Этот опус есть исключительно моё субъективное мнение, без претензии на истину, как информация к размышлению. Разговор об уравнениях Максвелла без прямого участия уравнений Максвелла. Уравнения Максвелла – один из краеугольных камней физики. И касание его – чревато, не остаётся без последствий.
Давно хотелось поговорить об уравнениях Максвелла, но не знал – с какого краю подступиться. А тут недавно в сети попалось видео по теме уравнений Максвелла с названием «Кватернионные уравнения поля дионов». Авторы видео – В. Миронов и С. Миронов. Речь как раз об уравнениях Максвелла, которые в первоначальном варианте были написаны именно в кватернионной форме (кватернионы – система гиперкомплексных чисел, образующих векторное пространство). Но позднее, после ухода Максвелла, уравнения переписаны другими учёными в дифференциальной форме. Первоначальные уравнения Максвелла содержали гораздо больше информации об источниках и природе полей, и были, как утверждают знатоки темы, Галилей-инвариантными. Но «модернизация» уравнений Максвелла, сохранив общие представления, лишила их подлинной физической сути.
Уравнения Максвелла представляют собой систему из четырёх уравнений: два дивергентных уравнения и два роторных. Роторных касаться пока не будем, а скажем о дивергентных. Дивергенция, иначе говоря, радиальное расхождение или схождение силовых линий поля. Для электрического заряда дивергенция поля не равна нулю, электрический заряд является источником электрической индукции. Дивергенция магнитного поля равна нулю, силовые линии магнитного поля замкнуты, магнитного заряда не существует. Получается, электрический заряд существует, причём даже два, положительный и отрицательный, а вот магнитного заряда как бы нет. Вот этот момент вносит в систему уравнений Максвелла некую асимметрию. Эта асимметрия с давних пор беспокоила учёных. Вероятно, первым, кто решился устранить асимметрию уравнений, был английский учёный Поль Дирак (1931 г.). Он допустил существование магнитного заряда, монополя. Но если быть последовательным до конца, то надо было говорить о двух магнитных монополях, ведь у электрических зарядов их два! Тогда симметрия была бы абсолютной! А что такое – знак заряда? Это левый и правый винт закрутки поля. Закрутка поля берётся от кольцевого вращательного движения частицы или квазичастицы в атоме или вне его. Но, удивительное дело, системе уравнений Максвелла – 150 лет, однако мало кто обращал внимание на то, что кольцевое вращательное движение частицы – это диполь! Диполь имеет одновременно левый и правый винт закрутки, и порождает в среде одновременно вихревые поля левого и правого винта! Возьмите любое кольцевое вращение частицы или тела, и в зависимости от того, с какой стороны вы смотрите на него вдоль главной оси вращения, вы будете видеть левое или правое направление вращения. А если это вращение происходит в среде, то возбуждаемые волны тоже будут иметь такое же направление вращения.
В видео Мироновых «Кватернионные уравнения поля дионов», дабы продолжить дело Дирака и устранить асимметрию уравнений Максвелла, вводится представление о дионах, частицах, сочетающих одновременно положительный и отрицательный заряд. Простите, но если заряд есть вращение, то кольцевое вращательное движение частицы и есть этот самый дион, точнее – диполь! И протон, и квазичастица электрон левого и правого спина в атоме имеют магнитный момент, кольцевое вращение. А кольцевое вращение (тор) – и есть диполь, так как сочетает одновременно левый и правый винт закрутки, и, соответственно, постоянно возбуждает вихревые волны левого и правого винта. А это и есть, в сущности, «электрический» и «магнитный» заряд в одном образе! Если этот диполь дополнительной энергией будет быстро вращаться поперёк главной оси тора, то станет возбуждаться так называемая электромагнитная волна, а точнее – переменная магнитная волна. Так что под первой частью «электро…» скрывается лишь противоположный винт закрутки магнитной составляющей! Если быстро, очень быстро вращать постоянный магнит, так, чтобы полюса менялись в пространстве местами, то будет возбуждаться так называемая эл. маг. волна (поляризованная). Поля постоянного магнита – поляризованные поля, оси вращения частиц и полей сонаправлены. Фундамент электромагнетизма и электродинамики – дипольность, кольцевое вращение частиц и квазичастиц.
Совершенно ошибочно представлять себе поле постоянного магнита именно как дивергенцию, мол, из одного полюса выходят силовые линии, а в другой полюс – входят. Ничего подобного нет! Поляризованное магнитное поле постоянного магнита образовано сонаправленным кольцевым вращением частиц атомов. Каждая частица возбуждает вихревые поля левого и правого винта вращения. Отдельные вихревые поля эти суммируются и создают единое поле магнита с двумя полюсами вихревых полей левой и правой закрутки. Нет здесь выходов и входов, дивергенции выхода или входа! Повторяю, все вращающиеся в кольцевом движении частицы и квазичастицы – диполи. Монополей нет и быть не может, ни в свободном, ни в связанном состоянии. Вращающиеся частицы-диполи в теле магнита связаны, несвободны. Сонаправленность кольцевого вращения частиц в теле магнита можно расстроить или сильным нагревом, или физическим разрушением. Частицы не перестают быть диполями, но теряется их общая ориентация.
Другое дело, когда эти частицы-диполи или квазичастицы-диполи оказываются в свободном состоянии, не связанные в теле атомарного вещества. Пример таких свободных частиц – квазичастицы электроны левого и правого спина, полученные при электризации или другим способом разделения зарядов. На самом деле, это одна квазичастица, но в зависимости от её ориентации, она может быть «положительной» или «отрицательной», каким боком повернётся.
Несколько лет назад я имел неосторожность – купить новый диван с обивкой из синтетического материала. И каждую зиму, особенно морозную, у меня большая проблема с электростатикой. Когда батареи отопления дома раскалены, воздух сухой, маловлажный, электропроводность воздуха минимальна, даже недолгое лежание на этом диване создаёт на моём теле изрядный заряд статического электричества. По первости даже вывел из строя этим зарядом выпрямительное устройство моего карманного музыкального плеера (пробой полупроводника). Чтобы разрядиться, иду на кухню, прикасаюсь рукой к металлической раковине. Свободные квазичастицы левого и правого спина (лэлеки и пэлеки) рождаются в результате трения ткани о ткань. Если лэлеки остаются на диване, то пэлеки – на мне. Квазичастицы пэлики покрывают ровным слоём всё моё тело, потому что разрядиться могу любой частью тела, даже носом. То есть, распределение свободных зарядов по поверхности полностью повторяет форму тела, будь то шар из диэлектрика или тело человека. И все эти квазичастицы повёрнуты вне одной стороной, одним направлением закрутки (допустим, по часовой стрелке), что и создаёт иллюзию, например, положительного заряда. Тело можно перезарядить, если поднести к нему (без контакта) тело с ещё большим зарядом с другим винтом закрутки. Квазичастицы не обновятся целиком на теле диэлектрика, а лишь перевернутся на 180 градусов, встанут против часовой стрелки. Таким образом, дивергенция поля электрического (статического) заряда есть лишь результат равномерного распределения по поверхности тела свободных квазичастиц-диполей, направленных вовне однонаправленным винтом закрутки. Квазичастица-диполь – это маленький магнитик, который, при воздействии более сильного магнитного поля (без контакта), может перевернуться, опрокинуться на 180 градусов. И то, что было «положительным», станет «отрицательным»!
Как сегодня толкуется «электрический заряд»? Это то, присутствие чего на телах, вызывает их электростатическое взаимодействие. Ни о какой физической природе зарядов и речи нет! А ведь на представлениях о зарядах построены наши теории электродинамики и электромагнетизма, создана электротехника! Величина элементарного заряда была определена в 1909 году Милликеном. Сила взаимодействия зарядов выражена законом Кулона (1785 г.). Формула закона Кулона подобна формуле гравитационного взаимодействия тел Ньютона. Но если в гравитации есть только «притяжение», то в электростатике есть и притяжение, и отталкивание. Хотя, конечно, никакой статики в природе вещей нет! Есть только динамика! Подобие законов Ньютона и Кулона в том, что здесь они имеем дело с одной средой, которая раньше звалась эфиром, теперь – физ. вакуумом. Точнее, не просто со средой, а с её колоссальным давлением и плотностью. И «массивное» тело, и электрический (магнитный) «заряд» несколько изменяют вокруг себя давление и плотность среды, создают их градиент, разность. И потому другое (й) массивное тело (заряд), оказавшись поблизости, будет реагировать на это изменение плотности и давления среды. Давление среды – это энергия движения элементов среды. Пресловутые «притяжение» и «отталкивание» – это игра разности плотностей и давлений среды.
Ещё одна величина имеет большое значение в уравнениях Максвелла – магнитная проницаемость. Это величина, характеризующая связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе (мю). Для разных сред эта величина разная. С ней в соседстве всегда присутствует магнитная постоянная (мю нулевое), выведенная из опыта. Магнитная проницаемость говорит о том, насколько массово магнитные моменты отдельных атомов и молекул данной среды ориентируются сонаправленно приложенному поляризованному магнитному полю. Тоже можно сказать о понятии «диэлектрическая проницаемость», как мере реагирования электрических дипольных моментов молекул на электрическое поле. Честно сказать, разницы нет никакой между магнитной и электрической проницаемостью, потому что поляризованные поля магнитные и электрические делают одно и тоже – ориентируют и переориентируют диполи атомов и молекул. Только напряжённость магнитного поля постоянного магнита относительно слаба и почти неизменна, тогда как напряжённость «электрического» поля может достигать огромных значений (большая плотность и большая величина давления свободных «зарядов», квазичастиц-диполей)! К слову, магнитная проницаемость железа равна 1000 Гн/м, максимальной величине. Меди ~ 1 Гн/м. Вот почему не делают провода из железа для электрических генераторов. Переменный ток в сеть не пойдёт, но вихревые токи Фуко, разогревающие ротор с проводами из железа (ферромагнетика), будут огромные! Провода для генераторов делают именно из меди, диамагнетика.
Осмелюсь высказать здесь идею о механизме возникновения ЭДС. Механизм возникновения ЭДС в генераторах тока основан на взаимодействии изменяющегося поляризованного магнитного вихревого поля с диполями проводника, имеющими свои вихревые поля. В этом – суть двух роторных уравнений Максвелла. Здесь мы имеем дело только с замкнутыми кольцевыми токами и градиентами скоростей их вихревых полей, которые называются словом «индукция». А градиенты скоростей – и есть «напряжённость» (давление) поля. Поляризованное магнитное поле при быстром своём изменении «шаркает» по частицам-диполям проводника, заставляя их переворачиваться, опрокидываться, рождая при этом одиночные гамма-кванты. Эти гамма-кванты в сильных магнитных полях ядер превращаются в квазичастицы электроны левого и правого спина. Т. е, как при электризации трением, рождаются квазичастицы, электроны левого и правого спина (лэлеки и пэлеки). Происходит разделение зарядов. Эта плотность квазичастиц в проводнике не может сохраняться, и лэлеки в виде импульса тока (электронной продольной волны плотности) идут в одну сторону, а пэлеки – в противоположную сторону. Природа электрического тока двойственна. При постоянном токе диполи частиц проводника выстраиваются сонаправленно, и вокруг проводника создаётся магнитное поле, как у постоянного магнита. При переменном токе диполи частиц проводника периодически переворачиваются на 180 градусов, и создаётся вокруг проводника переменное магнитное поле, которое мы называем электромагнитным. Надо сказать, что переменный ток в проводнике всегда рождает поляризованные переменные магнитные волны. Тогда как обычный белый свет при рождении не поляризован. Конструкция приёмной антенны должна быть тождественной с конструкцией передающей антенны. Это условие надёжного приёма поляризованных переменных магнитных волн.
Заключая разговор о симметричности уравнений Максвелла, надо сказать: чтобы рождались переменные магнитные волны (электромагнитные) – нужно вращать частицу-диполь, или гонять по проводнику переменный ток, или вращать постоянный магнит. Никакой движущийся ускоренно монополь электрического положительного или отрицательного заряда не родит переменной магнитной волны! Это могут делать только вращающиеся диполи! В кольцевом вращательном движении частицы с её полями уже заложена симметрия всего электромагнетизма, дипольность…
Адрес видео Мироновых "Кватернионные уравнения поля дионов"
https://www.youtube.com/watch?v=1enRddOb1nE&t=766s