Фридэн Королькевич - Этюды о свете
Ответа на этот вопрос пока нет. Известно, что в фотонах никаких кварков нет ни до, ни после их взаимопревращений в элементарные частицы.
Как писали Зельдович и Хлопов, в рамках кварковой гипотезы процесс образования адрона заключается в следующем. Электрон и позитрон аннигилируют и образуют квант света. Потом он уничтожается и рождается пара кварк-антикварк, которая как-то превращается в адрон. Полная вероятность аннигиляции электрона и позитрона в адрон определяется вероятностью рождения пары кварк-антикварк.
Фоторождение частиц в поле атомного ядра, например, правдоподобно выглядит как своего рода закрутка цепочки фотона в частицу по гиперболической спирали, а при рождении электронно-позитронной пары — по спирали Корню, или клотоиде. Если это так, то короткоживущие частицы, называемые резонансами, по сути могут быть несостоявшимися закрутками из фотонов. Время их жизни порядка 10−21–10−24 секунды как раз соответствует времени процесса несостоявшегося фоторождения стабильной частицы.
Если представление частицы как места локализации первичных элементов света — атомов его энергии — не противоречит опыту и пока что согласуется с указаниями на сложную структуру частиц, с понятием спина и с наличием в частицах возбуждений вращательного типа, то кварки можно представить в качестве фракций в частицах вещества.
В этом случае становится понятным конфайнмент (по-английски — тюремное заключение) как невозможность свободных кварков. Но его призвание объяснить фантомность кварков становится также и излишним.
По-видимому, лауреат Нобелевской премии по физике Роберт Лафлин не без оснований восклицал в прошлом году в Стокгольме, что кварки могут возникать в частицах. Попутно заметим: известный американский физик Майкл Кройц сообщил, что по иронии судьбы при ближайшем рассмотрении одна из основных причин введения кварков теперь характеризуется лишь как случайная симметрия.
Все это не дает основания согласиться с утверждением современной теории элементарных частиц о том, что именно кварки являются истинно элементарными и бесструктурнымч частицами.
ПРОСТРАНСТВО
Столбовая дорога физики разветвляется при подходе к вопросу о физической сущности пространства, в котором распространяется свет. Исторически первым было представление пустоты, восходящее к античным мыслителям и ныне почти не применяемое. Вместе с ним на сцену вышло понятие эфира как верхнего лучезарного слоя воздуха — местопребывания богов. Древние философы рассматривали его наряду с огнем и водой как начальный материальный элемент всего сущего. В XVIII–XIX веках эфир стал мировым и светоносным — средой, заполняющей все пространство и промежутки между частицами вещества. Попытки обнаружить его опытом были сочтены неудачными. А саму идею эфира фактически упразднила специальная теория относительности Эйнштейна в 1905 году.
В результате объявления эфира несуществующим физика оказалась без материального носителя в виде среды. Вавилов писал, что представить себе притяжение и отталкивание без посредства промежуточной среды невозможно, а говорить о волнах в геометрической пустоте, это, по словам Эдсера, то же самое, что рассказывать о росте народонаселения на необитаемом острове.
Место эфира как тончайшей материальной среды по определению заняли разные вакуумы. Пошла череда дефиниций. Известно понятие вакуума в виде разреженного газа при давлении ниже атмосферного. Известно оно и как низшее энергетическое состояние поля, при котором среднее число частиц — квантов поля — равно нулю, а в переносном смысле — пустоте.
Новейшая теория физического вакуума Шипова, «основанная на всеобщем принципе относительности, предлагает реализацию программы Клиффорда — Римана — Эйнштейна — Пенроуза — Гейзенберга в рамках геометрии абсолютного параллелизма со спинорной структурой».
В 1920 году Эйнштейн говорил: «Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира». Классики релятивизма — Лармор, Лоренц, Пуанкаре и Минковский — также не требовали отказа от эфира. Дирак предложил вернуться к эфиру в смысле введения в картину мира нового представления такой среды, которое соответствовало бы идеям квантовой теории. Восстановить эфир в качестве тончайшей материальной среды предложил и Юкава. В последние годы опубликованы десятки работ, доказывающих неправомерность, необоснованность отказа от эфира. И возвращение к нему вовсе не связано с пересмотром теории относительности Эйнштейна, как это полагают некоторые ученые.
«Как и во времена Ньютона, — писал Вавилов, — мы так же мало знаем, «что такое эфир», а пожалуй даже еще меньше, чем тогда». Примечательно, что еще Ломоносов и Эйлер считали распространение света в пространстве доказательством существования эфира. И хотя мы не знаем, ни что такое эфир, ни что такое гравитация, пространство насыщено проносящимися в нем фотонами, а яблоки продолжают падать с деревьев. Это факты, и они утверждают: пространство распространяет свет столь же реально, как реально и тяготение.
Эстафета субквантов, их передача участками тончайшей материальной среды, заполняющей пространство, по вектору излучения условно характеризуется как трансляция и ретрансляция. Это предположение исходит из фактов отсутствия у субквантов какой-либо внутренней причины их движения и наличия их движения в среде.
Чтобы переносить энергию субквантов, эфир должен и сам обладать энергией. Он ею обладает. Поэтому и не происходит диссипация света. А чтобы ретранслировать субкванты, он вовсе не должен быть упругой средой с приводимым в приложении коэффициентом. Эфир и не является такой средой. Мизерная плотность и вязкость эфира объясняет исчезающе малое его влияние на движение планет. Как сплошная среда, не имеющая репера, эфир никак не может служить системой отсчета. А опыт Майкельсона, при котором Земля вместе с интерферометром сдвигалась за время генерации каждого субкванта порядка 10−21 секунды на расстояние всего лишь 3·10−27 сантиметра, никак не мог доказать отсутствие эфира. Ни один прибор не может пока фиксировать такое ничтожно малое смещение в пространстве.
Аргументом в пользу реальности эфира как переносчика света является формула Коши, которая хорошо передает нормальный ход дисперсии. В 1829–1835 годах он развил представление Френеля о зависимости скорости света от свойств эфира, изменяемых молекулами вещества. Ландсберг отметил очень большое историческое значение теории Коши, подтвержденной опытом. На такой же основе взаимодействия свойств эфира и вещества при переносе в нем света Зельмейер в 1871 году разработал теорию аномальной дисперсии, основы которой сохранились и в современных теориях. В этих представлениях, по-видимому, и содержится вся сущность явления дисперсии света.
Если эфир — в веществе или вне его — ретранслирует субкванты света с определенной только для данной среды скоростью, то допущение Эйнштейна в 1905 году о независимости скорости света от движения излучающего тела совершенно справедливо. Но по существу, однако, это означало его согласие с представлениями Максвелла и Лоренца о распространении света в эфире.
После генерации и отрыва от источника субкванты мгновенно приобретают скорость их переноса в данной среде и уже ничем не связаны с излучателем. Поэтому скорость света нисколько не зависит от скорости движения источника, всегда меньшей световой. За время испускания субкванта порядка 10−21 секунды любой источник проходит ничтожно малый и незаметный для субкванта путь. Попытки присовокупить к скорости света скорость движения источника подобны желанию увеличить скорость передачи письма адресату посредством подбегания к почтовому ящику. С какой бы скоростью ни опускать в него письмо, оно ни на секунду раньше не попадет в почтовый ящик получателя, чем это обусловлено работой почты — среды переноса писем.
Но сегодня ни одно определение физической сущности пространства не принято в качестве единственно достоверного. Все они сосуществуют в разных теориях разных авторов. Согласно Вихману, «мы говорим о вакууме, демонстрируя тем самым отсутствие интереса к среде, в которой происходит распространение волн. Мы ограничиваемся тем, что имеем волновое уравнение для этих волн».
У эвенков почти 50 слов обозначают снег. Полусотней слов называют рыбий хвост в Исландии. Слов много, а суть — одна. Физики же сегодня разными словами именуют и разную суть пространства. Тут и различные вакуумы, и разные оттенки эфира. Отсутствие интереса к среде, в которой происходит распространение волн, по Вихману, пользы не дает.
Так почему бы не восстановить понятие эфира как тончайшей материальной среды по определению? Один термин — один смысл. А вакуумы как были разными, так пусть ими и остаются.
