9. ИСХОДНЫЕ “ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ” ЧАСТИЦЫ и их возбужденные состояния

9.1. Мюоны

Они изображены на фигуре 9.1.1.

Из строения мюонов видно, что не может существовать нейтральный мюон. Хотя официальная физика и считает мюон “тяжелым” электроном непонятно для чего предназначенным, их строение совершенно разное, поэтому электрон не может быть исходной частицей для спектра масс лептонов (-лептон и еще не открытые тяжелые лептоны), а таковой является мюон. “Но мюоны не укладываются в схему элементарных частиц, как мы ее себе представляем (по представлениям ортодоксов любая частица - переносчик взаимодействия - В.К.) в настоящее время: создается впечатление, что мюоны вообще не нужны. Когда мюоны были открыты, надеялись, что они окажутся частицами, ответственными за ядерные силы (т.е. переносчиками сильного взаимодействия). ... оказалось... что именно пионы, которые сильно взаимодействуют с нуклонами, а не слабо взаимодействующие мюоны, являются частицами, определяющими нуклон-нуклонные силы. Мюоны же оказались без дела и остаются “безработными” до сих пор. ...электроны прекрасно справляются со своей ролью в природе, им не требуется никакой помощи от мюонов. Возможно, мюоны - это электроны-гиганты, случайно созданные природой”. Дж. Б. Мэрион, Физика и физический мир, “Мир”, М., 1975, стр. 611.

В новой физике вообще не уместен вопрос: для чего нужна та или иная частица? Все что может возникать - возникает, а все что может происходить - происходит. С тем же успехом можно ставить вопросы -  для чего нужен кремний или олово, или любой другой химический элемент, для чего нужны спутники планетам и т.п. Все нарастающее число открываемых “элементарных” частиц заставит ортодоксов, в конце концов, отказаться от идеи соответствия частицы какому-либо фундаментальному взаимодействию. Весьма характерна логика ортодоксального мышления: все, что не укладывается в его прокрустово ложе - “аномально”, “случайно”, “не соответствует действительности”.

В настоящее время невозможно экспериментально отделить релятивистское увеличение массы частицы от релятивистского роста ее электрического заряда, если заряд меняется, официальные представления исходят из неизменности электрического заряда. С этим нужно согласиться

Посчитаем массу мюонов. Электрон или позитрон в мюоне будет иметь момент импульса , поскольку присутствует в мюоне целиком. Мюонное нейтрино или антинейтрино имеет момент импульса /2, а электронное нейтрино или антинейтрино /2×137,0391. Пренебрегая последним значением ввиду его малости и складывая все значения, получим 1,5. Следовательно, главное квантовое число (ГКЧ) мюона равно 1,5. Умножая это значение на массовое содержание единицы ГКЧ: 70,03 Мэв, найдем массу мюона  105,045 Мэв. Экспериментальное значение массы мюона 105,658387 Мэв. Некоторая разница теоретического и экспериментального значения не должна смущать читателя, т.к. использование ГКЧ является лишь первым приближением в расчете масс элементарных частиц и необходимо еще учитывать радиус траектории компонентов частицы.

Для любых частиц мы легко можем найти энергию связи. Общий прирост массы поровну распределяется на релятивистский прирост измеряемой массы и энергию связи, согласно теореме вириала и нашим предыдущим рассуждениям. Масса покоя  равна 206,77m₀. Прирост измеряемой массы составит 206,77-1=205,77m₀, т.к. массы “покоя”  и очень малы. Такая же масса уйдет и на энергию связи, которая составит 205,77×0,511=105 Мэв. Вычисленные значения энергии связи для всех частиц совпадают с экспериментально найденными, которые, например, можно посмотреть в книге: «О систематике частиц», Атомиздат, М., 1969, стр.86-87.

При почти 100% вероятности распада:  и , распады: 1. e (<1,6×10^-5%), 2. eee (<1,3×10^-7%) и 3. e (<6×10^-9%) указывают на возможность объединения мюонного нейтрино с электронным антинейтрино (для ) с образованием двух фотонов (1), или пары электрон-позитрон (2), или один из фотонов исчезает, т.к. полностью передает свою энергию продуктам распада (3).

Напомню читателю формулу (5.4.4):

где: r - радиус частицы в фм (10^-13 см), m - масса частицы в Мэв.

Подставляя в (5.4.4) N = 1,5 и массу мюона 105,658 Мэв, найдем его радиус равным 2,8014 фм, т.е. практически равным радиусу электрона. Это совпадение не случайно. Ниже будет показано, что радиусы большинства частиц мало отличаются от радиуса электрона и в этом смысле элементарные частицы похожи на атомы, также мало отличающиеся по размерам друг от друга.

Из полученных данных легко определить массу каждой составляющей в общей массе мюона. Так, электронное нейтрино будет иметь массу, примерно, в два раза меньше массы покоя электрона, т.е. 0,255 Мэв, электрон будет обладать массой в два раза больше мюонного нейтрино, соответственно, 70,269 Мэв и 35,134 Мэв.

Мюон является родоначальником спектра масс других более тяжелых лептонов (сейчас, пока, известен лишь один: t-лептон). Поэтому, хотя формально t-лептон обладает не целым ГКЧ, равным 25,5, но его масса больше массы мюона на целое число N. Действительно: (1784,1-105,66)/70,03=23,9724. Строение t-лептона аналогично мюону, только вместо мюонного нейтрино на орбите частицы находится -нейтрино. Соотношение масс между электроном, электронным нейтрино и _-нейтрино такое же, как в мюоне, но по абсолютной величине эти массы в 17 раз больше. Как более сложное образование, _-лептон менее стабилен, чем мюон, их время жизни, соответственно, 0,303×10^-12 сек и 2,19703×10^-6 сек.

9.2.  Мезон

Логично предположить, что он состоит из электрона и позитрона, вращающихся вокруг общего центра гравидинамического взаимодействия. Необходимо сразу уточнить, что термин "логично предположить" хотя и является справедливым, но не отражает того длительного и мучительного логического процесса, который за ним скрывается, поэтому здесь логика сильна только "задним умом".

Уместно вспомнить о позитронии, также представляющим собой электрон и позитрон, но притяжение между которыми осуществляется не гравидинамическим, а электростатическим взаимодействием из-за значительного расстояния между электроном и позитроном. Позитроний может находиться в парасостоянии с магнитным моментом электрона и позитрона, направленным в противоположные стороны, время жизни 1,25×10^-10 сек, при аннигиляции образуется два гамма кванта, т.к. при "соударении" электрон и позитрон движутся в одну сторону (фиг. 9.2.1а).

Малое время жизни пара-позитрония определяется тем, что электрон и позитрон из-за электростатического притяжения дестабилизируют друг друга на орбите и малейшая асимметрия приводит к прогрессивному ее нарастанию вплоть до аннигиляции.

 У орто-позитрония (фиг.9.2.1б) магнитные моменты электрона и позитрона направлены в одну сторону, время жизни 1,4×10^-7 сек, при аннигиляции образуется три гамма кванта, т.к. при "соударении" электрон и позитрон движутся встречно. Значительно более продолжительное время жизни орто-позитрония определяется тем, что электрон и позитрон из-за электростатического притяжения стабилизируют друг друга на орбите и при малой асимметрии, она самоликвидируется. Нетрудно посчитать, чтобы обеспечить образование 2  при движении в одну сторону и 3 при встречном движении, в процессе аннигиляции, угол   (фиг. 9.2.1в) между касательными в точке пересечения орбит электрона и позитрона должен составлять 67⁰20^’.

Если орбиты электрона и позитрона значительно уменьшить так, чтобы вступило в действие гравидинамическое взаимодействие вместо электростатического, получим, соответственно, пара-(фиг. 9.2.1а) с магнитным моментом равным нулю и орто-(фиг. 9.2.1б) с магнитным моментом равным 2. Из-за сильного гравидинамического взаимодействия не только орто- существовать не может, но и орбиты в пара-совмещаются, как показано на фигуре 9.2.2.

Из строения нейтрального пиона видно, что его ГКЧ N=2, т.к. электрон или позитрон на орбите обладает моментом импульса . Следовательно, его масса будет: 70,03×2=140,06 Мэв Экспериментальное значение массы 134,9739 Мэв. Ощутимо меньшее ожидаемого опытное значение массы подтверждает вывод, что гравидинамическое взаимодействие между нейтрино и антинейтрино слабее такового между одноименными нейтрино (сравните электрон и фотон). Электростатическое притяжение между электроном и позитроном в нейтральном пионе, естественно, не может компенсировать эту слабость.

В главе о теории ядра будет показана определенная роль нейтрального пиона в ядерных процессах. Официальная физика отводит _-мезонам основную ответственность за ядерные силы. “Пионы являются носителями поля ядерных сил, они были впервые постулированы Юкавой для теоретического объяснения ядерных сил. Согласно мезонной теории ядерных сил, нуклонное взаимодействие возникает в результате обмена _-мезонами. Каждый нуклон окружен облаком пионов, имеющим небольшой размер. При сближении нуклонов до расстояния, приблизительно равного размерам пионного облака, между нуклонами наступает сильное взаимодействие, обусловленное обменом _-мезонами”. Н.И. Карякин и др., Краткий справочник по физике, “Высшая школа”, М., 1962, стр. 496.

Основной канал распада нейтрального пи-мезона:  98,83%. Все остальные наблюдаемые каналы распада производят частицы, которые в сумме дают целое число фотонов.

Масса покоя равна 264,14m₀, вычитая из этого значения две массы покоя электрона, получим прирост измеряемой массы 262,14m₀. Это и будет основной частью энергии связи электрона и позитрона в  и соответствует 134 Мэв. Энергия электростатической связи составит еще 1 Мэв (расчет по полученному ниже радиусу пи-мезона). Общая энергия связи будет 135 Мэв. Здесь, для мюона, и далее для всех частиц расчетные значения энергии связи совпадают с экспериментальными, поэтому специально на это обращать внимание в дальнейшем не будем.

Подставляя массу нейтрального пиона в (5.4.4), найдем радиус орбиты электрона и позитрона в равный 2,924 фм.

Из фигуры 9.2.2 видно, что _-мезон сам себе и античастица. Поэтому нейтральный пион является родоначальником спектра масс нейтральных мезонов состоящих из электрона и позитрона. Ниже мы увидим, что заряженные пионы имеют такое же ГКЧ, что и нейтральный пион, хотя имеют совершенно другое строение. Поэтому элементарные частицы с близкими массами можно формально считать подуровнями определенного квантового уровня. Тогда, для упрощения, все легкие мезоны (не делая различий в их строении, т.е. исходных родительских частицах) можно свести в один график. Естественно, что в этом случае в одном и том же квантовом состоянии может находиться несколько частиц. Такой график приведен на фигуре 9.2.3.

Обозначения на графике представлены в таблице 9.2.1.

Таблица 9.2.1.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	2	,
2	8
3	11	(770),  (783)
4	14	¢(958), f0  (975), а0 (980)
5	15	(1020)
6	17	h1 (1170)
7	18	b1 (1235), a1 (1260), f2 (1270), f1 (1285)
8	19	(1295),  (1300), a2 (1320)
9	20	(1390), f0 (1400), f1 (1420)
10	21	(1440),  (1450)
11	22	f1 (1510), f¢2 (1525)
12	23	f0 (1590), (1600)
13	24	3 (1670), 2 (1670),  (1680), 3 (1690),  (1700), f2 (1720)
14	26	3 (1850)
15	29	f2 (2010), f4 (2050)
16	33	f2 (2300), f2 (2340)

На фигуре 9.2.4 и в таблице 9.2.2 приведены аналогичные данные для cc^--мезонов.

 Таблица 9.2.2.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	43	с (1S)
2	44	J/ (1S)
3	49	c0 (1P)
4	50	c1 (1P)
5	51	c2 (1P)
6	53	(2S)
7	54	(3770)
8	58	(4040)
9	59	(4160)
10	63	(4415)

Все cc^--мезоны являются нейтральными частицами - спектральной серией масс, родоначальником которой является нейтральный пион. То же можно сказать и о bb^--мезонах, которые представлены на фигуре 9.2.5 и в таблице 9.2.3.

Таблица 9.2.3.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	135	(1S)
2	141	b0 (1P), b1 (1P), b2 (1P)
3	143	(2S)
4	146	b0 (2P), b1 (2P), b2 (2P)
5	148	(3S)
6	151	(4S)
7	155	(10860)
8	157	(11020)

Хочу обратить внимание читателя на большие значения ГКЧ “резонансных” частиц. Это не говорит о том, что подобные частицы очень сложно устроены. Например, “резонансы” с ГКЧ 151, 155 и 157 из таблицы 9.2.3 распадаются только на пару: электрон - позитрон (естественно, с огромной кинетической энергией). Тогда рассматриваемые резонансные частицы можно считать сильно “сжатым” нейтральным пионом. При движении со скоростью света, один оборот по орбите с радиусом электрона, нейтрино проходит за 6×10^-23 сек.

Практически все “резонансы” имеют время жизни того же порядка, поэтому времени их жизни хватает не столько на существование, сколько на образование продуктов распада.

Решая вопрос о спине "элементарных" частиц, нужно иметь в виду, что под ним следует понимать не момент количества движения, связанный с вращением частицы вокруг своей оси, а с движением ее по орбите или виткам винтовой линии. Причем спин нужно отделить от магнитного момента. Если механический момент может иметь нулевое значение только при встречном орбитальном движении, то магнитный момент может быть нулевым и при одной орбите частиц разных электрических зарядов, причем смысл нулевого механического момента может быть только формально-математическим, но не физическим, т.к. остановив одну из частиц, надо остановить и другую. Например, у _-мезона магнитный момент равен нулю, а механический равен удвоенному орбитальному моменту электрона. Собственный момент количества движения частицы очень мал в сравнении с орбитальным ее моментом, что очевидно из здравого смысла. В связи с этим, мы понятием спина пользоваться часто не будем, т.к. механический момент и магнитный момент частицы полностью исчерпывает данный вопрос. Здесь уместно вспомнить об изотопическом спине. Рассматривая строение протона и нейтрона, а также , , и подобные "изотопические мультиплеты", можно убедиться в том, что понятие изотопического спина не только излишне, но и в принципе вредно, т.к. объединяет частицы ничего общего между собой не имеющие. Продолжая эту мысль и забегая вперед, сделаем следующее категорическое заявление: в микромире нет ни одного специфического закона, отсутствующего в макромире. Современная физика всячески стремится свести количество “элементарных” частиц к минимуму, т.к. их возрастающее число ставит непреодолимые трудности перед ортодоксальной теорией. Одним из “способов” достичь этого является введение понятия изотопического спина. В соответствии с этим понятием такие частицы, как протон и нейтрон считаются одной частицей (“изотопический дублет”), а три пиона (нейтральный и заряженные) - “изотопический триплет” и т.п. Теория изотопического спина является формально-математической с полным отсутствием ясных физических представлений, поэтому здесь не имеет смысла ее представлять даже вкратце.

9.3. Пи-мезоны

Изображены на фигуре 9.3.1.

Пару: мюонное нейтрино - мюонное антинейтрино можно рассматривать, как “тяжелый” фотон в составе заряженных пионов. По-видимому, такие фотоны должны встречаться и в свободном виде.

ГКЧ заряженного пиона равно 2: (+/2+/2). Мэв. Поэтому его масса будет: 2×70,03=140,06 Экспериментальное значение массы 139,5675 Мэв.  Как более сложное образование, заряженные пионы менее устойчивы, чем мюоны и распадаются с вероятностью практически 100% по схеме: + и +. Для них возможны другие схемы распада, например:  (1,24×10^-4%) при котором избыточная энергия образует фотон за счет меньшей доли, передаваемой продуктам распада в виде кинетической энергии. Возможен и более сложный процесс, при котором   и аннигилируют с образованием двух фотонов (энергия третьего полностью передается продуктам распада) которые, в свою очередь, образуют электрон-позитронную пару, образующую , а оставшийся электрон (или позитрон) разлетаются. Суммарный процесс будет таким: e⁺ (1,02×10^-8%).

Масса покоя заряженного пиона составляет 273,15m₀. Прирост измеряемой массы составит (по отношению к мюону): 273,15-206,77=66,38m₀. Массой покоя мюонного нейтрино пренебрежем. Энергия связи мюона и мюонного нейтрино составит: 66,38×0,511=34 Мэв. В процессе распада пиона с образованием _-мезона процесс идет таким образом, что наблюдаемая энергия связи будет совсем небольшой. Радиус по формуле (5.4.4) составит 2,8277 фм.

Здесь пора сформулировать следующее правило, являющееся прямым следствием формулы (5.4.4): любые элементарные частицы для которых может быть измерена масса покоя (“неподвижных”), за исключением протона (и антипротона), имеют радиус близкий классическому радиусу электрона. Это объясняется тем, что гравидинамическая система с таким радиусом имеет минимум потенциальной энергии, при этом сила универсального отталкивания любой составляющей частицы равна силе гравидинамического притяжения ее к центру орбиты и слабо зависит от массы составляющей. Естественно, что для релятивистской частицы это правило не подходит, т.к. ее радиус обратно пропорционален релятивистскому приросту массы. Это справедливо и для любой составной части элементарной частицы. Сформулированное правило не распространяется на частицы, сформированные электронным нейтрино с собственным моментом импульса, отличным от /137, например, на протон. Описанное состояние элементарных частиц можно рассматривать как первое возбужденное состояние относительно свободных стабильных частиц, на которое оно распадается. Это состояние можно назвать метастабильным. Более возбужденные состояния имеют меньший радиус орбиты компонентов и их большие массы. Распад более возбужденных состояний, естественно, происходит значительно быстрее. С точки зрения новой физики скорость распада элементарных частиц не определяет «слабое», «электростатическое» или «сильное» взаимодействие, которыми оперирует официальная физика.

Очень интересен распад заряженных пионов по схеме: ++, хотя вероятность его и низкая (1,24×10^-4%). Можно считать, что при этом канале распада мюонные нейтрино аннигилируют с образованием трех фотонов, энергия которых полностью передается продуктам распада, т.е. фотоны исчезают. Однако более вероятной представляется точка зрения, согласно которой собственный момент количества движения электрона, как и других составляющих элементарных частиц может принимать некоторые квантованные значения, т.е. в возбужденном состоянии находится не только частица в целом, но и отдельные ее части. В таком случае заряженный пион может быть образован только парой электрон-антинейтрино или позитрон-нейтрино, как показано на фигуре 9.3.2. Такая точка зрения позволяет объяснить наличие нескольких частиц с одним и тем же ГКЧ (подуровни спектра масс), а также многочисленные разветвления каналов распада, особенно тяжелых частиц имеющих для этого большие возможности.

Прирост измеряемой массы для рассматриваемого случая составит 273,15-1=272,15m₀. Энергия связи составит 272,15×0,511=139 Мэв.  Радиус орбиты и масса пиона останутся почти прежними, т.к. значение ГКЧ для электрона в этом варианте пиона будет равно 2. В этом случае с вероятностью 3×10^-8% наблюдается распад пиона по схеме: , который теперь объясняется естественным образом, как переход значения момента количества движения освободившегося электрона в нормальное состояние с выделением фотона.

Таким образом, экспериментальные данные указывают на то, что не только орбитальный механический момент элементарных частиц может находиться в возбужденном состоянии или другом квантовом состоянии, как у планет, но в подобных состояниях может находиться и собственный момент составных частей их.

Не сохранение, так называемой, четности при распаде пионов видно из их строения. Возьмем, для примера, на фигуре 9.3.2. По закону сохранения момента количества движения, если при распаде пиона нейтрино начнет двигаться к нам по левовинтовой линии, то позитрон будет двигаться в противоположную сторону по правовинтовой линии. При распаде  картина движений составляющих полностью противоположна, т.е. в целом, действует "закон сохранения комбинированной четности в слабых взаимодействиях" являющийся ничем иным, как законом сохранения момента количества движения под этой витиеватой формулировкой. Мы еще раз убеждаемся в том, что нет специфических законов микромира, они едины для всех уровней мироздания.

9.4. -Мезоны

Заряженные каоны изображены на фигуре 9.4.1.

Ортодоксальная физика относит каоны к “странным” частицам. “Носителем электромагнитного взаимодействия является фотон (процесс Дирака). При слабом взаимодействии, типичным примером которого является бета-распад, испускается электрон, нейтрино и антинейтрино (процесс Ферми). Процесс Юкавы связывает тяжелые частицы (нуклоны) с _-мезонами. Процесс Ферми связывает тяжелые частицы с легкими. Однако в эту схему не укладываются  и К-мезоны и гипероны, которые были названы в силу этого “странными” частицами”. Н.И. Карякин и др., Краткий справочник по физике, “Высшая школа”, М., 1962, стр.496-497.

 Каждый пион имеет собственный момент импульса 2 (целые электрон и позитрон) к которому прибавляется еще  на орбите каона, плюс момент импульса электрона или позитрона равный . Таким образом, ГКЧ заряженного каона составит N=7, а его масса: 7×70,03=490,21 Мэв. Опытное значение массы 493,646 Мэв. На фигуре 9.4.2 и в таблице 9.4.1 представлен спектр масс частиц, родителями которых являются заряженные и нейтральные каоны.

Таблица 9.4.1.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	7	, К^0
2	13	К^*(892), К^(892)^0
3	18	К1 (1270)
4	19	К^*(1370)
5	20	К1 (1400), К2^*(1430), К0^*(1430)
6	24	К^*(1680)
7	25	К2 (1770), К3^*(1780)
8	29	К4^*(2045)

Каоны демонстрируют нам большое разнообразие схем распада, позволяющих раскрыть многие тайны материи, но эта работа не ставит своей целью углубленный анализ конкретных проблем. Основная задача ее очертить основные, принципиальные положения. Поэтому из всех вариантов заряженных каонов выберем наиболее интересные с этой точки зрения. При рассмотрении заряженных пионов мы выяснили, что собственный момент электрона может принимать повышенные квантовые значения. Если у свободного электрона собственный момент находится в первом квантовом состоянии, а у связанного в один из вариантов заряженного пиона во втором, то почему не может быть третьего квантового состояния? Тогда схема распада и строение каона будут аналогичны соответствующему пиону. Описанный каон должен иметь такой распад: ++ в случае распада с сохранением возбужденного электрона (вероятность такого распада, теперь уже можно сказать, вероятность образования такого каона в смеси каонов 1,24×10^-5 %) или: +++2  c нормальным электроном, но в последнем случае два фотона образуют электрон-позитронную пару, т.е.и суммарный процесс будет таким:   (вероятность этого распада 5%), что  естественно, т.к. первая схема распада менее выгодна энергетически. Такой каон изображен на фигуре 9.3.2, только радиус электрона будет меньше, чем в пионе. С таким же основанием вышеописанные процессы можно рассматривать как аннигиляцию электронов и позитронов в нейтральных пионах, которые входят в состав заряженного каона с образованием четырех фотонов. Эти фотоны могут или полностью передать свою энергию продуктам распада или часть их останется.

Если массой покоя нейтрино снова пренебречь, то прирост измеряемой массы составит: 966,38-1=965,38m_0. Энергия связи составит: 965,38×0,511=493 Мэв. Естественно, что наблюдаемая энергия связи в случае образования  при распаде каона будет значительно ниже.

Спектр масс каонов и их резонансов очень наглядно демонстрирует подуровни квантовых уровней, т.е. в одном и том же квантовом состоянии может находиться несколько частиц. Это можно увидеть на фигуре 9.4.3. По оси ординат отложены массы частиц из таблицы 9.4.1 в единицах массового эквивалента главного квантового числа, а по оси абсцисс - целые числа.

Из фигуры видно, что массы частиц в подуровне могут отличаться друг от друга, по крайней мере, на 70 Мэв, что косвенно указывает на возбужденное состояние не только частицы в целом, но отдельных ее частей. Подсчеты показывают, что за время жизни резонансной частицы (а их подавляющее большинство в мире элементарных частиц) ее составляющие во многих случаях не успевают сделать даже одного оборота по орбите. Здесь можно разделить сомнения официальной физики считать ли резонансные частицы полноценными или некими переходными формами к относительно стабильным частицам.

Из строения рассмотренных частиц мы можем уже сделать важный вывод о том, что группирование "элементарных" частиц по массам покоя не дает исчерпывающую информацию о них. Каждая "элементарная" частица представляет собой смесь самых разнообразных по строению частиц (изомеров). Близкие значения масс частиц этой смеси являются результатом как свойств трех фундаментальных частиц, из которых они состоят: нейтрино, электрона и протона, так и суммарного ГКЧ для частицы. Каждая частица представляет собой как бы молекулу химического соединения этих фундаментальных частиц и группировать их по массам покоя все равно, что группировать химические соединения по молекулярным весам. Тогда в одной куче будут такие ничего общего между собой не имеющие, как, например, CH₄, O, NH₂ у которых молекулярный вес равен 16. Поэтому опыт принципов химической классификации веществ, в данном случае, будет более правильным и полезным. Например, позитроний и  представляют собой частицы одного состава e⁺e^-, но разного строения, т.е. это два изомера. Точно так же K⁺ и ^состава e⁺также представляют собой изомеры одной частицы. Очевидно также и то, что все другие характеристики "элементарных" частиц такие, как время жизни, электрический заряд, спин, барионный заряд, странность, очарование, кварки, да еще и "цветные" и прочие не могут служить основой для классификации частиц ни порознь, ни совместно. Мало того, они загнали проблему единой теории "элементарных" частиц в глухой тупик. Основой рациональной классификации может быть только строение и состав "элементарных" частиц. То же относится к атомам, атомным ядрам и к любым другим частицам на всех уровнях мироздания, сохраняющим в интересующих нас процессах свою индивидуальность. Самые значительные достижения новой физики микромира получены именно на пути рассмотрения структуры частиц. Для официальной физики такой путь принципиально невозможен, т.к. на входе висит замок соотношения неопределенностей Гейзенберга.

Максимальная вероятность распада заряженного каона (63%) наблюдается по следующему каналу: +. Глядя на основной канал распада  мы увидим то же самое. Поэтому каон этого варианта может представлять ту же частицу, что и основная масса пионов только с увеличенным собственным моментом количества движения мюона (фактически электрона или позитрона). Прирост измеряемой массы по отношению к мюону составит: 966,38-206,77=759,61m₀, соответственно, энергия связи в этом варианте каона составит 388 Мэв.

Обратите внимание на то, что в мощном гравидинамическом поле элементарной частицы и при релятивистских скоростях движения ее составной части, представляющей собой другую элементарную частицу, время жизни этой составной части значительно увеличивается. Возможно, оно могло бы быть бесконечным, если бы материнская частица существовала вечно. Так, свободный нейтральный пион  существует 8,4×10^-17 сек, а в заряженном каоне не менее 1,24×10^-8 сек.

9.5. Нейтральные каоны

Изображены на фигуре 9.5.1 и представляют собой смесь изомеров одного состава, но разного строения. Из-за этого, при одной и той же массе, время жизни составляет   0,8922×10^-10 сек, а  5,17×10^-8 сек. Заменой частиц на античастицы ( останется, т.к. он сам себе античастица) получим еще один вариант  и , которые не имеет смысла изображать на отдельной фигуре.

Если заряженный пион тяжелее нейтрального примерно на 4 Мэв и это обусловлено разным гравидинамическим взаимодействием пар нейтрино-нейтрино и нейтрино-антинейтрино, то нейтральные каоны тяжелее заряженных на те же 4 Мэв, т.к. в их составе вместо нейтрального пиона находится заряженный.

68,4% всех  распадается на ^+. Откуда здесь берется  ?

с фотоном дает пару мюонного нейтрино и антинейтрино, которые совместно с электроном и электронным антинейтрино дают . Основная масса  (35,2%) распадается так: ++, т.е. два фотона полностью передают свою энергию продуктам распада, а сами исчезают. Естественно, что наблюдается и такой распад, в котором нейтральный пион остается целым: +++. Хотя каналы распада каонов многочисленны, все они легко объясняются на основе строения уже рассмотренных частиц, поэтому нет смысла останавливаться на этом подробнее. Несмотря на то, что в нейтральных каонах общее число электронных нейтрино равно числу антинейтрино, они не являются одновременно частицами и античастицами, как нейтральные пионы из-за нечетности ГКЧ (N=7).

9.6. Барионы

9.6.1. Нейтрон

Изображен на фигуре 9.6.1.1.

Он представляет собой электрон и электронное антинейтрино, вращающиеся вокруг протона. Магнитный момент протона, равный 2,79 не только компенсируется "электронным током" по орбите, но и превышает его на 1,9. Поэтому орбитальный магнитный момент электрона составляет 4,69 ядерных магнетонов.

Из (4.4) найдем радиус орбиты электрона вокруг протона, считая, что он создает момент, равный 4,69=4,69×0,50504×10^-23 гс×эрг^-1, а заряд электрона e = 4,8029×10^-10 СГСЭ, который оказался равным 0,986 фм.

Масса покоя нейтрона всего на 2,53m₀ превышает массу протона, а не на 70,03 Мэв как можно было бы ожидать и это указывает на слабое гравидинамическое взаимодействие между протоном и электроном (на орбите с моментом импульса  масса электрона должна возрасти примерно в 137 раз). Чтобы разобраться с этим вопросом, обратимся к так называемому e-захвату (его еще называют К-захват). О e-захвате смотрим также в главе: “Теория ядер атомов”. Суть его в том, что тяжелые ядра с избытком протонов относительно равновесного значения захватывают ближайший орбитальный электрон (с К-оболочки в терминологии официальной физики). При этом один из протонов ядра превращается в нейтрон с испусканием электронного нейтрино. Атом при этом излучает характеристическое рентгеновское излучение за счет заполнения вакансии другим электроном, а ядро при этом чаще всего оказывается возбужденным и излучает _-кванты.

Процесс e-захвата дает ключ новой физике к пониманию устройства нейтрона. В соответствии с общим законом стремления любой системы к минимуму потенциальной энергии, при котором система становится максимально устойчивой, ближайший (не обязательно) к ядру электрон испускает фотон рентгеновского диапазона, который забирает полностью орбитальный момент импульса электрона, равный . Этот фотон в поле ядра распадается на электронные нейтрино и антинейтрино, а “остановившийся” электрон падает на ядро. Естественно, что электрон полностью остановиться не может, его момент импульса остается равным  /137,0391. Поэтому электрон образует с протоном ядра карликовый “атом водорода” - нейтрон. Поскольку образование нейтрона принципиально не отличается от образования атома водорода, мы можем (с оглядкой на релятивистское увеличение массы электрона) использовать соответствующие уравнения для атома водорода. Например, радиус устойчивой орбиты электрона в нейтроне (основное состояние) найдем, подставив в (2.3) значение  в 137,039 раз меньшее. Он тогда будет равным в точности радиусу свободного электрона. Поскольку электрон в нейтроне в 2,53 раза увеличивает свою массу, то, следуя закону сохранения момента импульса, радиус его орбиты будет меньше во столько же раз и составит 1,11 фм, что практически соответствует радиусу, рассчитанному по магнитному моменту нейтрона. Дополнительное уменьшение радиуса электрона в данном случае вызвано электростатическим взаимодействием с протоном.

Таким образом, нейтрон - это миниводород и в целом картина получается такой, как будто бы протон находится внутри электрона. “Есть все основания предполагать, что элементарные частицы, как и атомы, имеют сложное строение. Последние годы проводились опыты по рассеянию электронов высокой энергии на ядрах водорода и дейтерия. Некоторые результаты этих опытов можно объяснить, если предположить, что протон и нейтрон представляют собой электрические заряды, распределенные в области радиусом около 0,8×10^-13 см (у нейтрона положительный и отрицательный заряды равны между собой и расположены концентрическими слоями)”. Г.Е. Пустовалов, “Атомная и ядерная физика”, Издательство Московского университета, 1968, стр.22.

 Все возбужденные состояния ядер атомов связаны, как и в атоме водорода, с избыточной энергией электрона в нейтроне, а g-излучение ядер - следствие движения электрона на устойчивую орбиту. При этом, как и в атоме, наблюдается квантованность, обусловленная одним и тем же значением момента импульса для любых фотонов. Ниже в теории ядер атомов раскрыты дополнительные возможности g-излучения атомами.

Нейтрон и все частицы, описанные ниже и содержащие в своем составе протон, являются барионами (в терминологии современной физики) и сохраняют “барионный заряд”. Устойчивость протона и сохранение “барионного заряда” ортодоксальная физика не понимает, но это очевидно в прямом смысле этого слова, исходя из строения частиц предлагаемого новой физикой. У всех барионов в составе находится протон (или антипротон у истинных антибарионов). “Барионы - это частицы, которые могут превращаться в протоны или получаться из них. По существу это означает следующее. Протоны, т.е. ядра атомов водорода, кажутся совершенно неуничтожимыми. Вообще говоря, вполне можно было бы представить, что протон и электрон в атоме водорода могут аннигилировать друг с другом. Они обладают равными по величине и противоположными по знаку электрическими зарядами, поэтому закон сохранения заряда не был бы нарушен, а никаких других явных законов сохранения, которые бы запрещали этот процесс, в физике не существует. Однако мы знаем, что в действительности этот процесс не происходит. ... Протоны могут превращаться в нейтроны, а нейтроны - в протоны (как это известно из явления _-распада); при этом рождаются или поглощаются лептоны, но нейтрон, как и протон, относится к классу барионов. Таким образом, мы можем сформулировать закон сохранения “барионного числа”, который отражает (но не объясняет) эту видимую устойчивость протона, хотя природа этого закона остается неизвестной”. “Фундаментальная структура материи”, “Мир”, М., 1984, стр.86-87.

Из строения нейтрона видно, что это самая устойчивая из всех "элементарных" частиц, за исключением фундаментальных. Его относительная нестабильность связана с наличием возбужденного состояния электрона, который стремится занять основное состояние (стать свободным). Здесь уместно вспомнить тот факт, что электрон, испускаемый нейтроном, обладает преимущественно левовинтовой спиральностью. Это объясняют "слабым взаимодействием". Однако ясно, что испуская антинейтрино (от нас) с правовинтовой спиральностью, электрон, по закону сохранения момента количества движения, полетит в противоположную сторону (к нам) с левовинтовой спиральностью. Интересно отметить то обстоятельство, что при распаде нейтрона хотя и образуется электрон, но его момент импульса в первый момент равен не , а /137,0391, т.е. электрон в этот момент подобен “сверхпроводящему” электрону в металле при температуре сверхпроводимости (см. главу о сверхпроводимости).

Учитывая строение нейтрона, незаслуженно отброшенную гипотезу о протонно-электронном строении ядра атома можно считать почти справедливой, естественно, на другом уровне.

Антинейтрон состоит из антипротона и позитрона, т.е. является истинной античастицей по отношению к нейтрону, поэтому аннигиляция нейтрона и антинейтрона приводит к их распаду на легкие частицы, как и аннигиляция протона и антипротона. Этого нельзя сказать об описываемых ниже гиперонах (в составе которых обязателен протон). Подтверждается это тем, что в продуктах распада известных гиперонов наблюдается протон или нейтрон. Истинные антигипероны должны в продуктах распада содержать антипротон или антинейтрон.

Взаимодействие элементарных частиц носит чаще всего резонансный характер. Рассмотрим эту особенность на примере взаимодействия протона и электрона. В обычных условиях это взаимодействие приводит к образованию атома водорода. Этот резонанс очень широкий и не приводит к образованию новых элементарных частиц. Взаимодействие прекращается при энергии электрона превышающей энергию ионизации водорода. Реакция электрона с протоном с образованием нейтрона имеет достаточно узкий резонанс и реализуется уже при определенных условиях. Нас сейчас будет интересовать прямая реакция протона и электрона: p+e4 (смотрим строение протона и электрона). Эта реакция до сих пор не осуществлена, хотя не имеет принципиальных физических запретов для своей реализации. Излишне напоминать, что практическая реализация такой реакции дает человечеству дешевый и неисчерпаемый источник энергии. Чтобы два нейтрино электрона взаимодействовали с двумя антинейтрино протона с образованием двух фотонов (два «фотона» уже имеются у протона), необходимо, чтобы состояние электронных нейтрино соответствовало состоянию антинейтрино в протоне. Для этого перед взаимодействием релятивистская масса электрона должна составлять треть массы протона т.е. 312,8 Мэв. Реакция будет наблюдаться в условиях очень узкого резонанса. В результате реакции получаются четыре одинаковых фотона с энергией каждого 312,8 Мэв. Общий выигрыш энергии на каждый акт взаимодействия составит 938,4 Мэв.

9.6.1.1. Генератор нейтронов

На основе изложенных представлений о сверхпроводимости и устройстве нейтрона (см. главу "Нейтрон") появляется возможность практического изготовления дешевого генератора нейтронов и, соответственно, решения проблемы неограниченного производства энергии, т.к. с помощью нейтронов легко осуществляются экзотермические ядерные реакции синтеза и распада тяжелых ядер. Одновременно становится ясным ответ на вопрос: откуда в космическом пространстве в достаточном количестве появляются нейтроны среднее время жизни которых составляет всего 16 минут.

Для образования нейтрона, электрон в состоянии сверхпроводимости должен быть захвачен протоном при этом образуется нейтрон, который представляет собой "миниводород" – протон вокруг которого вращается электрон с моментом импульса  где  - постоянная тонкой структуры. Размеры нейтрона равны размерам электрона, т.е. протон находится внутри электрона. Поскольку существование "голого" протона в металле невозможно, а только в виде атомов водорода, то необходимо импульсное или непрерывное облучение сверхпроводника резонансными фотонами с энергией около 13,6 эв для ионизации водорода. Образующиеся тепловые нейтроны направляются в соответствующую мишень для реализации экзотермической ядерной реакции.

Более перспективным и производительным генератором нейтронов может оказаться электролиз твердого электролита в условиях сверхпроводимости электродов. При этом на отрицательном электроде вместо водорода должны генерироваться нейтроны.

Поскольку можно предполагать, что и в нормальных условиях в металле всегда найдутся «холодные» электроны, концентрация которых резко уменьшается с повышением температуры от точки сверхпроводимости, но не становится нулевой, то можно предложить еще один способ генерирования нейтронов. При электролизе кислого водного раствора на отрицательном электроде идет следующий процесс: H₃O⁺+e^-H+H₂O (1). Теперь предположим, что мы быстро сменили полярность электрода и он стал положительным. Атомарный водород, образовавшийся из гидроксония не успев превратиться в молекулярный начинает участвовать в процессе: H–e^-p⁺ (2). Если теперь вновь быстро сменить полярность электрода, чтобы «голый» протон не успев образовать гидроксоний начал участвовать в процессе: p⁺+e^-H+n (3), то есть надежда, что наряду с преимущественным образованием атомарного водорода будут появляться и свободные нейтроны за счет «холодных» электронов. Очевидно, что для повышения эффективности реакции (3) электроды должны быть изготовлены из материала, в котором наблюдается сверхпроводимость при максимально высокой температуре. В нем будет повышенная концентрация «холодных» электронов и при нормальной температуре, а частота изменения полярности должна быть такой, чтобы продукты реакции находились в свободном состоянии не более 10^-8 секунды, что соответствует частоте генератора 100 Мгц.

Таким образом, основная идея получения нейтронов путем соединения электрона, лишенного момента импульса на винтовой траектории, с протоном может быть реализована различными путями.

В космическом пространстве наряду с обычными должны присутствовать "холодные" электроны, которые в условиях низких температур при столкновениях с другими частицами, обладающими достаточно малой энергией, потеряли момент импульса и перестали двигаться по винтовой траектории. В условиях высокого вакуума (редких столкновений) такие электроны могут существовать продолжительное время, поэтому возможен захват их протонами и образование нейтронов. Масса нейтрона 1838,65m_e, масса протона 1836,12m_e. При образовании нейтрона из протона и электрона прирост измеряемой массы составляет 1838,65-1836,12-1=1,53m_e. Такая же масса уйдет на энергию связи, которая составит 1,53·0,511=0,78Мэв. Энергия электростатической связи добавит еще, примерно, 1Мэв. Следовательно, при образовании нейтрона должны излучаться или электронно-позитронные пары или фотоны с энергией около 1,8 Мэв. Обнаружение такого излучения подтвердит изложенный механизм образования нейтронов в космическом пространстве. Образованию «холодных» электронов в космосе также содействуют их частые столкновения с реликтовыми фотонами, которым легко передать момент импульса электрона.

9.6.2. - Гиперон

Изображен на фигуре 9.6.2.1 в варианте основного канала распада (65,3%): P⁺+^-. ГКЧ протона равно 13, если формально разделить его массу покоя на 70,03 Мэв: 938,27231:70,03=13,4. Поскольку электронные нейтрино в протоне обладают собственным моментом импульса не равным таковому в электроне, то и массовое содержание “протонной” единицы ГКЧ будет отличаться от “электронной”, равной 70,03 Мэв. Мы его найдем, подставляя в формулу (5.4.4) найденный нами радиус протона (0,631 фм) и его массу покоя (938,27 Мэв). По этим данным “протонное” ГКЧ протона N=3,000, что и следовало ожидать, т.к. протон содержит три пары нейтрино. Поэтому массовое содержание “протонной” единицы будет: 938,27:3=312,8 Мэв. Кроме подтверждения строения протона этот расчет ничего не дает, поэтому “протонными” единицами пользоваться не будем, учитывая то обстоятельство, что “барионный заряд” неуничтожим в наблюдаемом диапазоне энергий. “Создается впечатление, что тяжелые частицы не могут исчезать - полностью распадаться на легкие. Может быть, за этим кроется какое-то великое таинство природы, которое еще не раскрыто. А пока физики назвали все частицы тяжелее протона барионами, а хранимое ими свойство “тяжелости” - барионным зарядом. Протону присвоили значение барионного заряда В=1. Из таблицы распадов видно, что продукты распада барионов обязательно содержат по протону, и притом только по одному. Это значит, что барионный заряд для всех барионов равен +1”. О систематике частиц, Атомиздат, М., 1969, стр. 92.

Как мы выяснили ранее, целый пион на орбите дает вклад в 3 единицы ГКЧ. Таким образом, ГКЧ  будет равен 16, следовательно, его масса: 16×70,03=1120,48 Мэв. Опытное  значение массы этого гиперона 1115,63 Мэв. _-гиперон является родителем спектральной серии масс частиц, отображенных на фигуре 9.6.2.2 и таблице 9.6.2.1.  

Таблица 9.6.2.1.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	16
2	20	(1405)S01
3	22	(1520)D03 , (1600)P01
4	24	(1670)S01 , (1690)D03
5	25	(1800)S01 , (1810)P01
6	26	(1820)F05 , (1830)D05 , (1890)P03
7	30	(2100)G07 , (2110)F05
8	33	(2350) H09

Здесь уместно вспомнить о "странных" частицах к которым относят гипероны на том основании, в частности, что, например, масса  на 37,7 Мэв больше суммарных масс протона и пиона  и дефекта массы, связывающего эти частицы как будто бы нет. Это яркий пример безосновательного переноса взаимодействия нуклонов в ядрах атомов на взаимодействие в "элементарных" частицах. Последовательное использование этой ошибки привело к совершенно абсурдным представлениям об устройстве частиц, когда считают, что легкие частицы состоят из более тяжелых, т.е. часть больше целого.

Из фигуры 9.6.2.1 и всего предыдущего ясно, что вращающийся на орбите пион тяжелее свободного пиона и дефект массы, связывающий составляющие гиперона, конечно же, есть и составляет те же 37,7 Мэв. Поэтому "странные" частицы по существу не оправдывают такого названия.

Выходит, что в современной теории частиц все поставлено с ног на голову, т.к. считается, что легкие частицы состоят из тяжелых, дефект массы которых осуществляет связь. К каким физическим абсурдам привело такое представление хорошо известно, хотя мы к ним привыкли и таковыми не считаем. Принятие модели атома, в которой электрон фактически не двигается, и распространение свойств атомных ядер с явной неподвижностью нуклонов, когда связь осуществляется только дефектом массы составляющих, на мир элементарных частиц привели, как следствие, к тому, что мы сейчас имеем. Странно во всем этом только то, что общефилософский подход и здравый смысл игнорировались в угоду кажущимся фактам, иначе пришлось бы мучиться вопросами: почему Бог для микромира создал другие законы, имея очевидную слабость к шаблонному решению задач? Почему части могут быть больше целого? Как следствие последнего - почему мы микромир должны считать неподвижным?

Теперь мы сможем расставить все на свои места и снять все неувязки. Для этого нужно добавить только, что ядра атомов представляют собой аналог кристаллической решетки, а связь нуклонов осуществляется гравидинамическим полем, т.е. нуклоны связаны, как маленькие магнитики и действительно "неподвижны" в том смысле, как мы говорим о "неподвижности" атомов в узлах кристаллической решетки твердых тел.

9.6.3. - Гипероны

Следующим по порядку ГКЧ, обусловленным строением частицы, а не ее возбужденным состоянием будет 17. Масса таких частиц: 17×70,03=1190,5 Мэв. Опытная масса покоя. 1189,37 Мэв,  1192,55 Мэв, 1197,43 Мэв. Возможные варианты строения _-гиперонов изображены на фигуре 9.6.3.1.

Похоже, что основной вариант - это возбужденный (на энергию фотона с N=1) -гиперон (фиг. 9.6.2.1), поэтому нейтральный сигма-гиперон практически в 100% случаях распадается на _-гиперон и фотон. Заряженные сигма-гипероны в основном распадаются на нейтрон и пион соответствующего заряда. На примере сигма-гиперонов хорошо видна корреляция между их зарядом, массой покоя и временем жизни. По мере увеличения отрицательного заряда оболочки, окружающей протон, она увеличивает свою массу за счет уменьшения радиуса орбиты и, соответственно, прочность, что приводит к увеличению времени жизни ( 1189,37 Мэв, =0,799×10^-10 сек;  1197,43 Мэв,  =1,479×10^-10 сек). Наличие в составе  подтверждается уменьшением времени жизни последнего на 9 порядков: =7,4×10^-20 сек. Спектр масс _-гиперонов представлен на фигуре 9.6.3.2 и в таблице 9.6.3.1.

Таблица 9.6.3.1.

Обозначение	ГКЧ, N	Названия элементарных частиц и резонансов
1	17
2	20	(1385)^+, (1385)^0, (1385)^-
3	24	(1660)P11 , (1670)D13
4	25	(1750)S11 , (1775)D15
5	27	(1915)F15 , (1940)D13
6	29	(2030)F17
7	32	(2250)

9.6.4. ,  Гипероны

Эти гипероны изображены на фигуре 9.6.4.1.

Почти 100% частиц распадаются в соответствии с их строением по фигуре 9.6.4.1:   +,   +

ГКЧ будет представлять собой сумму ГКЧ протона (N=13) и двух пионов на орбите (по N=3 на каждый пион). Всего получается 19. Соответственно, масса этих гиперонов будет: 19×70,03=1330,6 Мэв. Опытное значение массы покоя  1314,9 Мэв, а  1321,32 Мэв. Заряженный _-гиперон тяжелее нейтрального из-за заряженного пиона в его составе, который тяжелее нейтрального пиона. -гипероны, как и другие частицы являются родоначальниками спектральной серии масс соответствующих резонансов. Подобные графики и таблицы были приведены выше, поэтому не стоит ими перегружать изложение. Уже ясно, что любая из известных частиц укладывается в общую схему устройства элементарных частиц.

9.6.5.  - Гиперон

Судя по основному каналу распада:  +  (67,8%), он устроен так, как показано на фигуре 9.6.5.1.

Так как ГКЧ каона равно 7 (если он движется по орбите, то 8), ГКЧ _-гиперона будет 13+3+8=24. Масса этой частицы: 24×70,03=1680,7 Мэв. Опытное значение. массы покоя равно 1672,43 Мэв. Читатель может задать вполне резонный вопрос: за счет чего составляющие "элементарных" частиц удерживаются у протона, в особенности, положительно заряженные? Автор приготовил на него простой ответ - за счет гравидинамического аналога силы Лоренца, т.к. составляющие протона движутся в этом случае во встречном направлении.