| Стихи - Фотография - Проза - Уфология - О себе - Фотоальбом - Новости - Контакты - |
Кинетическую энергию Т вращающихся нерелятивистских частиц найдем по их импульсу р, используя известную «школьную» формулу Т = р^/2т. Импульс р найдем, полагая, что радиус вращения r, как это принято в квантовой механике, равен длине волны де Бройля: r = h/p. Таким образом, Т === (h/r)^/2m. По кинетической энергии частиц (разделив её на постоянную Больцмана) находим «температуру» вихря Т*.
Оказывается Т* == 2 К. –тобы наш электронный вихрь не разрушился, нужна очень низкая температура материала (сверхпроводника), в котором он существует. Вихрь Абрикосова – это аналог линейного (цилиндрического) атома, у которого есть линейное (цилиндрическое) ядро из положительно заряженных ионов кристаллической решетки и вращающаяся электронная (токовая) оболочка – собственно соленоидальный вихрь.
Поскольку такие линейные атомы существуют только в веществе, их можно назвать «квазиатомами».
Какими еще могут быть флюксы?
Из чего сделаны флюксы? Очевидно, что «бросая» на монополь различные типы заряженных частиц, мы получим различные типы флюксов и их магнитных полюсов – квазимонополей.
Будем называть r – монополем квазимонополь – магнитный полюс вихря с вращающимися частицами любого типа note 59. Если вращаются только электроны, будем иметь re – монополь, re – флюксоид и гефлюкс. Пример такого флюкса – вихрь Абрикосова.
Если вращаются кварки, будем иметь rq – монополи, rq – флюксоиды и rq – флюксы. Если вращаются протоны, получим гр – монополи и так далее.
А теперь ответим на серию вопросов, связанных с различными возможными типами флюксов – существуют ли они?
Вопрос 1: Возможен ли «молекулярный re – флюкс» на основе линейной молекулы – цепочки обычных атомов? Известно, что электроны «соприкасающихся» электронных оболочек могут объединяться в единый «вихрь». Ответ: Невозможен.
Действительно, размеры атомов порядка 10^ см. В каждом атоме обычно около 10 «внешних» электронов. Значит, число вращающихся зарядов (электронов) т)* в плотно нанизанных «атомных бусах» длиной в 1 см порядка 10^. Из свойств любого соленоида следует, что при такой линейной плотности
зарядов п* его круговой ток слабоват – его не хватит для генерации нужного нам кванта магнитного потока.
Для создания молекулярного re – флюкса необходим «толстый» пучок молекул – полимерный «канат» с диаметром, примерно равным диаметру вихря Абрикосова. (Вроде фибрилл в живых клетках.)
Вопрос 2: Возможен ли ядерный гр – флюкс, в котором круговой ток создают вращающиеся в атомном ядре протоны?
Ответ: Невозможен.
Известно, что ядерная материя состоит из плотно прижавшихся друг к другу нерелятивистских нуклонов. Диаметр нуклона D около 3 фм или 3-10'^ см. Значит, в протонном цилиндрическом нерелятивистском вихре (Е == М, где М – масса протона) с максимальным радиусом r (близким к радиусу самого крупного ядра – с числом нуклонов – массовым числом А = 200) ~ 10'^ см уложится не более та^/D^ протонов. Следовательно, в атомном ядре п* порядка 10^ см''. Но и такая линейная плотность протонов недостаточна – ток слабоват, и «протонный» флюкс в ядре не сформируется.
Для создания гр – флюкса необходима более протяженная ядерная материя – вещество ядерной плотности. Такие флюксы – протонные вихри Абрикосова, повидимому, реализуются в нейтронных звездах – пульсарах. Вопрос 3: Возможен ли кварковый rq – флюкс, в котором квант магнитного потока создает круговой ток кварков в объеме обычного атомного ядра?
Ответ: Возможен.
Допустим, что кварковый флюкс состоит из тех же кварков, из которых состоят нуклоны. Это так называемые валентные и и d кварки с массами 4 и 7 МэВ и с электрическими зарядами +2/3 и –1/3 заряда протона соответственно. Пусть плотность вращающихся валентных кварков в нашем ядре такая же, как в нуклоне. Напомним, что каждый нуклон содержит три валентных кварка: протон состоит из двух и-кварков и одного d –, а нейтрон – из одного и – и двух d – кварков.
Поскольку массы и –и d– кварков (4 и 7 МэВ) существенно меньше их полной энергии в нуклоне Е = М^/З, кварки в нуклоне – релятивистские.
Если действовать с этими кварками по известным в релятивистской механике рецептам (см. ниже), нетрудно получить, что «кварковый» флюкс должен иметь радиус г* около 10 фм. То есть следует ожидать, что он во всяком случае находится в пределах радиуса обычного атомного ядра. При этом линейную плотность частиц в кварковом хороводе т)* получаем около 10 см' . Отсюда также следует, что на длине, равной диаметру нуклона, мы имеем около 30 вращающихся бозонов (пар кварков). Причем положительно заряженные пары должны вращаться в одну сторону, отрицательные – в другую.
Радиус кваркового флюкса
Импульс Р релятивистских кварков близок к их полной энергии Е = «(М. Поэтому модуль момента импульса вращающегося кварка (или пары кварков) Рг = )Мг = Ich, то у/1 – eh/Mr = (ch/e*2).(e^/M)/r = r^/"*r, где Ot* = (e*^/ch) – известная в электродинамике постоянная тонкой структуры, которая при е* равном заряду электрона равна 1/137.
Теперь, подставив в ф2 предыдущего раздела найденное выражение для у/1, получим изумительно простую формулу, полезную для наших дальнейших оценок:
1 2а*П1*=1 фЗ
-исло вращающихся пар кварков т)* в цилиндре с единичной длиной, с радиусом г* и с объемом яг*^ определим как (3/2)лг*^/(4тс-г^/3), здесь г^ – радиус нуклона, коэффициент (3/2) учитывает, что в нуклоне 3 валентных кварка, которые в цилиндре объединились в «куперовские» пары, в знаменателе – объем нуклона.
Таким образом, т)* « г^/г^. Подставив т)* в фЗ, после простых преобразований получим:
1 г* « г^(2а*)-^ ф4
Из ф4 следует, что радиус «кваркового флюксоида» г* слабо – как корень кубический – зависит от величины а* (и от числа кварковых пар). Это означает слабую зависимость
оцениваемой величины г* от параметров нашей модели, то есть от того, какие именно кварки и в каком количестве объединяются в «куперовские» пары (кварки – фермионы со спином 1/2). Слабая модельная зависимость оценки г* – настоящий подарок природы, поскольку мы можем считать найденную оценку радиуса кваркового вихря верной «при любых условиях».
Подстановка в ф4 г^ = 1,5-10"^ см = 1,5 фм и о* = 1/137 дает г* = 6 фм. Если взять суммарные заряды (в единицах заряда протона) пар кварков 2/3 (для двух d – кварков) и 4/3 (для двух и – кварков), соответственно получим г* около 8 и 5 фм.
Учитывая заведомую грубость нашего расчета, для дальнейших оценок отдадим предпочтение «лучше запоминающейся» цифре 5 и положим г* = 5 фм. К тому же, эта цифра соответствует rq – флюксам из самых легких и – кварков – ги флюксам. Их, повидимому, больше всего в окружающей нас природе, поскольку основное вещество Космоса – водород (а водород – это протоны, и в них и – кварков вдвое больше, чем d кварков).
Разнообразие флюксов. Как мы видели, флюксы могут отличаться друг от друга по составу частиц – мы уже рассмотрели re-, rd-, и ru– флюксы. В настоящее время известны
6 сортов (или, как говорят физики, 6 ароматов) кварков. И столько же антикварков. Известны также сотни комбинаций кварков – сильно взаимодействующих друг с другом частиц – адронов, которые могли образовывать стабильные оболочки флюксов в ранней «горячей» Вселенной. Кроме того, флюксы могли быть построены из разнообразных (бесчисленных!) комбинаций этих и многих других (в том числе еще не открытых) частиц. И все эти реликтовые флюксы могли сохраниться до наших дней, создавая богатое разнообразие невидимых для нас форм линейной материи. Есть ли у них общие черты? Есть – очень малый радиус.
Ранняя «горячая» Вселенная по оценкам теоретиков характеризовалась чудовищной плотностью материи. Это должно было привести к громадным значениям числа вращающихся на единице длины флюкса частиц ц* и, по фЗ, к очень малым радиусам реликтовых флюксов.
Пространство и время. Выделим в развитии Вселенной два характерных периода – «планковский» и «нормальный».
На самой границе наших познаний – в «планковский» период – Вселенная наполнялась неведомыми нам частицами с гигантскими массами. В этот период, как считают теоретики, радиус частиц возникшей Вселенной был порядка так называемой планковской длины 10'^см, энергия частиц была порядка известной планковской массы 2-10 ^г= 2-10'^ ГэВ, а плотность могла достигать планковской плотности 10^9^.
Все вышеприведенные «планковские» характеристики следуют из элементарных соображений: пусть две частицы с одинаковыми планковскими массами m сближаются до планковского радиуса r == h/mc (комптоновская длина волны планковской массы) под действием ньютоновой силы гравитации Gm^/i^, здесь G – известная гравитационная постоянная. Если при этом выделится энергия тс^ = Gm^/r, то сразу же получаем планковские r = (Gh/c^)^, m = (hc/G)^ и планковскую плотность m/r^.
В «планковской» Вселенной число вращающихся на единице длины флюкса гипотетических однозарядных частиц п* могло быть порядка куба обратной величины планковской длины (Ю^см''), и (по фЗ) радиус «первичных» флюксов мог составлять величину 10'^см.
Если тяжелые магнитные pt – монополи (Полякова-r'Xo– офта) рассматривать как разрыв «планковского» флюкса уже в несколько остывшей Вселенной, о которой мы знаем побольше, чем о «планковской», то через 10'» секунды при энергии частиц 10^ ГэВ получается радиус монополя (и флюкса) порядка 10'^ см. Вихревая оболочка флюкса такого радиуса может состоять из сверхтяжелых лептокварков – из так называемых Х– и Y– бозонов.
Повидимому, именно в «планковский» период зарождается вихревая губка (или совокупность «вложенных» друг в друга губок), представляющая собой пространственно – временной каркас нашего физического вакуума. По крайней мере, начиная именно с этого момента развития Вселенной мы (и современная наука) можем говорить о появлении столь привычного нам пространства и времени.
Причем время в нашей модели просто отражает некий текущий по флюксам «поток информации», который, как легко видеть, неразрывно логически связан с понятием «расширения Вселенной», с постоянным изменением первичной – «планковской» губки. Пространство и время друг от друга неотделимы (этот факт отражен в четырехмерном формализме теории относительности Пуанкаре – Минковского, где используют пространство с тремя обычными осями координат и с «необычной» четвертой осью – временем),
Радиус флюксов пространственно временной «планковской» губки исчезающе мал (см. выше) и современными методами пока не разрешается. Поэтому и пространство и время воспринимаются нами как непрерывные и однородные среды, причем пространство еще и изотропно (его свойства не зависят от угла наблюдения).
Напомним, что из свойств пространства-времени следуют основополагающие физические законы: из однородности времени – закон сохранения энергии; из однородности пространства – закон сохранения импульса; из изотропности пространства – закон сохранения момента импульса. Темная материя. –ерез 10'^ секунды после возникновения, когда температура расширившейся Вселенной снизилась до Ю^К (а энергия частиц – до 1 ГэВ), наступил «нормальный» период: плотность Вселенной все еще была почти на порядок выше ядерной плотности – 10^ г/см^, но продолжала быстро снижаться (современные атомные ядра – это как бы «капельки пара» от тогдашнего «застывавшего» вещества).
В это время число вращающихся на единице длины флюкса частиц т\* могло быть на три порядка больше, а радиус тех же ru – флюксов – на три порядка меньше, чем сейчас. Он мог составлять 10'^ см (это характерный радиус так называемого слабого взаимодействия).
Начиная с этого времени Вселенная приобретает знакомые нам черты, наполняется уже известными частицами, и ее дальнейшее развитие удается как-то расчитывать.
В этот «нормальный» период могла рождаться так называемая темная материя, составляющая по расчетам теоретиков более 90% массы Вселенной и состоящая, по нашему мнению,
из флюксов «нормального» периода – преимущественно из ru – флюксов, к свойствам которых мы и переходим.
Свойства кварковых ru-флюксов
Любители физики могут теперь поупражняться – самостоятельно определить важнейшие свойства кварковых флюксов из легчайших и потому самых распространенных и– кварков. Другие типы флюксов мы рассматривать не будем: уже только одни ru– флюксы позволят нам разобраться чуть ли не во всех известных чудесах природы.
Задача 1: Оцените магнитную индукцию и энергию магнитного поля в кварковом ru– флюксе. Решение. Поскольку радиус ru– флюкса г* = 5 фм, то индукция В = Н = Ф^сг*2 = З-Ю^Гс = 3-10» Тл. Известно, что плотность энергии магнитного поля и = Н^/8т1. Следовательно, энергия магнитного поля на единице длины флюкса U = пт*^и = 2-10'^ ГэВ/см или около 300 Дж/см.
Энергия магнитного поля на длине ru-флюкса, равной диаметру нуклона (3 фм) – около 0,6 ГэВ. Или 20 МэВ на один вращающийся бозон.
Отметим, что все полученные величины сильно (квадратично) зависят от г* и точность наших оценок невысока.
Задача 2: Оцените массу единицы длины кваркового флюкса.
Решение. По известной энергии единицы длины магнитного поля флюкса U по формуле Эйнштейна сразу же оценим массу единицы длины флюкса т* = U/c^ Она будет порядка 10» ГэВ-см^ ^ 10'» г-см"' = 0,01 нг-см"'. В связи с полученным результатом отметим, что один стандартный монополь Полякова-т'Хоофта имеет массу такую же, как несколько десятков метров ru-флюкса.
Задача 3: Оцените электрический заряд единицы длины ru– флюкса.
Решение. Пусть число избыточных зарядов е* на единице длины флюкса п**. Напряженность электрического поля
на поверхности флюкса как всякого заряженного цилиндра Е** = 2п**е*/г*. Е** не должна сильно превысить напряженность поля на поверхности обычных сферических ядер, поскольку в противном случае в физическом вакууме начинают рождаться пары электрон-позитрон, и образующиеся заряды нейтрализуют избыточный заряд нашего флюкса.
У сферических ядер с зарядом ядра порядка ста элементарных зарядов е, радиус порядка 10 фм. Напряженность электрического поля на поверхности такого тяжелого сферического ядра порядка 10^ (ед.СГСЕ). Полагая такой же Е** и е* =е, найдем п» = 3-10» см-' = 0,3^*. Следовательно, заряд единицы длины кваркового флюкса т\**е* вполне может быть порядка 1,5 –10^ ед.СГСЕ /см = 0,5 Кл/км.
Задача 4: Оцените энергию захвата ru– флюксом электрона, а также внутренний радиус электронной оболочки флюкса – гипотетического «линейного» (цилиндрического) атома.
Решение. Равенство центробежной силы релятивистского вращающегося электрона (с массой М) «^^ М/г и силы его электростатического притяжения 2тп**е*е/г дает: у^М = 2п**е*е. Напомним, что так называемый лоренц-фактор ^= (1– р^)~^, а относительная скорость р= v/c. При Р близком к 1 получим полную энергию электрона Е = –уМ «2п**е*е"5 МэВ. То есть у» 10. Это энергия электрона на основной – внутренней оболочке цилиндрического атома.
Радиус электронной оболочки, как обычно, найдем из квантованного момента импульса электрона: Рг = lhc, орбитальное квантовое число 1 = 1,2,3,…. Поскольку для релятивистского электрона Р==Е,г=1сЬ/Е=1г^/ау="1-30 фм == 61г*. Здесь г^ = е^/М – так называемый классический радиус электрона, «=e^/ch== 1/137 – известная в электродинамике постоянная тонкой структуры. Для основной (внутренней) – ближайшей к «цилиндрическому ядру» электронной оболочки 1 = 1 и r « 30 фм.
Внимание! Оценивая электромагнитные характеристики линейного (цилиндрического) атома, мы вышли за пределы действия классической электродинамики.
Обычно считается, что электродинамика хорошо «работает» до расстояний порядка комптоновской длины волны электрона (X. = hc/M == r^/cx = 3,8-10'» см, точнее – 385 фм).
Но оправдываются на практике и поэтому используются расчеты и на существенно меньших расстояниях: например, законом Кулона пользуются при оценках электромагнитных характеристик атомных ядер (расстояния порядка 1 фм).
Важное следствие: из решения задачи 4 следует, что уже при минимальном радиусе электронной оболочки и при числе электронов на единице длины кваркового флюкса т)** = 0,3 п* мы можем иметь около кваркового флюксоида также электронный флюксоид с квантом магнитного потока теперь уже внутри электронной цилиндрической оболочки. Важные выводы:
1 ) Возможен электронный флюксоид около цилиндрического кваркового ядра или около квазицилиндрической цепочки из обычных ядер, причем внутри цилиндрического (квазицилиндрического) ядра не обязательно существование флюксоида (фЗ выполняется только для электронов). 2) Если внутри цилиндрического атома существуют одновременно кварковый (ядерный) и электронный флюксоиды, то они могут «самозамыкаться», так что снаружи цилиндрического атома магнитного поля не будет. Назовем такую систему – цилиндрический атом с замкнутым магнитным полем – флюксоном.
Образование флюксонов – способ монополей надежно спрятать свое магнитное поле и замаскироваться от экспериментаторов.
Задача 5: Какую энергию нужно затратить и какую силу нужно приложить к линейному атому (вдоль его оси), чтобы разорвать кварковый ru– флюкс на две части? Решение. При разрыве цилиндрического ядра линейного атома у нас образуются два магнитных полюса – два дираковских монополя (монополь и антимонополь). Энергии одиночных магнитных полюсов, по оценке Дирака –
2,4 ГэВ. Значит, энергия разрыва флюкса Е порядка энергии (массы) двух образующихся d– монополей – около 5 ГэВ.
Магнитное поле возникших полюсов полностью сформируется, когда расстояние между ними будет порядка диаметра флюкса d == 2 г* « 10 фм. Отсюда получаем оценку разрывающей силы F == E/d « 10'° дины = 10^ Н = 10 тонн. Отметим, что энергия магнитного поля ru– флюкса (см. задачу 1 этого раздела) на длине d^ около 2 ГэВ, что по порядку величин, как и следовало ожидать, согласуется с энергией разрыва Е^ Задача 6: Какую энергию нужно затратить, чтобы согнуть
ru-флюкс в «бараний рог» (в частности – в кольцо)? Решение. Если соединить концы флюкса (магнитные полюса), выделится энергия Е == 5 ГэВ. Следовательно, таков же масштаб энергии магнитного поля, согнутого в кольцо флюкса (магнитного тороида). Флюкс в виде замкнутого кольца будем далее называть флюоном. Флюон – это основательный способ упрятывания магнитного поля квазимонополей путем… их ликвидации. Задача 7: Какая сила необходима для сгибания ru– флюкса? Решение. Пусть мы уже имеем флюкс, согнутый в кольцо с радиусом R (флюон). Рассмотрим достаточно маленький элемент этого кольца длиной L, такой, что L « R иК = L/a, где ос – угол сгиба (в радианах) и он же– центральный угол, под которым дуга L видна из центра кольца. Полагая, что энергия сгибания флюкса в кольцо Е^ не зависит от радиуса кольца R (хотя бы при R"r*), получаем FД (L"/2)(27i/ot) = Е, где FД – направленная по радиусу кольца сила, сгибающая в дугу отрезок L, (Loc/2) – элемент пути, на котором сгибающая сила выполнила свою работу по сгибанию отрезка L, (2тс/а) – число отрезков (элементов) L на длине кольца (для простоты будем их считать одинаковыми). Отсюда получаем оценку необходимой для сгибания отрезка L силы F^ = reE^/L.
-тобы читатель мог «почувствовать» величину этой силы, приведем результат простых оценок: чтобы «обернуть» нитью кваркового флюкса атом (молекулу), нужна сила порядка 100 г = 1 мН!
Из последней цифры вытекает и поразительная жесткость линейной материи, «переплетенной» в трехмерную решетку с ячейками порядка размера атома.
Такая решетка, будучи «прозрачной» для атомов, способна выдерживать давление почти в миллиард раз большее, чем обычный кристалл (в кристалле для смещения атома достаточна сила порядка 1 мдин = 10 нН).
Отсюда же можно показать, что скорость распространения вдоль флюкса поперечных волн его упругих колебаний близка к скорости света.
Флюксы в веществе
Рождение, рост и размножение флюксов. Теперь мы знаем о кварковых флюксах достаточно, чтобы оценить их роль в окружающем нас мире. Но сначала припомним все известное о флюксах. Начнем с их рождения.
Физики считают, что наша Вселенная развивается путем непрерывного расширения (раздувания) из очень плотной и горячей точки – точки сингулярности note 60.
В так называемую адронную эру (так называют начало «нормального» периода в развитии Вселенной, когда уже родились монополи Дирака, но в очень плотном горячем первичном веществе только начали формироваться протоны, нейтроны и другие известные частицы) своё магнитное поле монополи должны были полностью «упрятать» внутри флюксов, соединяющих монополи и антимонополи. Ведь магнитные монополи тогда просто плавали в «бульоне» из кварков и электронов и, естественно, не могли оставаться «голыми»!
Поскольку диаметр (около 10^ см) и другие свойства кварковых флюксов по нашим оценкам близки к свойствам обычных атомных ядер, ru– флюксы будем рассматривать как новую – линейную – разновидность атомных ядер. А окруженные электронами линейные ядра – вместе с их магнитозамкнутыми разновидностями – флюксонами и флюонами –
как линейные атомы (диаметр электронной оболочки, как мы видели, около 10'» см).
Напомним, что линейная материя может существовать и без магнитных монополей – монополи нужны только как инициаторы возникновения флюксоидов. Кроме того, линейные ядра (и атомы) могут размножаться делением путем разрыва трубки флюкса, для чего нужна, как мы выше определили, сила порядка 10 тонн.
Флюксы также могут воссоединяться своими разнополярными полюсами: при «самозамыкании» – флюонизации – концов одного и того же кваркового флюкса образуется магнитное кольцо – флюон, а при «самозамыкании» электронного и ядерного флюксоидов также образуется магнитный тор, но сильно вытянутый вдоль своей оси – флюксон.
Кроме того, за счет электромагнитных сил флюксы могут присоединять к своим полюсам или к боковым поверхностям другие «линейные» или сферические (обычные) ядра, атомы и молекулы. Эту способность можно назвать «линейной» химией.
Но самое удивительное то, что возникнув, флюксы далее способны к неограниченному увеличению своей длины уже без участия монополей – за счет захвата своими концами (магнитными полюсами) атомных частиц.
Как мы уже знаем, ничто не запрещает флюксам захватывать атомы (сферические) и встраивать их электроны и кварки в оболочки цилиндрического атома с его кварковым ядром, увеличивая тем самым длину флюкса-«захватчика». В этом последнем случае мы имеем возможность безграничного удлинения кваркового флюкса в обычном веществе. Энергия и скорость роста флюксов. При захвате трех валентных кварков каждого нуклона должна выделяться энергия порядка энергии соответственно «удлиняющегося» магнитного поля ru– флюкса (60 МэВ, см. задачу 1 ). Если в ядре много нуклонов, то при их захвате можно ожидать выделения энергии порядка 1 ГэВ. Наиболее эффективен захват сферических ядер (или их нуклонов) на полюса флюкса, где меньше сила кулоновского отталкивания и больше сила магнитного притяжения к магнитному полюсу.
Задача: Оцените частоту захватов атомов магнитным полюсом флюкса.
Какая мощность при этом может выделяться? Решение. Полагая магнитный момент оболочки атома (иона) ц порядка магнетона Бора, а магнитный заряд полюса (квазимонополя) минимальным дираковским е « 70 е, найдем силу магнитного притяжения атомной частицы к полюсу F = 211 е /а^ «10 дины (10 наноньютонов), энергию Е = цН=це /а^="3-10 ^эрг=2эВ(Н-напряженность магнитного поля монополя на расстоянии а), ускорение F /т = 10^ см-с ^, время прохождения захваченной атомной частицы с массой m через монополь –10 ^ с и её скорость порядка 10^ см/с (10 км/с) при радиусе атомной частицы а = 10^ см и её массе порядка 10'^ г. «Падая» под действием магнитного притяжения на магнитный полюс (монополь или квазимонополь), атомная частица (ион) своим кулоновским полем увлекает свое атомное ядро. Ядро, как всякая заряженная частица в сильном магнитном поле, движется преимущественно по радиально сходящимся к центру полюса силовым линиям магнитного поля «как по рельсам» и неминуемо пройдет через его центр. В этом состоит механизм «самонаведения» ядра атомной час.тицы на магнитный полюс (монополь или квазимонополь).
Если магнитный полюс находится внутри или на поверхности плотного вещества с расстоянием между атомами порядка 10^ см, из-за указанного выше эффекта магнитного притяжения с «самонаведением» ядра в секунду может происходить порядка 10^ ядерных взаимодействий.
Выделение энергии около 1 ГэВ при захвате нескольких или даже всех нуклонов каждого взаимодействующего с монополем ядра в плотном веществе дает мощность порядка Ю^ГэВ в секунду или 10 кВт,
Отметим, что мощность такого же порядка будет выделяться и при эффекте Рубакова, характерном для «стандартных» pt-монополей.
Вопрос: С какой скоростью будет удлиняться ru– флюкс в плотном (обычном твердом или жидком атомном, молекулярном) веществе?
Ответ: При найденной выше частоте захватов атомов полюсом (ru– монополем) в плотном веществе скорость роста (удлинения кваркового флюкса) может достигать 10 см/с. Вопрос: С какой скоростью будет удлиняться ru– флюкс в веществе с ядерной плотностью (в ядерной материи)? Ответ: Возможно удлинение со скоростью порядка 100 км/с. Блокировка и активизация роста флюксов. Напомним, что магнитный полюс кваркового флюкса – ru– монополь – как магнитный «заряд» почти идентичен дираковскому (d-монополю). За исключением двух своих характеристик: ru– монополь имеет сравнительно большой радиус г* « 5 фм и, возможно, положительный электрический заряд. Всегда, правда, частично компенсированный близко расположенной около ядра электронной оболочкой.
Положительный заряд полюса флюкса может приостановить его рост из-за кулоновского отталкивания захваченных ru –монополем сферических (обычных) атомных ядер (или протонов) от электрически заряженного ядра флюкса.
Кроме того, как мы знаем, у флюксов возможно «самозамыкание» магнитных полюсов (флюонизация).
Бесполюсные флюон и флюксон могут практически не захватывать атомные ядра (разве только с их цилиндрической поверхности).
Монополь любого типа с полностью блокированной ядерной активностью назовем латентным монополем note 61. Очевидно, что латентные ru– монополи (квазимонополи) не обеспечивают роста своего кваркового флюксоида.
Теперь давайте на простых «мысленных» примерах посмотрим, как можно «родить» активные «свежие» ru– монополи, если мы имеем «закрепленный» в кристалле линейный атом.
Мысленно «закрепим» линейный атом, «обвивая» нитью флюкса обычные (сферические) атомы кристалла до получения пространственной сетки – трехмерного (объемного) «кружева» из одного линейного атома.
Вопрос (предварительный): Оцените длину и массу флюкса, обвивающего (однократно) каждый атом в 1 куб. см кристалла.
Ответ: В одном кубическом сантиметре твердого тела содержится около 10^ атомов.
Обвивающая один атом петля должна иметь длину около 2тс-10'* см. Значит все петли должны иметь длину около 6.10^ см. Масса флюкса такой длины будет не менее 60 кг.
А если этот флюкс «вытянуть» в длину, то полученное гигантское (6.10'^ см) расстояние свет будет преодолевать почти двое суток! А чтобы протянуть наш флюкс от Земли до не самого близкого к нам Сириуса, достаточно «отмерить» примерно полтонны «линейного атома», клубок которого можно поместить в кристалле размером с редиску! Вопрос основной: Если ударить молотком по нашему кубику с кружевом из ru-флюкса так, чтобы он раскрошился на мелкие части, то сколько ru– монополей может образоваться? Для простоты полагаем, что вся энергия идет на разрывы ru– флюкса.
Ответ: Как мы уже знаем, для разрыва флюкса нужно усилие около 10 тонн (10^ дин или 10^ Н), а чтобы сместить атом в кристалле достаточно силы порядка 1эВ/10'^см = 10^ дин, то есть нужное нам разрывное усилие обеспечит «змейка», «обвивающая» не менее 10^ атомов кристалла длинной 6-10^ см (60 км!) – меньшей длины «змейка» сместит со своих мест атомы, но сама не разорвете^.
В нашем кристалле 10 таких «змеек», следовательно столько же может образоваться разрывов флюкса. Каждый разрыв – это два полюса, дв^ ru-монополя. Следовательно, может получиться порядка 2-10 ru-монополей (квазимонополей). Но хватит ли для этого энергии молотка? Поскольку на каждый разрыв флюкса затрачивается около 5 ГэВ, на рождение всех почти двух миллиардов ru-монополей потребуется всего 1 Дж энергии. Молоток с массой 1 кг, движущийся со скоростью 2 м/с, имеет энергию 2 Дж, так что энергии для рождения миллиардов ru-монополей у молотка хватит. Вопрос дополнительный, но интересный: Какая энергия выделится родившимися квазимонополями, за какое время и насколько удлинятся их флюксы за счет «съеденного» ими кристалла?
Ответ:. Полагая что каждый «съеденный» атом кристалла даст энергию порядка 1 ГэВ, все атомы, содержащиеся в 1 см^ дадут порядка 10^ Дж всего примерно за 1 секунду! Это равносильно мощнейшему взрыву или разрушительному землетрясению.
При этом наш флюкс вырастет на 10^ см (на 10 тысяч км!), что соответствует его относительному удлинению всего в 10^ раз (на десятитысячную долю процента).
Отметим, что рождающиеся ядерноактивные ru– монополи сами могут «прожигать» нить флюкса, что равносильно её разрыву.
Поэтому число родившихся «при ударе молотком» квазимонополей будет лавинообразно нарастать из-за дополнительного взаимного «прожигания» ими обрывков флюкса. Квазимонополей будет гораздо больше, чем мы расчитали, а время «поедания» ими нашего кристалла существенно уменьшится. Так что произойдет страшный ядерный взрыв!
Будем далее называть любое возрастание числа активных квазимонополей (г– монополей) из-за взаимного их воздействия друг на друга их лавинообразной активизацией.
Преобразование вещества и движение в нем ш-флюксов
Флюксовая «алхимия». Электронная оболочка цилиндрического атома из-за своей необычайно высокой плотности электронов (почти на пять порядков плотнее, чем в обычных атомах) может быть уподоблена электронной жидкости. Жидкость эта должна быть замечательным катализатором для реакций слияния (синтеза) обычных легких ядер: если в неё «погрузить» два соприкасающихся сферических атомных ядра, между ними окажется достаточно электронов, чтобы нейтрализовать электрическое (кулоновское) отталкивание этих ядер. В результате действия ядерных сил обычные атомные сферические ядра в нашей электронной жидкости могут слиться и образовать новое ядро – произойдет реакция синтеза ядер.
При синтезе двух легких ядер (более чем вдвое легче железа) выделяется энергия порядка 10 МэВ. Так на поверхности цилиндрического атома из двух обыкновенных атомов азота может получиться ядро атома кремния, а из двух атомов кислорода – ядро атома серы. Такие реакции называют также трансмутациями элементов. Превращение одних химических элементов в другие – стародавняя мечта алхимиков. Так, может быть, с помощью линейной материи можно наладить промышленный синтез золота, например, из обыкновенного песка?
Увы, чем тяжелее ядра, тем труднее им сливаться (вспомним всё про тот же кулоновский барьер). А образование ядер тяжелее железа вообще энергетически уже невыгодно путем синтеза. Поэтому с синтезом золота у нас возникнут проблемы.
Мало того, покрывшись «железной» оболочкой, цилиндрический атом вообще прекратит выполнять функцию катализатора ядерного синтеза – синтез будет «железно» блокирован кулоновским отталкиванием накопившихся в электронной оболочке ядер железа и близких к нему по весу ядер других элементов.
Однако, если «обросший железом» цилиндрический атом заставить двигаться, он может «вылезти» из своей «железной» оболочки, блокирующей ядерный синтез, как насекомое вылезает из своей куколки. «Железная» оболочка останется в виде быстро разрушающегося нитевидного тела, а на поверхности цилиндрического атома синтез вновь возобновится. И, если движущийся цилиндрический атом соприкасается с кислородосодержащим веществом, а это вещество, в свою очередь, – с воздухом, рано или поздно мы обязательно почувствуем запах синтезируемой из кислорода серы – типичный запах всех таинственных процессов в атмосфере Земли – будь то шаровая молния, землетрясение или извержение вулкана. «Проходка тоннеля». «Выедая» вещество, ядерноактивный магнитный монополь (это может быть d– или г– монополь) подобно кроту будет двигаться в плотном веществе. Возникает вопрос: с какой скоростью?
Рассмотрим вклад в ускорение монополя ближайших к нему атомных частиц, у которых активный монополь буквально «выедает» ускоряющие его ядра – «роет нору» вдоль своей траектории.
При полученной ранее частоте распадов ядер порядка 10^ с– и при расстоянии между ядрами атомов 10» см практически полное «выедание» монополем ядер вдоль траектории возможно до скоростей v « IO'^-IO^ см/с = 10 км/с.
А сколько времени потребуется на разгон, например, «стандартного» d-монополя до скорости 10 км/с? Какова длина разгона?
При «стандартной» массе d-монополя m = 20 нг под действием постоянной силы F^ = 10 нН монополь будет испытывать ускорение F^/m и достигнет скорости порядка v – F^t/m – = 10 км/с за время t = 20 с. При этом он пройдет путь F^/2m около 100 км. Силой торможения медленного «стандартного» d-монополя в среде (по расчетам – 1 нН) и гравитационной силой mg мы пренебрегли.
Напомним, что длина ru– флюкса, масса которого совпадает с массой «стандартного» монополя, составляет примерно 20 метров.
Важные замечания. Отметим, что с ростом скорости как d-, так и ru– монополя выше 10 км/с вероятность захвата и «поедания» ядер уменьшается, так как за время пролета монополя мимо ускоряющих его атомных частиц их ядра не успевают попадать на монополь. Кроме того, с ростом скорости монополя (квазимонополя) увеличиваются его тормозные потери.
Поэтому при прохождении «тоннеля» в веществе трудно ожидать увеличения скорости d– и ru– монополей более 10 км/с.
Кроме того, квазимонополи (ru-монополи) по этому механизму «проходки туннеля» должны ускоряться еще хуже – у каждого ядерноактивного флюкса два противоположных магнитных полюса – так что обычно «роют землю» сразу два квазимонополя, которые скорее всего тянут флюкс в противоположные стороны.
Напомним, что вылетающие с такой скоростью (порядка 10 км/с) d– и ru– монополи не ионизируют вещество и поэтому не могут быть зарегистрированы обычными детекторами частиц (сцинтилляционными, ионизационными, черенковскими, диэлектрическими или фотоэмульсиями). А может ли флюкс разгоняться в вакууме, как ракета?
Флюкс-ракета. Флюкс всегда может локализоваться в крупинке вещества, которое он может «поедать» даже в безвоздушном пространстве. Оказывается, что при этом возникнет реактивная сила, движущая флюкс «подобно НЛО» – за счет невидимой нейтринной струи.
Дело в том, что квазимонополю удобнее «выедать» из атомных ядер нейтроны: в отличие от протонов, они не имеют электрического заряда и не отталкиваются от положительно заряженного квазимонополя (или от ядра цилиндрического атома).
За счет своего магнитного взаимодействия с квазимонополем протоны могут превращаться в нейтроны двояко. Вопервых, в электронной «жидкости» оболочки квазимонополя протоны могут захватывать электроны и превращаться в нейтроны, испустив электронное нейтрино. Во-вторых, протоны могут превращаться в нейтроны, испуская позитроны и те же самые электронные нейтрино. Это хорошо известные явления бета-распада атомных ядер (е-захват и испускание позитрона).
При бета-распаде атомного ядра нейтрино вылетают направленно – преимущественно по – или против направления спина ядра. Это явление называют несохранением пространственной четности (Р– четности) в слабых взаимодействиях.
В нашем случае (в силу известных особенностей магнитного взаимодействия электронов, протонов и нейтронов с ги – квазимонополями и для обеспечения закона сохранения момента импульса системы (см. рисунок, поясняющий природу шаровой молнии) нейтрино будут вылетать преимущественно вдоль флюкса против направления его магнитных силовых линий. Всегда летит впереди – лидирует – северный полюс квазимонополя.
Задача: Оцените реактивную силу (Р-силу), возникающую из-за «одностороннего» – направленного испускания нейтрино при «поедании» магнитным ru– монополем поляризованных (спин ориентирован) атомных ядер. Решение. Любая сила F, действующая на тело, определяется скоростью изменения импульса этого тела dp/dt. Поэтому в случае испускания нейтрино с энергией Е в количестве А штук в секунду реактивная сила F = АЕ/с.
При А = 10^ с'' и Е = 1 МэВ имеем F = 5-10^ дин = 50 нН. То есть реактивная Р-сила даже больше чисто магнитной силы «выедания» ядер в твердом теле (найденная Р-сила соответствует весу на поверхности Земли примерно километра линейного атома).
Таким образом, во всех средах – в газах, в твердых телах, в жидкостях и в вакууме rii-монополи (и линейная материя) могут разгоняться и двигаться, как «нейтринные» ракеты.
Всеединство: флюксы все связывают и на все влияют
Физическая основа Всеединства. Как мы знаем, линейная материя, зародившаяся на ранней стадии развития Вселенной, способна к размножению и росту. Нетрудно предположить, что в процессе эволюции Вселенной эволюционировала и линейная материя из ru-флюксов.
Мы признаем (попробуйте отрицать очевидное!), что из обычных (сферических) атомов возникла сложнейшая органическая жизнь и мы сами. А что могло получиться из линейной материи, которая проявляет свойства живого (рост и размножение) уже в своем простейшем виде – в форме «элементарных» ru-флюксов?
Если органическая материя требует для своего возникновения и существования весьма узкого диапазона давлений и температур и специфического набора химических элементов, то линейная материя могла развиваться сразу и в любых условиях – и в горячей ранней Вселенной, и в недрах звезд и планет, и в абсолютном холоде и мраке Космоса.
Исходя из этого, разумно предположить, что линейная материя в своих сложных формах из структурированных комбинаций хотя бы одних только ru-флюксов в ходе своей «биологической» эволюции ушла гораздо дальше материи сферической – привычного нам атомно-молекулярного вещества, из которого «сделано» известное нам живое.
И породила неведомые нам по масштабам и интенсивности формы жизни: скажем, жизнь внутриатомную, внутри – и межпланетную, внутри – и межзвездную, галактическую и сверхгалактическую. И, быть может, породила Вселенский
Разум (мы не говорим о Боге, поскольку понятие Бога в различных религиях определено по-разному).
Обратите внимание – Вселенная по-русски – вселённая, заселённая; природа – порождающая, находящаяся вечно «при родах». А перешедшее во многие современные языки латинское слово Universum означает не только Вселенную, но и всеобщее единство – Всеединство. Как и латинское Na– tura – это и Природа, и Естество, и Характер. Оно однокорневое с латинскими словами natus – сын, nata – дочь и natio – народ (нарожденный), нация.
Не исключено, что даже привычные нам формы органической жизни порождены всё той же линейной материей – мы уже писали выше о «стремлении» обычных атомов и молекул образовывать нитевидные структуры, которые вполне могут формироваться на отдельных флюксах или на их «связках», то есть на сложно структурированных «кружевах» линейной материи.
Вдоль невидимых нитей любят располагаться одноклеточные существа (бактерии), формируя нитевидные элементы своих колоний.
Из волокон образуются клеточные мембраны и клеточные скелеты всех известных нам живых существ, а также тела животных, грибов и растений.
Обычные облака «любят» вытягиваться в нитевидные структуры тысячекилометровой длины, иногда закручивающиеся на гигантское веретено – «глаз» очередного тропического циклона (центр урагана или шторма).
Звезды, эти гигантские бесчисленные солнца, группируются на волокнистых рукавах галактик, как капли воды в облаках. Некоторые из галактик при всей их космической беспредельности по форме неотличимы от земных ураганов. Как и знаменитые солнечные пятна – «ураганы» плазмы на поверхности нашего светила.
Таким образом, весь мир может быть не только пронизан линейной материей, но вся материя при этом может составлять живое разумное Всеединство – сложную иерархию различных живых существ. По большей части состоящую из форм нам еще неизвестных.
Так четыреста лет назад были неизвестны ни микроорганизмы, ни живые клетки, из которых построено почти все известное нам живое, включая нас самих: если отбросить предубеждения, то и наши органы, и мы с вами – всего – лишь колонии микроорганизмов.
Метафизика – не будем ее бояться! Рассматривая возможность существования новых форм материи и новых форм жизни, физика выходит за привычные свои рамки – рамки науки о «неживой природе». Физика превращается в метафизику note 62 – науку, в которой могут существовать и действовать невидимые нам пока разумные сущности, например, издревле известные людям Бог или духи.
Выдающиеся исследователи предвидели возможность выхода физики за свои привычные рамки.
Например, создатель классической электродинамики Джемс Клерк Максвелл (1831 – 1879) так заканчивал свою статью «Эфир»:
«С какими бы трудностями в наших попытках выработать самостоятельное представление о строении эфира не приходилось нам сталкиваться, но несомненно, что межпланетное и межзвездное пространство не суть пространства пустые, но заняты материальной субстанцией, или телом, самым обширным и, нужно думать, самым однородным, какое нам известно note 63.
Приспособлен ли этот широко разлившийся однородный океан изотропной материи к тому, чтобы не только быть средой физического взаимодействия между отдаленными телами и выполнять другие физические функции, о которых, может быть, пока мы не имеем никакого понятия, но и к тому, чтобы… образовать собой материальный организм существ, у которых функции жизни и мысли так же высоки или даже выше, нежели наши, это – вопрос, лежащий далеко за пределами умозрений физики».
Напомним, что выход за «пределы умозрений физики», а, точнее, физиков, – не выход за рамки науки вообще и даже той же физики в частности. Это всего лишь (и в который раз!)
выход за рамки привычного: человек продолжает осваивать чудеса окружающего мира.
И в этом состоянии продолжающегося перехода от привычных чудес к непривычным, как говорят всякий раз ведущие одной из популярных телепередач, завершая свою программу: Все только начинается. –то ждет физику и физиков в будущем?
Современные физики как и встарь работают вместе с биологами и врачами над проблемами жизни (такое в высшей степени плодотворное сотрудничество осуществляется в рамках биофизики и медицинской физики).
Вместе с геологами, географами, метеорологами, сейсмологами, вулканологами, океанологами физики активно работают над исследованиями тайн Земли note 64.
Физики исследуют тайны Космоса вместе с астрономами (это поле деятельности называется астро– или космофизикой).
Не исключено, что физикам будущего XXI века придется работать вместе с философами и богословами (и к этому физикам не привыкать – Ньютон был крупнейшим знатоком и исследователем библии – библеистом, а Фарадей даже возглавлял христианскую секту).
А что, если (о, ужас!) физикам придется сотрудничать с мистиками или астрологами? Или с политиками. Не с земными – с земными политиками физики сотрудничали всегда – разрабатывали среди прочего и ужасное оружие, и средства защиты от него. Но (кто знает?) не придется ли физикам сотрудничать с политиками инопланетными?
Не придется ли, исследуя место человека во все яснее и яснее открывающемся нам Всеединстве сущего, вступить в диалог с внеземным Разумом? А быть может, мы, сами того не ведая, уже ведем такой диалог?
О неизбежности и необходимости для людей такого рода занятий один знаменитый исследователь говорит в Библии так: «Я, Екклесиаст, был царем над Израилем в Иерусалиме; и предал я сердце мое тому, чтобы исследовать и испытать мудростию все, что делается под небом: это тяжелое занятие дал Бог сынам человеческим, чтобы они упражнялись в нем».