнитного монополя с определённым зарядом объяснило бы наблюдаемую в природе кратность электрических зарядов частиц заряду электрона. Однако при этом, пришлось бы объяснять, почему в свою очередь магнитные монополи имеют квантованные магнитные заряды.
Законы классической электродинамики допускают существование частиц с одним магнитным полюсом и дают для них определённые уравнения поля и уравнения движения. Эти законы не содержат никаких запретов, в силу которых магнитные монополи не могли бы существовать.
В общем случае, по мнению П. Дирака, магнитный монополь, как результат «динамического взаимодействия» не должен иметь традиционной массы покоя.
«Если магнитные монополи генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться повсюду на земной поверхности. Их искали, но не нашли. Остаётся открытым вопрос, связано ли это с тем, что магнитные монополи очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют».
Наиболее серьёзных результатов в теории фермионных магнитных монополей, развивая идеи вышеуказанных авторов, достиг Ж. Лошак (Франция, работы в период 1987–2005).
Как показано в кратко приведённом обзоре, неуловимый магнитный монополь ищут в состоянии статического существования, в каком существуют электрон и позитрон.
Такой монополь ищут уже более 80 лет, с тех пор как Поль Дирак определил его основные свойства:
– точечный источник радиального магнитного поля
– в нижнем пределе может достигать планковских пределов длины, т. е. 10-28 см
– в теории взаимодействий электрического и магнитного зарядов масса покоя магнитного заряда не предсказывалась
– магнитный монополь является стабильной частицей и не может исчезнуть до тех пор, пока не встретится с другим монополем, имеющим равный по величине и противоположный по знаку магнитный заряд
– любой магнитный заряд квантован[106]
– минимальный магнитный заряд в 137/2 раз больше заряда электрона
– магнитный поток[107] от таких зарядов также квантован.
Итак, магнитных зарядов с указанными П. Дираком свойствами нет в природе, а есть магнитная индукция и спин микрочастиц, порождаемый переменным магнитным монополем.
При формировании самодвижущегося фазового пространства фотона, состоящего из волновода электропотенциалов-зёрен, уложенных на поверхности двух соприкасающихся сфер причастна некая пульсирующая магнитным и противодействующим электрическим полевым током самодвижущаяся вихревая переменная частица с лидирующими магнитными свойствами.
В отличие от стационарного магнитного монополя Дирака, обнаруженный в зоне индукции вихревой переменный по знаку и величине магнитный монополь и связанный с ним при формировании фазового объёма фотона свободный вихрон – бозонный магнитный биполь, несколько отличается от своего знаменитого аналога своими уже зарегистрированными десятью свойствами. Вихрон образован следующим образом:
– в атоме с потенциальным электрическим полем[108] электрон переходит с оболочки, на которой он находится в состоянии возбуждения, на основную оболочку
– во время этого движения электрона его поле начинает изменять потенциальное электрическое поле ядра, в результате локальное поле зоны индукции, состоящее из множества зерен-электропотенциалов, вблизи электрона начинает изменяться, т. е. каждое зерно изменяется по-своему до определённого значения электрического потенциала, а вот скорость изменения у всех одинакова – скорость распространения статического электрического поля от стационарного источника
– такое изменение потенциала-зерна рождает магнитный монополь, который своим ростом противодействует[109] этому изменению, чем больше скорость перехода, тем меньше средний эффективный радиус магнитного монополя и больше плотность магнитных зёрен (фиг. 2.1)
– затем процесс движения электрона на основную оболочку прекращается – атом переходит из возбуждённого в основное состояние и этим определяет промежуток времени квантования микромонополей
– синфазно множество зерен указанного объёма локального поля[110], образовавших такие микромонополи, формируют суммарный локальный вихревой магнитный поток потенциалов; если суммарный[111] магнитный поток потенциалов достигает минимального порога, то образуется минимальный магнитный самодвижущийся вихревой монополь-вихрон в зоне излучения
– благодаря эффекту Ааронова-Бома введена особая роль электромагнитных потенциалов в физике квантовых явлений
– минимальный магнитный поток, обнаруженный экспериментально через эффект Я. Ааронова – Д. Бома, составляет величину 2,068х10-15 Вб.
– как только электрон в атоме занял основную оболочку, потенциалы перестали изменяться и магнитный монополь[112] стал источником движения-изменения, самодвижущимся вихроном – вылетел из зоны излучения, в случае квантовой завершённости его структуры
– далее этот магнитный заряд, разряжаясь в режиме самодвижения, строит волновод трека (фиг.2.2) движения фотона – микровихрон квантует зёрна-потенциалы геометрически фиксированные в пространстве, при этом заряд монополя уменьшается от максимального до минимального[113]
– одновременно с началом движения магнитного монополя рождается противодействующий его разрядке электрический монополь
