4 | ν τ | Гексагон | 11 | <18 | | |
5 | e - | Гексаедр | 1 | 1 | 1 | 0 |
6 | μ - | Додекаедр | 3 | 206.77 | 206.9 | 0.062% |
7 | τ | Додекатетр | 11 * | 3 477.5 | 3 458.04 | 0.56% |
Мезони |
8 | π 0 | Тетра. Усічений. | 14 ** | 264.15 | 264.50 | 0.134% |
9 | π + / - | Куб усічена. | 6,5 ** | 273.39 | 274.154 | 0.281% |
* Довжина ребер сходяться до вершин.
** Взято довжина ребер неусеченних багатогранників.
Різноманіттям усічених правильних, напівправильні і неправильних многогранників можна пояснити і все різноманіття видів елементарних частинок.
Тоді різновиди "кварків" - швидше за все, лише види багатокутників, з яких складені багатогранники - частинки. Чим більше їх кількість задіяно у побудові багатогранника (як за площею, так за видами), тим більше обсяг отриманого багатогранника, і відповідно маса елементарної частинки, яку він представляє.
Серед безлічі частинок є дві відносно стабільні. Це електрон і протон.
Стабільність електрона визначається Законом збереження кількості осей симетрії, що виявляється як закон збереження лептонного заряду, і законом збереження електричного заряду.
Логічно припустити, що закон збереження баріонного заряду - є прояв того ж закону. У кожного з лептонів і мезонів є тільки один вузол симетрії. Якщо є багатогранники, на які може розпастися частинка з збереженням симетрії, і дозволяє обсяг її багатогранника, то відбувається її розпад.
Але, мабуть, центрів симетрії може бути більше одного. Або в одному місці можуть бути кілька центрів симетрії і тоді, наприклад, виходять усічені багатогранники - мезони.
З цієї точки зору розпад важкої частинки - є зміна її складною симетрії, і наближення до простої симетрії легких частинок.
Виходячи з цих посилок та отриманих багатогранників Пі-мезонів, спробуємо отримати структуру протона і нейтрона. Виходячи з сучасних уявлень, що нуклони оточені віртуальними Пі-мезонами, а також, що протон і нейтрон легко перетворюються одна в одну, зробимо припущення, що вони мають щось єдине, що в результаті додавання багатогранників - мезонів, власне і визначає вид частки - нуклона .
Ребра Пі - 0 і Пі + - мезонів мають одне загальне число = 5. Грані їх представляють собою трьох і чотирикутники. Припустимо, що загальна частина нуклонів-є багатогранник, складений з правильних трикутників і квадратів зі стороною = 5.
Малюнок 5. Гедре
З напівправильні багатогранників цим умовам відповідає так звана "Гедре". Обсяг її зі стороною а визначається як сума складових обсягів.
V = a3 + 6 * a3 * √ 2 + 8 * a3 / (6 * 2 * √ 2) +6 * a3 / 2 (10)
При стороні а = 5, V = 1089,26;
Додавши до Гедре шість кубів зі стороною а = 5, отримаємо таку структуру.
Обсяг такої структури визначиться як:
V = 7 * a3 + 6 * a3 * √ 2 + 8 * a3 / (6 * 2 * √ 2) +6 * a3 / 2 (11)
При стороні а = 5, V = 1839,26; У даному випадку, ми маємо частку - протон, оточену кубиками - віртуальними Пі + мезонами. Стати повноцінними мезонами їм не дозволяє розмір, тобто маса.
Малюнок 6. Протон
Маса нейтрона у вільному стані, як відомо, більша за масу протона. Найпростіший аналіз атомарних ваг по таблиці періодичної системи Д. І. Менделєєва показує, що у зв'язаному стані - в ядрі - маса нейтрона менше маси протона і становить 0,98 ÷ 0,99 від маси протона. При цьому маса протона в ядрі не змінюється.
Спробуємо пояснити, яким чином нуклони зв'язані в ядрі в єдине ціле, залишаючись при цьому окремими частинками. Якщо нуклони в ядрі мали б зіткнення вершинами, то таке з'єднання. мабуть не мало б великий жорсткості, якщо ж гранями, то можна припустити ймовірність їх "схлопування" в одну частку, або якимось чином зміни їх властивостей. Жорстка конструкція, при збереженні власної структури, виходить, якщо нуклони мають зв'язок в ядрі шляхом об'єднання ребер. Оскільки виступаючі частини багатогранника - протона представляють собою куби, розташовані під кутом 90 градусів, то у відповідь межі виступаючих частин нейтрона повинні бути розташовані так само. У Пі-0 мезонів, віртуально оточуючих нейтрон, є грані - трикутники зі стороною (?) = 5. Мабуть і з'єднання виступаючих частин нейтрона доводиться на межі трикутної форми.
Мінімальна кількість ребер необхідних для жорсткого з'єднання двох багатогранників (нуклонів) дорівнює двом. Трикутних граней на Гедре - 8. Чи необхідно всім їм мати виступаючі частини? Ні, достатньо всього чотирьох, розташованих по вершинах вписаного в Гедре тетраедра. Сторони такий усіченої піраміди розташовані під кутами 90 º один до одного, а зовнішня сторона - правильний трикутник.
Малюнок 7. Нейтрон в ядрі
При цьому з усіх шести сторін до нейтронів може бути приєднаний протон двома ребрами. Маса такої частки визначиться як:
V = 7 * a3 + 6 * a3 * √ 2 + 8 * a3 / (6 * 2 * √ 2) +6 * a3 / 2 + 4 * (b3 - (a * √ 2) 3) / 6. (12)
Тут b = 10,5 * √ 2; де 10,5 - довжина грані від основи піраміди з стороною b до вершини, захованої всередині Гедре. При а = 5, b = 10,5 для нейтрона в ядрі маємо:
V нейтр.связ .= 1831,54
У вільному стані, мабуть, усічені піраміди будуть прагнути до форми усіченого тетраедра.
Малюнок 8. Усічений тетраедр
Обсяг усіченого теораедра дорівнює:
Vтетр.ус. = (√ 2) / 12 * a3 - (√ 2) / 12 * b3: (13)
Прийнявши а = 12, b = 5, отримаємо обсяг піраміди (віртуального Пі-0 мезона) для нейтрона у вільному стані:
V ус.тетр .= (√ 2) / 12 * a3 1 (√ 2) / 12 * b3 (14)
V ус.тетр .= 185,57
Маса нейтрона тоді визначиться як;
V = a3 + 6 * a3 * √ 2 + 8 * a3 / (6 * 2 * √ 2) +6 * a3/2- (√ 2) / 12 * a3 + (√ 2) / 12 * b3 (15)
V нейтр. своб .= 1844,92
Зведемо отримані результати в таблицю.
Таблиця 4. Нуклони
№ пп | Вид частинки | Вид багатогранника | Довжина Ребра | Маса Е.М. | Обсяг | Похибка |
1 | Протон | Гедре + 6 кубів | 5 | 1836,14 | 1839,26 | 0,169% |
2 | Нейтрон сободний | Гедре + 4 ус.піраміди 90 º | 5 +7 (10,5) | 1838,69 | 1844,92 | 0,339% |
3 | Нейтрон в ядрі | Гедре + 4 ус.піраміди 60 º | 5 +7 (12) | 1824,02 | 1831,54 | 0,412% |
Відповідно до пропонованої гіпотези, нуклони в ядрі будуть пов'язані ребрами. При цьому довжина ребра усіченої піраміди нейтрона, що відходить від Гедре, становить близько 7. Це на 2 більше, ніж довжина ребра виступаючого куба протона. Таким чином, крайня площину куба протона не дістане до Гедре нейтрона, і обидві частинки збережуть свою структуру.
При розпаді ядра, нейтрон залишає чотири усічені піраміди, але вони змінюють форму - перетворюються на усічені тетраедри. Оскільки маса вільного нейтрона більша маси протона, то усічені піраміди знову перетворюються в куби, і виходить протон. При цьому надлишок речовини і негативний електричний заряд несуться електроном і електронним нейтрино.
При розбиванні протона в прискорювачі про мішень він і частки мішені розпадаються на частини - багатогранники, ребра яких кратні довжині ребра електрона. Тому маси виходять часток не утворюють суцільний спектр значень, а підпорядковані певній закономірності.
Той факт, що всі елементарні частинки в кінцевому рахунку (шляхом ланцюжків розпаду) перетворюються (приймають форму) в правильні багатогранники, або багатогранники з них складені, дозволяє доповнити гіпотезу наступним твердженням:
Тіла Платона є первинними елементарними формами, з яких складаються (частково або повністю) елементарні частинки. Форма неправильного багатогранника частинки (або його частин) прагне прийняти форму тіла Платона. Форма хоча б одного з багатогранників частинок одержуваних при розпаді, більш близька до форми тіл Платона, ніж вихідна частка.
Автор не береться поки пояснити, що саме є визначальним: властивості власне "елементарної" частинки, площини граней, ребра чи вершини.
Можливо, що вищенаведене доповнення до гіпотези треба звести до не формі самого багатогранника, а до виду його граней. Можливо, що ребра є якісь струни - згортки простору. Можливо, основою частки (визначає форму) є її якийсь вузол симетрії, який треба вважати істинно "елементарним". Все це вимагає подальшого осмислення.
Автор чудово розуміє, що запропонована теорія нібито суперечить загальноприйнятій "дуалізму" частинок. Оскільки частка з жорстким обсягом і структурою не вкладається в поняття "хвиля". Все це справедливо, тільки якщо взяти рух частинки математично безперервним в кожній точці простору з заданим жорстким об'ємом. Під поняттям точки, тут розуміється саме математичне визначення, при якому відстань між точками зникаюче мало, але не дорівнює нулю. Але ми живемо в реальному, а не математичному просторі. У ньому ж рухаються і елементарні частинки.
Давайте розберемося, що ж це за "хвильові" властивості. По-перше, сам термін з'явився, коли допускалося існування якогось "ефіру", за яким поширювалися світлові "хвилі". Багато в чому, сам термін зобов'язаний своїй появі ефекту дифракції, який пояснювався фізиками чисто математично складанням якихось хвиль-синусоїд. З відкриттям фотона - з його корпускулярними властивостями, тобто поведінкою його як частки, при поглинанні і випущенні, йому ж було передано і хвильові властивості світлової хвилі, які проявляються при розповсюдженні. Так народився корпускулярно-хвильовий дуалізм із застереженням, що хвильові властивості виявляються тільки при русі частинок.
Як пояснення прояви хвильових властивостей частинок, що не суперечать запропонованим "геометричному" пристрою частинок, можливі як мінімум два варіанти.
Перший - "чарункова" структура вакууму, де частинки можуть знаходитися тільки в певних "квантованих" місцях простору, "перескакуючи" з однієї комірки в іншу. На користь такого пояснення говорить і наявність "тунельного" ефекту. При цьому для здійснення руху необхідна додаткова кінетична енергія.
Другий-це "осциляція" самої частинки, тобто, "схлопування" її об'єму в точку найближчій вершини, що знаходиться за вектором руху частки, і розгортання її далі в повний обсяг на іншому місці з цієї ж точки. Дане припущення нічим не екзотичніше корпускулярно-хвильового дуалізму.
Якщо при цьому врахувати обертання частинки (спін), то стає ясно, яким чином частка може рухатися в будь-якому напрямку тривимірного простору. При цьому вектор руху частки, тобто прикладена їй енергія руху, "розмазує" частку (точніше її осциляції) в просторі, утворюючи "Хвилю де Бройля".
Малюнок 9. Послідовні фази осциляції фотона
Так ефекти дифракції та інтерференції можна пояснити, якщо вважати світлі і темні смуги, видимі як результат попадання квантів світла, не результатом складання якихось хвиль - синусоїд, а як наочно проявляється розподіл кількості попадання фотонів (частинок) в певні області простору. Де-то густо (яскраво), а десь пусто (темно). Дифракція, як відомо, спостерігається при проходженні хвилі (частки) повз краю перешкоди. При цьому для спостереження ефекту дифракції відстань між частинами перешкоди повинно бути порівнянна з довжиною хвилі. При цьому спостерігається крайовий ефект. Але якщо взяти хоч одне вищенаведене пояснення "комірчастої" структури вакууму, або "осциляцію" частинки, то ми отримаємо наступне:
1. Частинки, що пролітають поблизу від краю перешкоди, відчувають гравітаційне тяжіння до частинок перешкоди. При цьому вектор їх руху отримує зміщення в бік перешкоди.
2. У силу "комірчасту" вакууму, або в результаті "осциляції" частина часток не може утворитися (розвернутися) в районі краю перешкоди і перескакує в наступну за перешкодою область простору, по "тунельного" ефекту. Можливо, як варіант, "тунельний" перенесення вузла симетрії, який, розвернувшись в частку за краєм перешкоди, має широкий розмах векторів руху.
3. Будова ядра
Припустимо, що структура ядра однозначно відображається у структурі електронних оболонок атома, які фізиками досить добре вивчені. У принципі заперечити на це припущення нічого. Але в той же час авторові не відома жодна спроба, скласти структуру ядра так, як діти збирають іграшкову пірамідку з кубиків, на підставі знань про електронні оболонках атома.
Спробуємо зробити це згідно отриманим вище висновків, що нуклони в ядрі з'єднуються в тривимірному просторі під кутами 90 º. Причому не можуть бути приєднані один до одного два протони або два нейтрони. Тільки протон до нейтрони. Саме тому в ядрі необхідні нейтрони у кількості не меншій ніж кількість протонів, хоча відомо і один виняток - He3.
З цієї точки зору ядро Дейтерію являє собою найпростішу пару нуклонів з якої будуються ядро будь-якого атома (Мал. 10).
n - p
Малюнок 10. Ядро Дейтерію
Малюнок 11.Ядро Гелія 4 (1 шар)
Як бачимо, перший складний атом - Гелій, складається з двох пар нуклонів першого шару, які лежать в одній площині (Рис.11).
Приймемо, що структура з двох пар нуклонів формує S-структуру електронної оболонки атома. Ми також будемо називати таку структуру з двох пар нуклонів - S-оболонкою ядра.
Очевидно, що додаток ще однієї пари нуклонів дасть ядро Літія. Але додаток цієї пари відбувається в S-оболонці другого шару, яка знаходиться поруч з S - оболонкою першого шару.
1 шар
2 шар
Малюнок 12. Ядро Літія
Для додаткової жорсткості в структуру ядра Літія додається зайвий нейтрон. Подальше ускладнення структури ядра досягається додаванням нуклони пар у площині другого шару ядра навколо S-оболонки і повністю заповнюється ще шістьма парами нуклонів. Приймемо, що ці шість пар - P - оболонка.
При цьому додавання відбувається як із зайвими нейтронами так і без.
Малюнок 13. Пошарова структура ядра Неону (1S2 + 2S2 + 2P6)
(Магічне число - 20)
Зауважимо, що S-оболонки знаходяться поруч один з одним у сусідніх шарах.
Малюнок 14. Пошарова структура ядра Аргону (1S2 + 2S2 +2 P6 + 3S2 + 3P6)
(Магічне число - 40, у другому (або третьому) шарі - додатково 4 нейтрона)
Очевидно, що наступна оболонка в шарі буде складатися максимум з десяти пар нуклонів.
Малюнок 15. D-оболонка (10 пар)
Наступна у шарі оболонка - F складається з 14 пар нуклонів, розташованих також квадратом.
Ми прийняли, що структура ядра атома відображається у структурі його електронних оболонок. При цьому в кожному шарі ядра зовнішніми (зовнішніми) будуть оболонки, повністю або не повністю добудовані. Так, якщо зовнішня оболонка не добудована, то зовнішньої виявиться також частина протонів попередньої оболонки. До цих протонам, частині зовнішньої і частини попередньої оболонки можуть бути приєднані додаткові нейтрони. З цієї точки зору, спробуємо уявити структуру ядра Урана 238.
Оскільки додаткові нейтрони можуть бути приєднані до атома тільки із зовнішнього боку ядра і тільки до протонів, то нас цікавитиме кількість протонів у зовнішніх оболонках по шарах у ядра Урана 238. Електронні шари Урана 238 представлені нижче.
Таблиця 5. Електронні оболонки Урана 238.
1S | 2S | 2P | 3S | 3P | 3D | 4S | 4P | 4D | 4F | 5S | 5P | 5D | 5F | 6S | 6P | 6D | 7S |
2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 10 | 3 | 2 | 6 | 1 | 2 |
Структура ядра буде відповідати структурі електронних оболонок.
У першому шарі ядра зовнішньої буде добудована S - оболонка - 2 протони;
У другому шарі - добудована P - оболонка - 6 протонів;
У третьому шарі - добудована D - оболонка - 10 протонів;
У четвертому шарі - добудована F - оболонка - 14 протонів;
У п'ятому шарі зовнішніми будуть частину D - оболонки - 7 протонів, і частина - F - оболонки - 3 протона;
Малюнок 16. П'ятий шар
У шостому шарі зовнішніми будуть частину Р - оболонки - 5 протонів, і частина - D - оболонки - 1 протон;
Малюнок 17. Шостий шар
У сьомому шарі - S - оболонка - 2 протони; Показувати її не будемо, у неї зовнішні - 2 пари.
Всього, таким чином, зовнішніми, по шарах, в ядрі атома Урану 238 будуть 50 протонів, до яких можуть бути приєднані зайві нейтрони. Але кількість зайвих нейтронів, які він має насправді 54. Чотири додаткових нейтрона, мабуть, приєднані перпендикулярно до зовнішніх першому і сьомому S - верствам. Боковий вигляд на ядро Урану 238 пошарово наведено нижче.
Малюнок 18. Боковий вигляд на ядро Урану 238 (в розрізі).
На малюнку видно явна несиметричність ядра Урана 238, яка проявляється при радіоактивному розпаді у вигляді його несиметричного поділу. Швидкий нейтрон, мабуть, ділить ядро атома Урану 238 між четвертим і п'ятим шарами. При цьому більший осколок, зменшує кількість нуклони пар в зовнішньому четвертому шарі до 10, а чотирнадцять нуклони пар 4F шару, утворюють нові п'ятий і шостий шари. У залежності від вектора входу вільного нейтрона в ядро, залежить розподіл за двома осколках нуклонів 4F шару і точне значення протонів і нейтронів в отриманих осколках, одержуваних при ядерному розподілі.
На підставі зробленого раніше припущення про структуру ядра, можна вивести кількісне правило:
Максимальна маса ядра ізотопу будь-якого елементу визначається як сума подвоєного порядкового номера елемента і кількості нейтронів, які можуть бути приєднані до зовнішніх протонам в добудованих і недобудованих оболонках ядра по шарах зовні або збоку.
Як видно із запропонованих малюнків, атомне ядро в результаті побудови оболонок все більше нагадує куб. Якщо у ядра не будуть з'являтися оболонки великі ніж F оболонка, то повністю добудований куб, буде мати наступну структуру:
Таблиця 6. Електронні оболонки елемента 120
1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 5f | 6s | 6p | 6d | 7s | 7p | 8s |
2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 2 |
Порядковий номер атома буде - 120, атомна вага 300-308. Швидше за все, атом буде відносно стабільний.
Освіта наступних хімічних елементів буде відбуватися за рахунок подальшого збільшення маси ядра, що можливо тільки за рахунок додаткової оболонки, яка мабуть, буде будуватися над оболонкою 5F, і буде складатися з 18 нуклони пар. Назвемо її оболонкою 5B.
Таблиця 7. Електронні оболонки елементів 121-138.
1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 5f | 5b | 6s | 6p | 6d | 7s | 7p | 8s |
2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 10 | 14 | 1 -18 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 2 |
У таблиці на місці оболонки 5b зазначено 1-18, тобто кількість можливих нуклони пар. Після заповнення оболонки 5b, послідує заповнення оболонок 6f, 7d, 8p, 9s, 6 b ... і так далі за подобою.
Запропонована модель ядра атома чудово пояснює наявність "магічних" чисел протонів і нейтронів. (2, 8, 20, 28, 50, 82, ...) Також запропонована модель пояснює виникнення "ротаційного спектру" (тобто факту обертання ядра як цілого), нез'ясовно в рамках "польової" або квантової теорії. І безумовно, наочно видно несферичності ядер в ротаційній моделі, запропонованої Дж.Рейнуотером ще в 1950 р.
ВИСНОВОК
Безумовно, все вищенаведене суперечить загальноприйнятим сьогодні теоріям, які розглядають частинки як збуджений стан якогось поля.
Але варто нагадати, що "польове" уявлення часток просто всього лише дуже зручна форма математичного приблизного опису процесів і взаємодії самих частинок і ніщо інше. У даному випадку математика, ігноруючи свою допоміжну роль, починає пригнічувати і підміняти собою саму фізику.
Ніхто і ніколи не відміняв доведену досвідом просторову структуру елементарних частинок і їх розміри. А там, де є розміри - є тривимірний об'єм.
Аргумент про "суперечності" сформованим уявленням, можна було б прийняти, якби протягом життя навіть одного покоління, ці уявлення у фізиці елементарних частинок не змінювалися б так часто, і те, що вчора здавалося абстрактним маренням, не отримувало б загального визнання і не ставало черговий "Біблією" для фізиків.
Автор вважає, що геометрична теорія потребує подальшого розвитку і що з її допомогою можна буде краще зрозуміти пристрій нашого світу.