Этот «цифровой» физический мир

Гришаев Андрей Альбертович

Сами принципы, по которым, как полагают, связаны нуклоны в ядре, выглядят весьма искусственно. До создания квантовой хромодинамики считалось, что нуклоны удерживаются в ядре благодаря их обмену пи-мезонами. Как можно видеть, если, при обмене частицами с ненулевой массой, выполняется закон сохранения импульса, то такой обмен может дать лишь силы отталкивания, но никак не силы притяжения. Нелепость представлений об обменном характере ядерных сил, как полагают теоретики, не слишком бросается в глаза, если принять, что пи-мезоны, о которых идёт речь, являются виртуальными. Но тогда, непостижимым образом, виртуальные пи-мезоны должны переносить от одних нуклонов к другим вполне реальные «заряд, ток, импульс и момент импульса» [Б8]. Перенос реального заряда подразумевает, что протон превращается в нейтрон, или наоборот. Хорошо известно о реакции превращения нейтрона в протон, но освобождаемой здесь частицей с отрицательным зарядом является электрон, а не пи-мезон, масса которого на два порядка больше разности масс нейтрона и протона. Поэтому, для поддержания тезиса

о пи-мезонах как переносчиках сильного взаимодействия, приходилось прибегать к спасительному принципу неопределённости, «согласно которому закон сохранения энергии может как бы нарушаться на величину E, коль скоро процесс завершается в течение времени, не превышающего t~h/E» [Н1]. Исходя из «как бы нарушения», соответствующего массе пи-мезона, получали ограничение на время жизни пи-мезона в ядре – порядка 10^{– 23} с. Этого времени пи-мезону едва хватало бы для преодоления «радиуса действия ядерных сил», двигаясь со скоростью света. Но, позвольте – тогда следовало бы учитывать релятивистский рост массы пи-мезона! И тогда ограничение на время его жизни было бы ещё на порядки меньше! И тогда он уже далеко не успевал бы преодолевать «радиус действия ядерных сил»! От учёта релятивистского роста массы все эти фантазии рухнули бы, как карточный домик! Поэтому его и не учитывали. У теоретиков так принято: если релятивистский рост массы им мешает, то следует делать вид, что его нет.

Как это называется, если не полное теоретическое бессилие? Построенная сплошь на теоретических натяжках, пи-мезонная модель не давала удовлетворительные ответы даже на простейшие вопросы. Если ядерные силы одинаковы между любой парой нуклонов (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) – то почему не бывает нуклонных комплексов из одних протонов или одних нейтронов? И зачем вообще нужны нейтроны в ядре? Да не просто нужны: почему, по мере роста атомного номера, для устойчивости ядра требуется всё большее число избыточных нейтронов по сравнению с числом протонов? Отчего у чётно-чётных ядер энергия связи на нуклон систематически больше, чем у нечётно-нечётных? Как объяснить картину ядерных уровней энергии, которая разительно отличается от картины атомных уровней? И где в пи-мезонной модели место для самого главного, что должна объяснять модель ядерных сил – для дефекта масс? Того самого, не понимая природы которого, сделали атомную бомбу!

В это трудно поверить, но теоретики до сих пор не могут внятно разъяснить – откуда вообще берутся атомные ядра в природе, и при каких условиях они образуются. Исходили-то из того, что протоны, имея положительные заряды, должны кулоновски отталкиваться друг от друга. И если они как-то сцеплены в ядре – то это потому, что их удерживают более мощные ядерные силы, которые пересиливают кулоновское отталкивание. Только ядерные силы должны быть короткодействующими и сцеплять нуклоны, лишь когда они касаются друг друга своими бочками – иначе все они уже давно бы слиплись в одно вселенское ядро. Но, чтобы нуклонам сблизиться до касания бочками, они сначала должны пересилить отталкивание – преодолеть кулоновский барьер. Чтобы такое происходило в естественных природных условиях, протоны должны соударяться, имея энергии, которые соответствуют температурам в десятки миллионов градусов. Где же в природе бывают такие температуры? «В звёздах! – догадались теоретики. – Там-то атомные ядра и слипаются!» Но вскрылись пренеприятные факты. Получалось, что ядра, скорее, рассыпаются в звёздах – ведь, например, в Солнце падают разные атомы и ионы, а вылетают из него протоны и электроны! Это отнюдь не подтверждало версию о том, что на Солнце идут термоядерные реакции… Не обнаруживая в природе вариантов естественного происхождения сложных ядер, ортодоксы решили перехитрить природу и научиться наращивать ядра искусственно, в лабораторных условиях. Идеология была прежней: для того, чтобы лишний протон прилип к ядру-мишени, надо этот протон как следует разогнать – чтобы он преодолел кулоновский барьер ядра. В рамках этой тематики, на протонных ускорителях сожгли несметное количество киловатт-часов электроэнергии. Результаты оказались смехотворны: при малых энергиях протоны просто рассеивались на ядрах, а при больших энергиях они инициировали ядерные реакции – даже если протон и «прилипал» к ядру, такое ядро долго не жило. Бывали, впрочем, исключения: например, таким образом из лития получался изотоп бериллия, но эта реакция имела резонансный характер – она происходила лишь при одной определённой энергии налетавшего протона. В общем, ускорительный опыт тоже ничуть не помог теоретикам понять – откуда берутся сложные ядра.

И вот, не имея по этому вопросу ни малейшего понимания, затеяли ещё один грандиозный проект – который они называют управляемым термоядерным синтезом. Хотя никакой он у них не управляемый, и никакой не термоядерный, и никакой не синтез. Наобещали-то публике с три короба: будто решат мировые энергетические проблемы, если научатся разогревать сверхлёгкие ядра до десятков миллионов градусов. Тогда, мол, эти ядра смогут преодолевать кулоновский барьер и будут, мол, слипаться – с выделением огромной энергии! Опять, без десятков миллионов градусов – ну никак. А ведь чтобы убедиться в работоспособности идеи об искусственном слиянии сверхлёгких ядер, не нужны десятки миллионов градусов. Надо исследовать простейшую реакцию синтеза сверхлёгких ядер – слияние протона и нейтрона. Она шла бы с «выделением огромной энергии» даже при комнатной температуре – поскольку здесь реагентам не надо преодолевать кулоновский барьер. Вот же оно, решение мировых энергетических проблем! «Нет, - отвечают нам ортодоксы, - даже проверку слияния протонов и нейтронов выполнить очень непросто. Скажем, пучок протонов-то создать несложно, но откуда взять пучок нейтронов?» Ну, надо же! Откуда взять пучок нейтронов, чтобы измерить их время жизни – это ортодоксы отлично знают: из отверстия

в защите ядерного реактора. Откуда взять пучок нейтронов, чтобы с его помощью делать искусственные (долго не живущие) дейтерий и тритий для водородных бомб – это они тоже отлично знают: из того же отверстия. Но откуда взять пучок нейтронов, чтобы проверить идею управляемого термоядерного синтеза – этого они категорически не знают! Темнят… а почему? Потому что эту реакцию – слияния протона с нейтроном – исследовали в первую очередь. И убедились в том, что она, вопреки их теориям, почему-то не идёт…

Кстати, это не помешало теоретикам создать новую, продвинутую теорию ядра – квантовую хромодинамику. Эту теорию создавали, соблюдая известный принцип: новая теория должна включать старую, как частный случай. Поэтому все нерешённые проблемы мезонной теории ядерных сил так и остались нерешёнными – зато внимание научной общественности переключили на новые, продвинутые проблемы. Согласно квантовой хромодинамике, происходит всё тот же обмен нуклонов виртуальными пи-мезонами, но этот обмен является, якобы, рядовым частным следствием ещё более фундаментальных процессов. Выдвинули гипотезу о составных частях нуклонов, т.н. кварках, имеющих дробный электрический заряд – при том, что сущность электрического заряда официальная физика до сих пор не разъяснила. Как полагают, кварки в нуклоне связаны благодаря их обмену т.н. глюонами – тоже гипотетическими частицами, имеющими, как и кварки, целый набор произвольно введённых квантовых параметров. Сразу же возникла проблема конфайнмента, т.е. чудовищной энергии связи кварков в нуклоне: не удаётся «раздробить» нуклон на кварк-глюонные составляющие, воздействуя на него энергиями, даже на многие порядки превышающими его энергию покоя [Л5]. Т.е., дефект масс здесь на порядки больше самих масс!

Но даже этот выдающийся абсурд не поколебал уверенность ортодоксов в том, что они идут верной дорогой. Они уверяют общественность, что до сих пор не разбили нуклоны только потому, что недостаточно сильно (!) по ним били. Надо, мол, ещё крепче столкнуть их лбами! Поэтому надежды на получение кварков и глюонов в свободном состоянии теоретики связывают с вводом в строй Большого адронного коллайдера (LHC) в ЦЕРНе, как и надежды на открытие на этом коллайдере т.н. бозона Хиггса – гипотетической частицы, из-за которой, якобы, происходят «спонтанные нарушения симметрии», порождающие массы у элементарных частиц [Л5].

Но, на наш взгляд, здесь всё гораздо проще. Проблему конфайнмента мы не решаем, а устраняем. Эта проблема, как мы полагаем, надуманная: кварков и глюонов не существует в природе. Что же касается масс элементарных частиц, то они таковы, потому что быть таковыми они предписаны – программами, формирующими эти частицы в физическом мире и задающими все их свойства.

4.12. Простая универсальная модель ядерных сил.

Напомним, что протон (4.6) и нейтрон (4.10) являются квантовыми пульсаторами, имеющими одинаковую высокочастотную несущую, нуклонную частоту ~2.2710²³ Гц. В протоне нуклонные пульсации прерываются с электронной частотой, ~1.2410²⁰ Гц, и с фазой положительного электрического заряда. В нейтроне же взаимные превращения пар «протон плюс электрон» и «позитрон плюс антипротон» организованы таким образом, что нуклонные пульсации прерываются с частотой, вдвое меньшей электронной.

Принцип связи нуклонов в ядре, на наш взгляд, аналогичен принципу связи в атомарных связках «протон-электрон» (4.10), но алгоритм, связующий нуклоны, попеременно прерывает их нуклонные пульсации – с частотой, которую мы будем называть частотой ядерных прерываний.

Как и силы, обеспечивающие атомные структуры, ядерные силы являются не силами притяжения и не силами отталкивания – они являются силами «удержания на определённом расстоянии», причём это расстояние зависит от частоты ядерных прерываний. И, аналогично тому, как у связанных разноимённых зарядов электронные пульсации противофазны, нуклонные пульсации у протонов и нейтронов также противофазны. Это, как мы полагаем, обеспечивает различимость протона и нейтрона для алгоритма, который «включает» ядерные силы, и который способен связывать лишь отдельные пары протон-нейтрон, и никакие другие. Таким образом, мы сознательно отказываемся от принципа зарядовой независимости ядерных сил – тем более, что этот принцип имеет весьма шаткие экспериментальные обоснования [Г6].

Рис.4.12 схематически иллюстрирует оптимальные фазовые соотношения при прерываниях пульсаций у протона и двух нейтронов, с которыми он оказывается связан. Прежде всего заметим, что у протона имеется атомная модуляция, которая обеспечивает связь протона с атомарным электроном. В течение одного полупериода атомной модуляции у протона имеются прерывания нуклонных пульсаций только на электронной частоте, а в течение другого полупериода – прерывания на электронной частоте отсутствуют, и нуклонные пульсации прерываются только на частоте ядерных прерываний. Таким образом, ядерная связь у протона возможна лишь периодически: на тех полупериодах его атомной модуляции, когда его модуляция на электронной частоте отсутствует.

Рис.4.12

Т_е – период электронной частоты, Т_е/2 – период полуэлектронной частоты,

Т_ЯД – период ядерных прерываний. У нейтронов показаны лишь циклы

наличия-отсутствия нуклонных пульсаций («несущей»). Знаком * обозначены

интервалы, на которых действует ядерная связь между протоном и нейтроном.