Электрон, нейтрино и другие субатомные частицы.
Пространство Электромагнитных Взаимодействий - это ( 3+1+1) мерное пространство. Почему рассматривается ( 3+1+1 ) мерное пространство? Субатомные частицы ( электроны, кварки ) имеют огромную плотность энергии - массы ( удельную энергию и удельную массу ) относительно занимаемого ими объёма , например удельная плотность электрона составляет более 10 тысяч тонн на кубический сантиметр ( это легко вычисляется классический радиус электрона 2,82 х 10^-13 см, масса равна 9,109383 х 10^-31 кг), поэтому происходит искривление пространства в месте их образования и существования, подобно искривлению пространства вблизи массивных макрообъектов в галактике. И ещё потому что пространство более высокого n – мерного уровня является менее дискретным по сравнению с пространством более низкого уровня. Так например вращение в четырёхмерном пространстве ( в пространстве 3+1+1) определяется шестью угловыми параметрами в отличии от трёх угловых параметров в трёхмерном пространстве и четырьмя координатами, а не тремя как в трёхмерном пространстве. Поэтому, например, волна имеющая непрерывный фронт в ( 3+1+1) пространстве будет иметь вид прерывистой дискретной структуры соответствующей квантовой структуре частиц в ( 3+1) пространстве . Также спин вносит свою лепту в вид квантовой структуру частиц в ( 3+1) пространстве.
Уровень 1 - это Пространство Электромагнитных Взаимодействий. С ним связано представление о протонах и нейтронах, которые состоят из кварков этого уровня u-кварков и d-кварков. ( Масса u-кварка 2,3 МэВ, масса d – кварка 4,8 МэВ).
В таком случае мы имеем дело с появлением дополнительного пятого измерения, в которое входит привычное нам ( 3+1) мерное пространство. Чем больше энергия- импульс кварков , тем сильнее происходит искривление пространства . Искривление пространства энергией - импульсом частиц и кварков порождает появление в искривлённом пространстве особых свойств искривлённого пространства - энергетических уровней ( Пространства Электромагнитных взаимодействий, Пространства Сильных Взаимодействий и Пространства Слабых Взаимодействий. ) Максимальное значение искривления пространства достигает для частиц и кварков Пространства Слабых Взаимодействий, так как у них наибольшая энергия-импульс.
Рассмотрим внутреннее зарядное пространство уровня 1 - Пространство Электромагнитных Взаимодействий. Внутренне зарядное Пространство Электромагнитных Взаимодействий можно изобразить в виде привычного нам трёхмерного пространства одна из плоскостей которого - это плоскость напряжённости электрического поля Е, вторая плоскость - это плоскость напряжённости магнитного поля Н, и третья плоскость - это плоскость магнитной индукции В. Тогда мы получили трёхмерное пространство, которое будет удовлетворять вышеупомянутым условиям.
С точки зрения наблюдателя находящегося в этом пространстве, фотон будут представлять собой колебательную составляющую в плоскости напряжённости электрического поля Е и колебательную составляющую в плоскости перпендикулярной плоскости Е. Частота колебаний , а значит её энергия будет зависеть от ориентации колебательной составляющей фотона находящейся в плоскости напряжённости электрического поля E относительно плоскостей напряжённости магнитного поля Н и плоскости магнитной индукции В и будет принимать значения от инфракрасного спектра до гамма - излучения ( см. рис.3 ).
В изотопическом пространстве уровня 1 пространства ( 3+1+1) фотон не квантирован. Это непрерывная волна создаваемая колебаниями его колебательных составляющих. Наше (3+1 ) пространство является более дискретным чем пространство ( 3+1+1), потому что пространства более высокого порядка являются менее дискретными чем пространства более низкого порядка. Только с точки зрения нашего (3+1) мерного пространства он, совершая повороты вокруг спиновых осей, приобретает свойства единичных квантов и вращательное движение в одну или другую сторону в зависимости от расположения колебательной составляющей ( слева или справа от оси колебаний гамма-кванта) в пространстве ( 3+1+1).
Энергетическая масса гамма-кванта равна энергетической массе электрона и составляет 0,51 эВ т.е. При энергии гамма – излучения равной 1,02 эВ может происходить процесс обратный аннигиляции, - из двух гамма –квантов может образоваться пара электрон – позитрон. Фактически электрон – это преобразованный гамма –квант. Электрон имеет вращательную составляющую в плоскости электрической напряжённости Е и колебательную составляющую в плоскости перпендикулярной плоскости электрической напряжённости E. Проекция вращательно-колебательной составляющей электрона на плоскость Е даёт заряд электрона равный -1, на плоскость Н - дипольный магнитный заряд.
Частица колебательная составляющая которой лежит в плоскости В и имеет вращение в этой плоскости называется нейтрино. Как известно, существуют три вида нейтрино: электронное, мюонное и таонное. Электронное нейтрино имеет самую низкую энергию. Масса электронного нейтрино менее 0,28 эВ . Мюонное нейтрино имеет энергию больше чем электронного нейтрино ( электронная часть её менее 0,28 эВ ) Тау- нейтрино имеет энергию большую чем у электронного и таонного нейтрино ( электронная часть менее 0,28 эВ ). Разница в энергиях между электронным , мюонным и таонным нейтрино объясняется дополнительной энергией, появляющейся благодаря появлению дополнительных степеней свободы на уровне 2 сильных взаимодействий и уровне 3 слабых взаимодействий. ( см. рис.3) Нейтрино не имеет электрического заряда и не взаимодействует с магнитными полями, т. к. её проекция на плоскость напряжённости электрического поля E и проекция на плоскость магнитной напряжённости равны нулю.
Нейтрино имеет вращательную составляющую в плоскости магнитной индукции В, и, вследствие этого имеет античастицу - антинейтрино. Античастица всегда имеет вращательную составляющую противоположную частице. Вращением нейтрино в плоскости магнитной индукции В объясняется то, что нейтрино плохо взаимодействует с другими частицами. У неё постоянно меняется направление вектора колебаний в плоскости магнитной индукции B. Для того чтобы нейтрино взаимодействовало с другой частицей необходимо чтобы направления их колебаний совпало или между ними был угол не меньше определённой величины. Официально принято мнение, что нейтрино имеет осцилляцию, т.е. при своём движении оно преобразуется из нейтрино одного вида в нейтрино другого вида. Интенсивность компонентов других видов нейтрино присутствующих в нейтрино данного вида пропорциональна коэффициентам их смешивания в нём ( см. рис.4).
Но такое утверждение кажется абсурдным, потому что невозможно, чтобы электронное нейтрино с массой менее 0,28 эВ при своём движении в пространстве вдруг превратилась с мюонное нейтрино или в таонное нейтрино, потому что каждый вид нейтрино рождается при определённой реакции, в пространстве с определённой величиной энергии ( в Пространстве электромагнитных взаимодействий, Пространстве сильных или слабых взаимодействий ) и нельзя себе представить, чтобы нейтрино с меньшей энергией превратилось в нейтрино с большей энергией. Объяснение изменения частоты колебаний нейтрино может состоять в том, что при вращении её колебательной составляющей в плоскости магнитной индукции В, периодически гармонически изменяется энергия колебаний, и следовательно частота колебаний нейтрино, что наблюдается для каждого вида нейтрино.
Под влиянием искривлённого пространства движущиеся частицы ( имеющие скорость v ) приобретают свойство называемое массой. ( Подробнее см. " Связь между фундаментальными физическими величинами") Под влиянием искривлённого пространства в энергетической спирали, по которой происходит переход от Пространства Электромагнитных Взаимодействий к нашему (3+1) пространству , проекция движущейся частицы на плоскость электрической напряжённости E в Пространстве Электромагнитных Взаимодействий приобретает свойство, называемое зарядом. Распределение энергетических уровней при искривлении пространства показано на рис. 5.
Геометрическое искривления пространства, определяемое как наличие потенциала скалярного поля даёт возможность не прибегать к описанию свойств частиц в десятимерном пространстве с поиском непонятных физических смыслов, и участием бозонов Хиггса, значение которых придумано, а описать свойства частиц при появлении дополнительного ( 3+1+1 ) измерения с тремя ( а возможно и большим ) энергетическими уровнями ( Пространства Электромагнитный Взаимодействий, Пространства Сильных Взаимодействий и Пространства Слабых Взаимодействий ), которое имеет понятный физический смысл и является следствием ОТО .
Электрон и кварки уровня 1 - это стабильные частицы - аттракторы имеющие свои составляющие в Пространстве Электромагнитных Взаимодействий, в Пространстве Сильных Взаимодействий ( электрон не имеет составляющей в Пространстве Сильных Взаимодействий ) и в Пространстве Слабых Взаимодействий. Протон состоит из двух u-кварков и одного d- кварка.
Нейтрон состоит из двух d-кварков и одного u- кварка. D-кварк имеет вращательно- колебательную составляющую в плоскости напряжённости электрического поля Е и колебательную составляющую перпендикулярную плоскости напряжённости электрического поля Е. U-кварк имеет вращательно-колебательную составляющую в плоскости напряжённости магнитного поля Н и колебательную составляющую перпендикулярную плоскости напряжённости электрического поля Н. Если бы не существовало искривления пространства энергией - импульсом частиц и возникающего вследствие этого поля гравитации, они бы не отличались бы друг от друга, но в силу различного действия на них поля гравитации они приобретают разные свойства.
Протон отличается от нейтрона его поворотом во внутреннем изотопическом пространстве на угол 90;из плоскости напряжённости электрического поля Е в плоскость напряжённости магнитного поля Н ( см. рис. 1 и рис. 2). Проекция d-кварка на плоскость напряжённости электрического поля Е даёт электрический заряд равный +2/3. Проекция u-кварка на плоскость напряжённости электрического поля даёт заряд -1/3. Поэтому в нейтроне суммарный электрический заряд равен нулю, а в протоне +1. Протон и нейтрон также имеют составляющие их кварков на уровне 2 , - уровне Сильных Взаимодействий. Этим объясняется наличие у них ядерных сил.
Электронное нейтрино существует только на одном уровне - уровне Электромагнитных Взаимодействий. Оно, электрон и кварки - это частицы - аттракторы, в которых не происходит перенос энергии и поэтому они могут существовать теоретически неограниченно долго. События происходящие во внутреннем изотопическом пространстве отличаются от событий нашего (3+1) мерного пространства. Поэтому некоторые привычные постулаты могут не выполняться. Например, общая теория относительности ограничивает максимальную возможную скорости распространения взаимодействий скоростью света. Однако в квантовом мире это условие может нарушаться. Такое явление называется квантовой запутанностью. Но правильно бы было его квантовой связанностью. Это явление, которое можно рассматривать как резонанс энергий частиц возникающий при одновременном образовании пары ( или нескольких ) частиц с одинаковыми характеристиками, например двух квантов света движущихся в противоположных направлениях имеющих одинаковый импульс и согласованный характер колебаний. Если повернуть по часовой стрелке один из квантов происходит мгновенное изменение в характеристике другой частицы, - второй квант повернётся против часовой стрелки , чтобы скомпенсировать изменившийся момент количества движения первого кванта. То есть в Пространстве Электромагнитных Взаимодействий большое значение имеет ориентация частиц и при этом они обладают свойством мгновенно ( выше скорости света ) передавать изменение
характеристик энергии в связанном состоянии.
Пространство Электромагнитных Взаимодействий является самым потенциально – низким энергетическим пространством по сравнению с двумя другими пространствами. Пространство Сильных Взаимодействий является потенциально - энергетически более высоким. Пространство Слабых Взаимодействий является ещё более потенциально энергетически высоким. Переход энергии частиц от пространства с менее высоким энергетическим уровнем к пространству с более высоким энергетическим уровнем происходит по энергетической спирали с возрастающей плотностью энергии. Энергия таких переходов потенциальна. Это значит, что сохраняется сумма кинетической и потенциальной энергий при образовании, существовании и распаде частиц.
Спираль имеет преимущественно левое направление. Этим объясняется несимметричность нашего мира , - нарушение некоторых симметрий ( например, отличие частиц от античастиц ) ; нарушение закона сохранения чётности при слабых взаимодействиях, при котором слабому взаимодействию подвержены левые частицы, спин которых противоположен импульсу, а не правые.