Intentaron explicar la inconstancia del radio del protón por interferencia cuántica. La espectroscopia muónica de deuterio ha exacerbado el problema con el radio del protón.

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FIAN Inform / Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Físicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, el Centro Cuántico Ruso y el Instituto de Física de la Academia de Ciencias que llevan el nombre de Lebedev estableció un nuevo experimento para medir el radio de carga de un protón. El valor obtenido resultó ser algo menor al generalmente aceptado, coincidiendo dentro del error con los primeros experimentos con hidrógeno muónico. El estudio puede dar una respuesta al problema no resuelto del "enigma del radio del protón": en diferentes dimensiones, el protón parece cambiar de tamaño, lo que no predice ninguna teoría moderna. Según los investigadores, la fuente del efecto puede ser la interferencia cuántica, que distorsionó los resultados de las primeras mediciones. El trabajo fue publicado en la revista Ciencias, brevemente informado por FIAN-inform.

Comparación del radio del protón obtenido en el trabajo del grupo Kolachevsky en 2017 (rombo verde) y en trabajos anteriores (triángulo y hexágono). Los resultados de la espectroscopia de hidrógeno muónico se muestran en violeta.

Según CODATA, una comisión internacional que monitorea, analiza y publica nuevas medidas de constantes fundamentales, el protón tiene un radio de carga de 0.8751 (61) femtómetro. Este valor muestra cómo un haz de partículas cargadas negativamente es dispersado por un protón: cuanto mayor sea el radio de carga, más partículas se dispersarán. Uno de los métodos para medirlo es la espectroscopia ultraprecisa de transiciones electrónicas en el átomo de hidrógeno. El tamaño distinto de cero de un protón afecta la energía de los electrones en su vecindad y desplaza su energía en una pequeña cantidad mensurable que se puede describir en términos de electrodinámica cuántica.

En 2010, un grupo internacional de físicos publicó los resultados de experimentos con una partícula exótica: el hidrógeno muónico. Se diferencia del hidrógeno ordinario en que los electrones que contiene son reemplazados por leptones más pesados: muones (207 veces más pesados). Se suponía que el experimento aclararía el radio de carga del protón: el muón vuela mucho más cerca del núcleo que el electrón y "siente" mejor el tamaño de las partículas. Sin embargo, los nuevos datos exactos resultaron ser un cuatro por ciento menos que los aceptados en ese momento: 0,8418 femtómetros. Esta diferencia es varias veces mayor que el error experimental, lo que significa que estábamos hablando de un efecto fundamentalmente nuevo. El protón parecía estar comprimido junto al muón. Con el tiempo y el refinamiento de los datos, la importancia de la diferencia entre los radios del protón solo creció, cuestionando la precisión absoluta de la electrodinámica cuántica. Hasta ahora, no se ha presentado una solución inequívoca al enigma. Puedes leer más sobre esto en nuestro material ""

En un nuevo trabajo, los científicos alemanes, por sugerencia del director de FIAN, Nikolai Kolachevsky, mejoraron el experimento espectral tradicional al eliminar una serie de fuentes de error. Su esencia radica en la medición precisa de la energía de la transición electrónica en el átomo de hidrógeno entre dos niveles.

Esquema de experimentación

Axel Beyer y col. / Ciencia, 2017

Como regla general, las principales fuentes de error en los experimentos con átomos excitados son los cambios Doppler (debido a la alta velocidad de los átomos calientes, del orden de tres kilómetros por segundo), el efecto Stark (cambio y división de líneas en un campo eléctrico ) y el efecto de la estructura hiperfina. Los autores del nuevo trabajo bajaron la temperatura atómica a criogénica y redujeron las velocidades en aproximadamente un orden de magnitud. Además de esto, los científicos han aprendido a lidiar con la interferencia cuántica.

La interferencia cuántica es un fenómeno bien conocido en óptica nuclear. Ocurre cuando hay dos transiciones de energía con energías similares. Estas transiciones pueden influirse entre sí, de la misma manera que dos haces de luz coherentes pueden formar un patrón de interferencia al agregarse entre sí. En espectroscopía atómica, la interferencia surge de la división de los niveles de energía. Anteriormente, se creía que este fenómeno hace una contribución muy débil al desplazamiento de las líneas espectrales, por lo que los físicos prácticamente no lo tenían en cuenta.

En el nuevo trabajo, el experimento se construyó de la siguiente manera. En la primera etapa, un haz de átomos de hidrógeno fríos entró en la configuración. Se excitó desde el estado fundamental a uno de los dos estados hiperfinos 2S utilizando absorción de dos fotones. Luego, los átomos se excitaron adicionalmente al siguiente estado (4P) usando un láser azul. Las transiciones que interfieren en la estructura hiperfina de este nivel de energía están ubicadas bastante lejos entre sí (esta distancia es cien veces mayor que el ancho de la línea), pero aún hacen una gran contribución a la posición del pico de la transición 2S-4P. Resultó ser acorde con la discrepancia entre las frecuencias de transición en hidrógeno ordinario y muónico.

Después de un procesamiento cuidadoso de los resultados del experimento, que duró aproximadamente un año, los físicos estimaron el radio de carga del protón: resultó ser 0,8335 (91) del femtómetro, que, dentro de los límites de error, coincide con los resultados del hidrógeno muónico. y es tres desviaciones estándar menos que la de los experimentos tradicionales. Como señalan los autores, es demasiado pronto para hablar de una solución al problema del radio del protón: el nuevo resultado se obtuvo solo en una medición (aunque su precisión excede la precisión combinada de otras mediciones). Es necesario averiguar la razón por la que los primeros resultados están sistemáticamente sesgados. Además, el nuevo radio está en desacuerdo no solo con los experimentos espectroscópicos, sino también con los datos sobre la dispersión de electrones por un protón.

Para resolver finalmente el enigma del radio de carga del protón, se requerirán experimentos adicionales, incluidos aquellos con núcleos más pesados. Por ejemplo, recientemente hablamos de la espectroscopia del deuterio muónico, que también confirmó la discrepancia en los radios del deuterón.

Vladimir Korolev

Este artículo fue escrito por Vladimir Gorunovich para el sitio Wikizanie incluso antes de que se editara un artículo similar en el sitio Wikiznaniye, que distorsionaba la realidad. Ahora puedo escribir libremente la verdad solo en mis sitios, y también en aquellos sitios que me permiten hacer esto.

• 2 Protón en física
• 2.1 Radio de protones
• 2.2 El momento magnético del protón
• 2.4 Masa en reposo de protones
• 2.5 Vida útil del protón
• 3 Protón en el modelo estándar
• 4 El protón es una partícula elemental
• 6 protones - total

1 protón (partícula elemental)

Protón- número cuántico de partícula elemental L = 3/2 (espín = 1/2) - grupo barión, subgrupo de protones, carga eléctrica + e (sistematización según la teoría de campo de partículas elementales).

Subgrupo de protones (estados de tierra y excitados)

2 Protón en física

Protón - número cuántico de partícula elemental L = 3/2 (espín = 1/2) - grupo barión, subgrupo de protones, carga eléctrica + e (sistematización según la teoría de campo de partículas elementales).
De acuerdo con la teoría de campo de partículas elementales (teoría - construida sobre una base científica y la única que recibió el espectro correcto de todas las partículas elementales), el protón consiste en un campo electromagnético alterno polarizado rotatorio con un componente constante. Todas las afirmaciones infundadas del Modelo Estándar de que el protón supuestamente consiste en quarks no tienen nada que ver con la realidad. - La física ha demostrado experimentalmente que el protón tiene campos electromagnéticos y también un campo gravitacional. La física adivinó brillantemente que las partículas elementales no solo poseen campos electromagnéticos sino que consisten en ellos hace 100 años, pero no fue posible construir una teoría hasta 2010. Ahora, en 2015, también apareció la teoría de la gravitación de partículas elementales, que estableció la naturaleza electromagnética de la gravedad y recibió las ecuaciones del campo gravitacional de partículas elementales, diferentes de las ecuaciones de la gravedad, en base a las cuales más de una matemática Se construyó un cuento de hadas en física.

La estructura del campo electromagnético del protón (E es un campo eléctrico constante, H es un campo magnético constante, un campo electromagnético alterno está marcado en amarillo)

Balance energético (porcentaje de toda la energía interna):

• campo eléctrico constante (E) - 0.346%,
• campo magnético constante (H) - 7,44%,
• campo electromagnético variable - 92,21%.

La relación entre la energía concentrada en un campo magnético constante de un protón y la energía concentrada en un campo eléctrico constante es 21,48. Esto explica la presencia de fuerzas nucleares en el protón. La estructura del protón se muestra en la figura.

El campo eléctrico de un protón consta de dos regiones: una región externa con carga positiva y una región interna con carga negativa. La diferencia entre las cargas de las regiones exterior e interior determina la carga eléctrica total del protón + e. Su cuantificación se basa en la geometría y estructura de partículas elementales.

Y así es como se ven las interacciones fundamentales de las partículas elementales que realmente existen en la naturaleza:

2.1 Radio de protones

La teoría de campo de partículas elementales define el radio (r) de una partícula como la distancia desde el centro hasta el punto en el que se alcanza la densidad de masa máxima.

Para un protón, este será 3.4212 10 -16 m. A esto es necesario agregar otro espesor de la capa del campo electromagnético, el resultado será:

que es igual a 4.5616 10 -16 m Por lo tanto, el límite exterior del protón está a una distancia de 4.5616 10 -16 m del centro Los campos magnéticos, de acuerdo con la electrodinámica clásica, están fuera del radio dado.

2.2 El momento magnético del protón

En contraste con la teoría cuántica, la teoría del campo de partículas elementales establece que los campos magnéticos de las partículas elementales no son creados por la rotación de espín de las cargas eléctricas, sino que existen simultáneamente con un campo eléctrico constante como componente constante del campo electromagnético. Por lo tanto, todas las partículas elementales con un número cuántico L> 0 tienen campos magnéticos.

La teoría del campo de las partículas elementales no considera que el momento magnético de un protón sea anómalo; su valor está determinado por un conjunto de números cuánticos en la medida en que la mecánica cuántica funciona en una partícula elemental.

Entonces, el momento magnético principal del protón es creado por dos corrientes:

• (+) con un momento magnético +2 eħ / m 0p c
• (-) con un momento magnético de -0,5 eħ / m 0p c

Para obtener el momento magnético resultante del protón, es necesario sumar ambos momentos, multiplicar por el porcentaje de la energía del campo electromagnético alterno, dividido por 100 por ciento y sumar la componente de espín, como resultado obtenemos 1.3964237 eh / m 0p c. Para convertirlo en magnetones nucleares ordinarios, el número resultante debe multiplicarse por dos; como resultado, tenemos 2.7928474.

2.3 Campo eléctrico de un protón

2.3.1 Campo eléctrico de un protón en el campo lejano

El conocimiento de la física sobre la estructura del campo eléctrico del protón cambió con el desarrollo de la física. Inicialmente, se creía que el campo eléctrico del protón es el campo de una carga eléctrica puntual + e. Para este campo habrá:
el potencial del campo eléctrico del protón en el punto (A) en la zona lejana (r >> r p) exactamente, en el sistema SI es igual a:

la intensidad E del campo eléctrico del protón en la zona lejana (r >> r p) exactamente, en el sistema SI es igual a:

dónde norte = r/ | r | es el vector unitario desde el centro del protón en la dirección del punto de observación (A), r es la distancia desde el centro del protón al punto de observación, e es la carga eléctrica elemental, los vectores están resaltados en negrita, ε 0 es la constante eléctrica, rp = Lh / (m 0 ~ c) es el radio del protón en la teoría de campo, L es el número cuántico principal del protón en la teoría de campo, h es la constante de Planck, m 0 ~ es el valor de la masa contenida en el campo electromagnético alterno del protón en reposo, c es la velocidad de la luz. (No hay un multiplicador SI en el sistema CGS).

Estas expresiones matemáticas son correctas para la zona lejana del campo eléctrico del protón: r >> r p, pero la física asumió entonces que su fidelidad se extiende a la zona cercana, hasta distancias del orden de 10-14 cm.

2.3.2 Cargas eléctricas de un protón

En la primera mitad del siglo XX, la física creía que el protón tiene una sola carga eléctrica y es igual a + e.

Después de la aparición de la hipótesis de los quarks, la física asumió que no hay una, sino tres cargas eléctricas dentro del protón: dos cargas eléctricas + 2e / 3 y una carga eléctrica -e / 3. Estos cargos suman + e. Esto se hizo porque la física asumió que el protón tiene una estructura compleja y consta de dos quarks u con una carga de + 2e / 3 y un quark d con una carga de -e / 3. Pero los quarks no se encontraron ni en la naturaleza ni en aceleradores a ninguna energía y quedaba o aceptar su existencia en la fe (lo que hicieron los partidarios del Modelo Estándar), o buscar otra estructura de partículas elementales. Pero junto con esto, la información experimental sobre las partículas elementales se acumulaba constantemente en la física, y cuando se acumuló lo suficiente como para repensar lo que se había hecho, nació la teoría de campo de las partículas elementales.

De acuerdo con la teoría del campo de partículas elementales, un campo eléctrico constante de partículas elementales con un número cuántico L> 0, tanto cargadas como neutras, es creado por una componente constante del campo electromagnético de la correspondiente partícula elemental (no la carga eléctrica es la causa principal del campo eléctrico, como creía la física en el siglo XIX, pero los campos eléctricos de las partículas elementales son tales que corresponden a los campos de cargas eléctricas). Y el campo de carga eléctrica surge como resultado de la presencia de asimetría entre los hemisferios externo e interno, que generan campos eléctricos de signos opuestos. Para las partículas elementales cargadas en la zona lejana, se genera un campo de carga eléctrica elemental y el signo de la carga eléctrica está determinado por el signo del campo eléctrico generado por el hemisferio exterior. En la zona de campo cercano, este campo tiene una estructura compleja y es un dipolo, pero no tiene un momento dipolar. Para una descripción aproximada de este campo como un sistema de cargas puntuales, se requieren al menos 6 "quarks" dentro de un protón; es mejor si tomamos 8 "quarks". Está claro que las cargas eléctricas de tales "quarks" serán completamente diferentes de lo que piensa el modelo estándar (con sus propios quarks).

La teoría de campo de las partículas elementales ha establecido que un protón, como cualquier otra partícula elemental cargada positivamente, puede tener dos cargas eléctricas y, en consecuencia, dos radios eléctricos:

• radio eléctrico de un campo eléctrico constante externo (carga q + = + 1.25e) - r q + = 4.39 10-14 cm,
• Radio eléctrico del campo eléctrico constante interno (carga q - = -0.25e) - r q- = 2.45 10-14 cm.

Estas características del campo eléctrico del protón corresponden a la distribución 1 de la teoría del campo de partículas elementales. La física aún no ha establecido experimentalmente la precisión de esta distribución, y qué distribución corresponde más estrechamente a la estructura real del campo eléctrico constante de un protón en la zona cercana, así como a la estructura misma del campo eléctrico de un protón en la zona cercana. zona cercana (a distancias del orden de rp). Como puede ver, las cargas eléctricas tienen una magnitud cercana a las cargas de los supuestos quarks (+ 4 / 3e = + 1.333e y -1 / 3e = -0.333e) en un protón, pero a diferencia de los quarks, los campos electromagnéticos existen en la naturaleza, y una estructura similar de constante cualquier partícula elemental cargada positivamente, independientemente de la magnitud del giro y ..., posee un campo eléctrico.

Los valores de los radios eléctricos para cada partícula elemental son únicos y están determinados por el número cuántico principal en la teoría de campo L, el valor de la masa en reposo, el porcentaje de energía contenida en el campo electromagnético alterno (donde funciona la mecánica cuántica ) y la estructura de la componente constante del campo electromagnético de la partícula elemental (la misma para todas las partículas elementales con un número cuántico principal dado L), que genera un campo eléctrico constante externo. El radio eléctrico indica la ubicación promedio de una carga eléctrica distribuida uniformemente alrededor de la circunferencia, creando un campo eléctrico similar. Ambas cargas eléctricas se encuentran en el mismo plano (el plano de rotación del campo electromagnético variable de una partícula elemental) y tienen un centro común, que coincide con el centro de rotación del campo electromagnético variable de una partícula elemental.

2.3.3 Campo eléctrico de un protón en la zona cercana

Conociendo la magnitud de las cargas eléctricas dentro de una partícula elemental y su ubicación, es posible determinar el campo eléctrico creado por ellas.

La fuerza E del campo eléctrico del protón en la zona cercana (r ~ r p), en el sistema SI, como una suma vectorial, es aproximadamente igual a:

dónde n + = r +/|r+ | es el vector unitario del punto cercano (1) o lejano (2) de la carga del protón q + en la dirección del punto de observación (A), n - = r -/|r- | es el vector unitario desde el punto cercano (1) o lejano (2) de la carga del protón q - en la dirección del punto de observación (A), r es la distancia desde el centro del protón hasta la proyección del punto de observación en el plano del protón, q + es la carga eléctrica externa + 1.25e, q - es la carga eléctrica interna -0.25e, los vectores están resaltados en negrita, ε 0 es la constante eléctrica, z es la altura del punto de observación (A) ( distancia desde el punto de observación al plano de protones), r 0 es el parámetro de normalización. (No hay un multiplicador SI en el sistema CGS).

Esta expresión matemática es la suma de vectores y debe calcularse de acuerdo con las reglas para sumar vectores, ya que este es el campo de dos cargas eléctricas distribuidas (+ 1.25e y -0.25e). Los términos primero y tercero corresponden a los puntos cercanos de las cargas, el segundo y cuarto a los lejanos. Esta expresión matemática no funciona en la región interna (anillo) del protón, que genera sus campos constantes (si se cumplen dos condiciones simultáneamente: h / m 0 ~ c

El potencial del campo eléctrico del protón en el punto (A) en la zona cercana (r ~ r p), en el sistema SI es aproximadamente igual a:

donde r 0 es un parámetro de normalización, cuyo valor puede diferir de r 0 en la fórmula E. (No hay factor en el sistema CGS). Esta expresión matemática no funciona en la región interna (anillo) del protón, que genera sus campos constantes (si se cumplen dos condiciones simultáneamente: h / m 0 ~ c

La calibración de r 0 para ambas expresiones de la zona de campo cercano debe realizarse en el límite de la región que genera campos de protones constantes.

2.4 Masa en reposo de protones

De acuerdo con la electrodinámica clásica y la fórmula de Einstein, la masa en reposo de las partículas elementales con un número cuántico L> 0, incluido el protón, se define como el equivalente a la energía de sus campos electromagnéticos:

donde una integral definida se toma sobre todo el campo electromagnético de una partícula elemental, E es la fuerza del campo eléctrico, H es la fuerza del campo magnético. Aquí se tienen en cuenta todos los componentes del campo electromagnético: campo eléctrico constante, campo magnético constante, campo electromagnético alterno. Esta pequeña, pero muy amplia fórmula para la física, a partir de la cual se obtienen las ecuaciones del campo gravitacional de partículas elementales, enviará a la chatarra más de una fabulosa "teoría"; por lo tanto, algunos de sus autores la odiarán.

Como se desprende de la fórmula anterior, el valor de la masa en reposo del protón depende de las condiciones en las que se encuentra el protón. Entonces, al colocar un protón en un campo eléctrico externo constante (por ejemplo, un núcleo atómico), afectaremos a E 2, lo que afectará la masa del protón y su estabilidad. Se producirá una situación similar cuando se coloque un protón en un campo magnético constante. Por tanto, algunas propiedades de un protón dentro de un núcleo atómico difieren de las mismas propiedades de un protón libre en el vacío, lejos de los campos.

2.5 Vida útil del protón

La vida útil indicada en la tabla corresponde a un protón libre.

La teoría de campo de las partículas elementales establece que la vida útil de una partícula elemental depende de las condiciones en las que se encuentra. Al colocar un protón en un campo externo (por ejemplo, eléctrico), cambiamos la energía contenida en su campo electromagnético. Puedes elegir el signo del campo externo para que aumente la energía interna del protón. Puede elegir tal magnitud de la intensidad del campo externo que sea posible la desintegración de un protón en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico y, por lo tanto, el protón se volverá inestable. Esto es exactamente lo que se observa en los núcleos atómicos, en los que el campo eléctrico de los protones vecinos desencadena la desintegración del protón del núcleo. Cuando se introduce energía adicional en el núcleo, la desintegración de los protones puede comenzar con una fuerza más baja del campo externo.

3 Protón en el modelo estándar

Se argumenta que el protón es un estado ligado de tres quarks: dos quarks "arriba" (u) y uno "abajo" (d) (estructura de quarks supuesta del protón: uud), y el neutrón tiene (estructura de quarks udd) . La proximidad de las masas del protón y el neutrón se explica por la proximidad de las masas de los quarks hipotéticos (uyd).

Dado que la presencia de quarks en la naturaleza no ha sido probada experimentalmente, pero solo hay evidencia indirecta que se puede interpretar como la presencia de trazas de quarks en algunas interacciones de partículas elementales, pero se puede interpretar de manera diferente, la afirmación del Modelo Estándar de que el el protón tiene una estructura de quarks sigue siendo solo una suposición no probada.

Cualquier modelo, incluido el estándar, tiene derecho a asumir cualquier estructura de partículas elementales, incluido el protón, pero hasta que las partículas correspondientes, de las que supuestamente está compuesto el protón, se encuentren en los aceleradores, la afirmación del modelo debe considerarse no probada. .

En 1964, Gellmann y Zweig propusieron de forma independiente una hipótesis sobre la existencia de quarks, de los que, en su opinión, se componen los hadrones. Las nuevas partículas estaban dotadas de una carga eléctrica fraccionada que no existe en la naturaleza.

Los leptones no encajaban en este modelo de Quark, que luego se convirtió en el Modelo Estándar y, por lo tanto, fueron reconocidos como partículas verdaderamente elementales.

Para explicar la conexión de los quarks en un hadrón, se asumió la existencia en la naturaleza de una interacción fuerte y sus portadores: los gluones. Los gluones, como debería ser en la teoría cuántica, estaban dotados de un espín unitario, la identidad de una partícula y una antipartícula, y una masa en reposo cero, como un fotón.

De hecho, en la naturaleza no hay una fuerte interacción de quarks hipotéticos, sino las fuerzas nucleares de los nucleones, y esto no es lo mismo.

Han pasado 50 años. Los quarks nunca se encontraron en la naturaleza, y se compuso para nosotros un nuevo cuento matemático llamado "Confinamiento". Una persona pensante puede ver fácilmente en él un desprecio abierto por la ley fundamental de la naturaleza: la ley de conservación de la energía. Pero esto lo hará una persona pensante, y los narradores recibieron una excusa que les convenía, por qué no hay quarks libres en la naturaleza.

Tampoco se han encontrado gluones en la naturaleza. El punto es que solo los mesones vectoriales (y uno más de los estados excitados de los mesones) pueden tener un espín unitario en la naturaleza, pero cada mesón vectorial tiene una antipartícula. - Por tanto, los mesones vectoriales no son de ningún modo adecuados para candidatos a "gluones". Los nueve primeros estados excitados de los mesones permanecen, pero 2 de ellos contradicen el modelo estándar en sí y el modelo estándar no reconoce su existencia en la naturaleza, y el resto está bien estudiado por la física, y no funcionará para hacerlos pasar por fabulosos. gluones. También existe la última opción: pasar como gluón un estado ligado de un par de leptones (muones o leptones tau), pero incluso esto se puede calcular en desintegración.

Entonces, tampoco hay gluones en la naturaleza, al igual que no hay quarks e interacciones fuertes ficticias en la naturaleza.
Piensas que los partidarios del Modelo Estándar no entienden esto, lo entienden, pero es repugnante admitir la falacia de lo que has estado haciendo durante décadas. Y entonces vemos nuevos cuentos matemáticos ...

4 El protón es una partícula elemental

Las ideas de la física sobre la estructura del protón cambiaron con el desarrollo de la física.
Inicialmente, la física consideró al protón como una partícula elemental, y eso fue hasta 1964, cuando Gellmann y Zweig propusieron de forma independiente la hipótesis de los quarks.

Inicialmente, el modelo de quarks de los hadrones se limitaba a solo tres quarks hipotéticos y sus antipartículas. Esto permitió describir correctamente el espectro de partículas elementales conocidas en ese momento, sin tener en cuenta los leptones, que no encajaban en el modelo propuesto y por lo tanto fueron reconocidos como elementales, a la par de los quarks. El pago por esto fue la introducción de cargas eléctricas fraccionarias que no existen en la naturaleza. Luego, con el desarrollo de la física y la recepción de nuevos datos experimentales, el modelo de quarks se expandió gradualmente, se transformó y eventualmente se convirtió en el Modelo Estándar.

Los físicos han estado buscando diligentemente nuevas partículas hipotéticas. Las búsquedas de quarks se realizaron en rayos cósmicos, en la naturaleza (ya que su carga eléctrica fraccionada no se puede compensar) y en aceleradores.

Pasaron décadas, el poder de los aceleradores creció y el resultado de la búsqueda de quarks hipotéticos fue siempre el mismo: NO se han encontrado quarks en la naturaleza.

Al ver la perspectiva de la muerte del modelo de quarks (y luego el estándar), sus partidarios han inventado y deslizado a la humanidad una historia de que se observan rastros de quarks en algunos experimentos. - Es imposible verificar esta información: los datos experimentales se procesan utilizando el Modelo Estándar, y siempre dará algo para lo que necesita. La historia de la física conoce ejemplos cuando, en lugar de una partícula, deslizaron otra; la última manipulación de datos experimentales fue el deslizamiento de un mesón vectorial como un fabuloso bosón de Higgs, supuestamente responsable de la masa de partículas, pero que al mismo tiempo no creó su campo gravitacional. Por esta estafa incluso le dieron el Premio Nobel de Física. En nuestro caso, las ondas estacionarias de un campo electromagnético alterno se deslizaron como quarks fabulosos, sobre los cuales se escribieron teorías de ondas de partículas elementales, y la física del siglo XXI (representada por la Teoría de la gravedad de las partículas elementales) estableció el mecanismo natural de inercia. propiedades de las partículas elementales de la sustancia del Universo, que no está asociado con la historia matemática del bosón de Higgs.

Cuando el trono bajo el modelo estándar se sacudió nuevamente, sus partidarios compusieron y deslizaron a la humanidad un nuevo cuento de hadas para los más pequeños, llamado "Confinamiento". Cualquier persona pensante verá inmediatamente en él una burla de la ley de conservación de la energía, una ley fundamental de la naturaleza. Pero los partidarios del Modelo Estándar no quieren ver la VERDAD.

5 Cuando la física seguía siendo una ciencia

Cuando la física todavía era una ciencia, la verdad no estaba determinada por la opinión de la mayoría, sino por la experimentación. Ésta es la diferencia fundamental entre la FÍSICA-CIENCIA y los cuentos de hadas matemáticos que se hacen pasar por física.
Todos los experimentos sobre la búsqueda de quarks hipotéticos (excepto, por supuesto, na-du-va-tel-ness) demostraron sin ambigüedad: NO hay quarks en la naturaleza.

Todas las afirmaciones infundadas del Modelo Estándar de que el protón supuestamente consiste en quarks no tienen nada que ver con la realidad. - La física ha demostrado experimentalmente que el protón tiene campos electromagnéticos y también un campo gravitacional. La física adivinó brillantemente que las partículas elementales no solo poseen campos electromagnéticos sino que consisten en ellos hace 100 años, pero no fue posible construir una teoría hasta 2010. Ahora, en 2015, también apareció la teoría de la gravitación de partículas elementales, que estableció la naturaleza electromagnética de la gravedad y recibió las ecuaciones del campo gravitacional de partículas elementales, diferentes de las ecuaciones de la gravedad, en base a las cuales más de una matemática Se construyó un cuento de hadas en física.

6 protones - total

En la parte principal del artículo, no comencé a hablar en detalle sobre los quarks de hadas (con gluones de hadas), ya que NO hay ninguno de ellos en la naturaleza y no hay nada que me llene la cabeza de cuentos de hadas (innecesariamente), y sin los elementos fundamentales de la base: quarks con gluones, el modelo estándar colapsó - el tiempo de su reinado en la física está COMPLETADO (ver Modelo estándar).

Puede ignorar el lugar del electromagnetismo en la naturaleza durante el tiempo que desee (encontrándose con él en cada paso: luz, radiación de calor, electricidad, televisión, radio, comunicaciones telefónicas, incluido el celular, Internet, sin los cuales la humanidad no habría aprendido sobre la existencia de las partículas elementales de la Teoría de Campos, ...), y seguir componiendo nuevos cuentos de hadas para reemplazar a los fallidos, haciéndolos pasar por ciencia; es posible, con una perseverancia digna de una mejor aplicación, seguir repitiendo los CUENTOS DE HADAS memorizados del Modelo Estándar y la Teoría Cuántica; pero los campos electromagnéticos en la naturaleza han sido, son, serán, y les va bien sin partículas virtuales fabulosas, así como la gravedad creada por campos electromagnéticos, pero los cuentos de hadas tienen un momento de nacimiento y un momento en el que dejan de afectar a las personas. . En cuanto a la naturaleza, no le importan los cuentos de hadas ni ninguna otra actividad humana literaria, aunque se les conceda el Premio Nobel de Física. La naturaleza está ordenada como está ordenada, y la tarea de la FÍSICA-CIENCIA es comprenderla y describirla.

Ahora se ha abierto un nuevo mundo ante ustedes: el mundo de los campos dipolares, cuya existencia ni siquiera sospechaba la física del siglo XX. Viste que el protón no tiene una, sino dos cargas eléctricas (externa e interna) y los dos radios eléctricos correspondientes. Viste lo que constituye la masa en reposo de un protón y que el bosón de Higgs imaginario estaba sin trabajo (las decisiones del Comité Nobel aún no son las leyes de la naturaleza ...). Además, la magnitud de la masa y la vida útil dependen de los campos en los que se encuentra el protón. Del hecho de que un protón libre sea estable, todavía no se sigue que permanecerá estable siempre y en todas partes (se observan desintegraciones de protones en los núcleos atómicos). Todo esto va más allá del marco de los conceptos que prevalecieron en la física en la segunda mitad del siglo XX. - Física del siglo XXI: la nueva física se está moviendo a un nuevo nivel de conocimiento de la materia, y nos esperan nuevos descubrimientos interesantes.

Una vez ya escribí sobre los muones "esquivos" y el fenómeno físico asociado, como los rayos:

Y hoy leí un artículo interesante en el feed de mi amigo que detalla la naturaleza del muón y el protón asociado "más pequeño de lo habitual". Quién está interesado - artículo debajo del corte.

“El radio del protón resultó ser un 4 por ciento menor de lo que se pensaba. Esta conclusión fue hecha por un grupo de físicos que llevó a cabo la medición más precisa del radio de partículas hasta la fecha. Los científicos publicaron sus resultados en la revista Nature. Brevemente sobre el trabajo escribe New Scientist.

Original tomado de mord08 c Dimensiones de un protón. Inexplicable ...

Sobre el radio del protón

En primer lugar, quiero agradecer a la bloguera Valentina Yuryevna Mironova, gracias a quien aprendí sobre la existencia del problema de las discrepancias en los resultados obtenidos al medir el tamaño de un protón, que se repiten de manera estable en el proceso de medición en diferentes caminos. Y también mi corresponsal que ha sido constante durante muchos años desde lejos, gracias a quien recibí una descripción detallada de los métodos de esas mediciones. Y ahora sobre la esencia del problema y primero una cita.

“El radio del protón resultó ser un 4 por ciento menor de lo que se pensaba anteriormente. Esta conclusión fue hecha por un grupo de físicos que llevó a cabo la medición más precisa del radio de partículas hasta la fecha. Los científicos publicaron sus resultados en la revista Nature. Brevemente sobre el trabajo escribe New Scientist.

Los autores del nuevo trabajo decidieron refinar las estimaciones obtenidas previamente del tamaño del protón utilizando una tecnología experimental inusual. Los físicos obtuvieron una estructura similar a un átomo de hidrógeno, en el que en lugar de un electrón había un muón, una partícula elemental cargada negativamente 207 veces más pesada que un electrón. Debido a la diferencia de masa, el muón se acerca unas 200 veces más al protón y los cambios en sus niveles de energía dependen mucho más de las características del protón.

Basándose en los resultados de los experimentos, los científicos han calculado que el radio del protón es de 0,84184 femtómetros (un femtómetro mide 10-15 metros), que es un 4 por ciento menos que el valor aceptado en la actualidad. Hasta ahora, los investigadores no pueden explicar los nuevos resultados, ya que contradicen la teoría de la electrodinámica cuántica, que se considera la teoría física más precisa. Los colegas de los autores no excluyen que el motivo de la discrepancia pueda ser un error (o errores) que se produjeron en una de las etapas del experimento. Otra posible explicación son los errores en las disposiciones de la teoría de la electrodinámica cuántica. Y, finalmente, la tercera opción, de la que los expertos hablan con gran cautela, los nuevos resultados indican que el protón tiene propiedades absolutamente desconocidas para los físicos ".

Esto es lo que me viene a la mente sobre este mensaje extremadamente importante.
En primer lugar, hay que recordar que un electrón en un átomo en asociación con un protón no es una partícula en la forma en que existe fuera de este sistema. Dentro de este sistema, se puede representar en forma de un vórtice de energía volumétrica con una determinada energía cinética y una carga eléctrica negativa. Como se suele decir, las "nubes", cuya forma y valor de su masa de inercia están determinados por el nivel de energía que ocupa en el átomo.

Lo siguiente que hay que tener en cuenta para obtener una explicación bastante lógica de los resultados obtenidos en el experimento anterior es que, según el concepto MWT, la energía cinética es un tipo de energía potencial que se acumula en el espacio de Dimensión Superior (UHM) en los procesos de diversas interacciones en nuestro mundo, pudiendo regresar a nuestro mundo en respuesta a la aplicación al objeto físico que lo posee, efecto opuesto al que estaba en proceso de su acumulación. (Derivado de la descripción de las soluciones de las matemáticas de Yang-Mills).

Y, finalmente, una circunstancia más, que es la más importante para comprender el problema en cuestión. Como escribió una vez Platón: "La idea de una cosa es la totalidad de todas sus partes constituyentes, indivisible en estas partes". En otras palabras, el reemplazo de un electrón en el sistema de protones y electrones asociados con un muón no es solo el reemplazo de uno de los elementos constituyentes del sistema por otro, es el reemplazo de un sistema en un estado de equilibrio dinámico estable. con otro, que, sin embargo, también debe permanecer en un estado de equilibrio dinámico estable. Y este nuevo estado solo se puede formar si hay algunos cambios en todos los elementos que componen el sistema. En nuestro caso, el protón también debe cambiar de alguna manera. Una vez más: "La idea de una cosa es la totalidad de todas sus partes constitutivas, indivisible en estas partes".

Para aclarar este supuesto, podemos decir lo siguiente.

Para mantener el sistema recién formado en el mismo equilibrio dinámico, el muón más pesado debe aproximarse naturalmente a lo que se ha convertido el nuevo protón. Para mantener el muón en el nuevo sistema, el protón debe encontrar suficiente energía para esto. Y lo más importante para una explicación satisfactoria de la inferencia observada como resultado del experimento es la respuesta a la pregunta: ¿de dónde puede venir?

El protón es una asociación de tres quarks, cuya energía está compuesta casi en su totalidad por la energía cinética de rotación y que conforman un sistema en un estado de equilibrio dinámico apoyado en la interacción de confinamiento, la interacción "Por el contrario", que aumenta al aumentar la distancia entre los objetos físicos y al disminuir la distancia, se debilita.

Dado que este equilibrio dinámico se puede mantener durante un tiempo indefinidamente largo, y tales sistemas de equilibrio dinámico están sujetos a perturbaciones constantes, pero aún no se ha encontrado en nuestro mundo alguna fuente de energía que corrija estas perturbaciones, queda suponer que la energía correctora puede Solo proceden del espacio de la BVM.

Una perturbación similar, de hecho, es el reemplazo de un electrón por un muón, y también puede recibir la energía necesaria para un protón, que ya se ha mencionado, solo desde el espacio BVM. Pero, en este caso, si la energía interna del protón cambia, las condiciones del nuevo estado de confinamiento también cambian en él. Lo más probable es que los quarks se acerquen entre sí para aumentar la energía interna del sistema o, en otras palabras, crear, por lo tanto, un nuevo protón. Esto es lo que se encuentra en el experimento mencionado y, muy probablemente, podrá encontrar su confirmación en un modelo matemático suficientemente adecuado que refleje este fenómeno.

2012, vol. 35, No. 4, págs. 349 - 363.

UDC 539.1 + 53.081.6 + 539.125.4

El radio del protón en el modelo autoconsistente.

Fedosin Sergey Grigorievich

Perm, región de Perm, Rusia

mi- correo intelli@ lista. ru

Basado en la idea de una fuerte gravedad que actúa al nivel de las partículas elementales, y de la igualdad del momento magnético del protón al momento magnético límite de una bola rotando cargada de manera no homogénea, se encuentra el radio del protón, que es coherente con los datos experimentales. Al mismo tiempo, se deriva la dependencia de la distribución de la densidad de masa y carga dentro del protón. La relación entre la densidad en el centro del protón y la densidad media es 1,57.

Palabras clave: fuerte gravedad; olas de de Broglie; momento magnético; radio del protón.

PACS: 12.39.Pn, 14.20.Dh

1. Introducción

Desde el descubrimiento del protón en 1917, ha surgido la pregunta de cómo determinar el radio de esta partícula elemental. Existen muchos modelos teóricos para estimar el radio del protón. La mayoría de estos modelos están asociados con el concepto de factores de forma electromagnéticos como correcciones, debido a que la amplitud de la dispersión de partículas por un protón difiere de la amplitud de la dispersión por una partícula puntual. El cálculo de los factores de forma es bastante complicado y requiere tener en cuenta muchos factores, incluida la distribución radial de la densidad de carga y el momento magnético, la dinámica de los quarks, partones y partículas virtuales. En este caso, se pueden utilizar varios enfoques: teoría de la dispersión, teoría de la perturbación quiral, cromodinámica cuántica de celosía, etc., cuya descripción se puede encontrar en. Los factores de forma se determinan a partir de experimentos de dispersión, dependen de la energía de las partículas que interactúan y permiten encontrar las distribuciones de la raíz cuadrada media de la carga y el momento magnético como una medida del tamaño de partícula. La información sobre el radio del protón se puede extraer del análisis del desplazamiento de Lamb en el átomo de hidrógeno, así como en el sistema ligado del protón y el muón negativo.

2. Otras estimaciones del radio del protón

Veamos algunos métodos simples para determinar el radio de un protón. Uno de ellos se basa en la formación de ondas electromagnéticas estacionarias en partículas al ser excitadas. La energía máxima de tales ondas estacionarias no excede la energía en reposo para evitar la descomposición de las partículas. Por lo tanto, se concluye que las ondas de De Broglie son oscilaciones electromagnéticas que se encuentran en el marco de referencia del laboratorio durante la interacción de partículas en movimiento. Para describir tales oscilaciones, es necesario aplicar las transformaciones de Lorentz a ondas estacionarias dentro de partículas y encontrar su forma en el marco de referencia del laboratorio.

En el caso más simple, las ondas esféricas estacionarias se modelan mediante dos ondas, una de las cuales va desde el centro hasta la superficie de la partícula, mientras que la otra retrocede al mismo tiempo. Podemos suponer que en la dirección de algún eje seleccionado, por ejemplo, hay dos ondas contrapropagantes de la siguiente forma:

aquí, están las fases iniciales de las oscilaciones en, es la amplitud de la función periódica, y denotan la frecuencia angular y el número de onda, y los guiones delante de las variables significan que se consideran en el marco de reposo de la partícula.

La calidad puede ser cualquier función periódica que satisfaga la ecuación de onda. Por ejemplo, puede ser la fuerza o el potencial del campo de ondas. Las fases de las ondas en (1) deben cambiarse para que aparezca una onda estacionaria. Si ,, entonces en el centro de la partícula en siempre habrá un nodo como ausencia de oscilaciones visibles, y (1) se vuelve como sigue:

Como resultado de las oscilaciones (2) dentro de la partícula, las velocidades de las cargas de la sustancia de la partícula y los potenciales de campo pueden cambiar periódicamente. Esto conduce inevitablemente a la aparición de oscilaciones periódicas de los potenciales de campo fuera de la partícula, en el espacio circundante.

Ahora deje que la partícula junto con su onda estacionaria se mueva a lo largo del eje del marco de referencia del laboratorio con velocidad. ¿Cómo se modificarán las fluctuaciones del campo dentro y fuera de la partícula en relación con su movimiento? Necesitamos expresar en (2) las coordenadas sombreadas y el tiempo dentro de una partícula en movimiento a través de las coordenadas y el tiempo del marco de referencia del laboratorio usando las transformaciones de Lorentz (denota la velocidad de la luz):

,,,,

.(3)

De (3) se puede ver que debido al movimiento de una onda estacionaria junto con una partícula, para un observador externo en reposo en el marco de referencia del laboratorio, la longitud de onda y la frecuencia cambian. Más precisamente, aparecen antinodos adicionales en la onda observada, con una longitud de onda entre ellos que difiere de la longitud de onda en el marco de referencia de la partícula. Detengamos por un momento la onda (3) en y encontremos las longitudes de onda como la separación espacial entre los puntos de la onda en la misma fase. Cuando el seno en (3) será igual a cero, y cuando la fase seno cambie de a. Por lo tanto tenemos:

,.(4)

De manera similar, para la longitud de onda en el coseno en (3), encontramos:

,.(5)

Calculemos ahora la separación de tiempo entre los puntos de la onda en la misma fase en, considerando que esta separación es el período correspondiente de la onda:

,.(6)

,.(7)

De (4) - (7) se siguen las siguientes expresiones para las velocidades:

,.(8)

Como puede verse en (8), las oscilaciones de la onda (3) asociadas con el coseno se propagan con la velocidad de fase de la onda de De Broglie. Además, las oscilaciones de la onda (3) asociadas con el seno se mueven en el espacio con la misma velocidad que la propia partícula. La longitud de onda en (5) se puede transformar para llevarla a la forma estándar para la longitud de onda de De Broglie. Conectemos la frecuencia angular de las oscilaciones dentro de una partícula, de manera similar a una onda electromagnética, con la energía de las oscilaciones: donde es la constante de Dirac, es la constante de Planck. Esto da lo siguiente:

De manera similar, de (4) tenemos:

.(10)

En el caso límite, cuando la energía de vibración es igual a la energía en reposo de la partícula, , de (9) se sigue:

,(11)

donde es la masa de la partícula, es el momento relativista de la partícula.

La fórmula (11) determina la longitud de onda de De Broglie en términos del momento de la partícula. Tenga en cuenta que el propio De Broglie escribió la fórmula (11) con la condición de que la energía de las partículas es igual a la energía de la onda que acompaña a la partícula.

Según nuestra expresión (9), la longitud de onda debería estar presente en la partícula incluso con baja energía de excitación. En este caso, a medida que disminuye la energía de excitación, aumenta la longitud de onda.

Como regla general, en los experimentos se encuentra solo a partir de (11), y no la longitud de onda de (9).

Esto puede suceder porque, entre las muchas partículas que interactúan, hay simultáneamente partículas con diferentes energías de excitación y diferentes, de modo que los fenómenos ondulatorios se difuminan. Lo mismo se aplica a las ondas con una longitud de onda en (10). Solo para las partículas que interactúan más energéticamente, cuyas energías de excitación están cerca de la energía en reposo de las partículas, se alcanza el valor límite de la longitud de onda igual a la longitud de onda de De Broglie. Por tanto, esta longitud de onda se manifiesta en el experimento. A Es posible predecir para partículas también fenómenos ondulatorios con una longitud de onda límite. .

En particular, está la longitud de onda de Compton que se encuentra en el efecto Compton. Según nuestro punto de vista, la aparición de una onda de De Broglie debe interpretarse como un efecto puramente relativista que surge como consecuencia de la transformación de Lorentz de una onda estacionaria que se mueve con una partícula.

Como resultado, nos vemos obligados a aceptar que la dualidad onda-partícula se realiza plenamente sólo en aquellas partículas específicas para las que las energías de excitación alcanzan su energía de reposo. En este caso, se borra la diferencia entre partículas y cuantos del campo en la relación de onda. A bajas energías de excitación, las partículas no pueden emitir fuertemente su energía y las amplitudes de las oscilaciones de los potenciales de campo cerca de las partículas serán pequeñas. Entonces, las partículas interactúan entre sí en lugar de en una onda, pero de la forma habitual, y los fenómenos ondulatorios se vuelven invisibles.

Si ahora asumimos que la longitud de la onda estacionaria es igual a, donde está el radio del protón, entonces de la igualdad de la energía de la onda y la energía en reposo del protón obtenemos:

,, metro,

aquí está la frecuencia de vibración, es la masa del protón.

Otra forma de estimar el radio de un protón supone que la diferencia entre las energías en reposo de un neutrón y un protón surge debido a la energía eléctrica de la carga del protón. En este caso, debería ser:

,(12)

donde es la masa de neutrones, es la carga elemental, es la constante eléctrica.

En (12) para el caso de una distribución uniforme de la carga sobre el volumen del protón, como resultado, la estimación del radio del protón da el valor de m.

En y el radio del protón se encontró a partir de la condición de que el momento angular límite del campo de fuerte gravitación dentro del protón sea igual en magnitud al giro del protón. Esto conduce a la fórmula:

m. (13)

En (13), se usa la constante de gravedad fuerte. De acuerdo con esta constante se determina a partir de la igualdad de la fuerza eléctrica y la fuerza del campo de gravedad fuerte que actúa en el átomo de hidrógeno sobre el electrón con masa, que se encuentra en el estado fundamental en el radio de Bohr:

, m 3 ∙ kg –1 ∙ s –2, (14)

Además de las fuerzas de atracción de la gravedad y las cargas del núcleo y el electrón, en el átomo de hidrógeno, las fuerzas de repulsión que se alejan del núcleo actúan sobre la sustancia del electrón en forma de disco giratorio. Una de estas fuerzas es la fuerza eléctrica de repulsión de la sustancia cargada de la nube de electrones de sí misma. En ese marco de referencia giratorio no inercial, en el que una parte arbitraria de la sustancia del electrón está estacionaria, también aparece una fuerza inercial en forma de fuerza centrífuga, que depende de la velocidad de rotación de esta sustancia alrededor del núcleo. En la primera aproximación, las fuerzas indicadas son iguales entre sí en magnitud, lo que conduce a (14).

Recordemos que la idea de gravedad fuerte se introdujo en la ciencia en los trabajos de Abdus Salam y un grupo de sus colaboradores, como una explicación alternativa para la interacción fuerte de partículas. Suponiendo que los hadrones se pueden representar como agujeros negros de Kerr-Newman, estimaron que la constante de gravedad fuerte era del orden de m 3 ∙ kg –1 ∙ s –2.

La gravedad fuerte constante (14) se puede utilizar para expresar la constante de estructura fina:

.

Otra estimación del radio del protón se deriva de la igualdad de la energía en reposo y el módulo de la energía total, teniendo en cuenta el teorema del virial, aproximadamente igual a la mitad del módulo de la energía de gravedad fuerte asociada con el protón:

.(15)

Si tomamos para el caso de una distribución de masa uniforme, se sigue de (15) que m.

Todas las estimaciones anteriores se basan en el enfoque clásico del protón como un objeto material pequeño en forma de bola de radio. Se supone que la gravedad fuerte actúa al nivel de las partículas elementales de la misma manera que la gravedad ordinaria al nivel de los planetas y las estrellas.

En el modelo estándar de partículas elementales y en la cromodinámica cuántica, se cree que los nucleones y otros hadrones están compuestos de quarks, y los bariones tienen tres quarks y los mesones tienen dos quarks. En lugar de una fuerte gravitación, se supone que la acción de los campos de gluones contienen quarks en hadrones. Se supone que los quarks son partículas elementales cargadas; por lo tanto, la carga y los radios cuadrados medios de la raíz magnética se consideran como el radio del protón. Estos radios están determinados por las interacciones eléctricas y magnéticas del protón y pueden diferir entre sí.

Se puede hacer una estimación del radio de carga cuadrático medio de un protón utilizando experimentos sobre la dispersión de partículas cargadas por un protón objetivo. En tales experimentos, se encuentran las secciones transversales totales para la interacción de partículas. Para el caso de la dispersión de protones por nucleones a energías superiores a 10 GeV, podemos suponer que, con m2. Por tanto, resulta que m.

3. Modelo autoconsistente

Nuestro objetivo es encontrar un valor más preciso del radio del protón utilizando métodos clásicos. En nuestros cálculos, utilizaremos solo datos tabulares sobre la masa, la carga y el momento magnético del protón. Consideraremos el protón desde el punto de vista de la teoría del anidamiento infinito de la materia, en la que el análogo del protón al nivel de las estrellas es un magnetar o una estrella de neutrones cargada con un campo magnético y gravitacional muy fuerte. Como un imán, la sustancia de un protón debe magnetizarse y mantenerse unida por un fuerte campo de gravedad.

Para tener en cuenta la falta de homogeneidad de la densidad de una sustancia dentro de un protón, utilizamos una fórmula simple en la que la densidad de una sustancia cambia linealmente con un aumento hacia el centro:

,(16)

donde es la densidad central, es el radio actual, es el coeficiente a determinar.

La fórmula (16) debe considerarse como la primera aproximación a la distribución real de la densidad de la materia dentro del protón. La linealidad aproximada de la dependencia de la densidad de la materia en las estrellas de neutrones se mostró en, y asumimos que esto también es cierto para un protón como análogo de una estrella de neutrones.

Para estimar la magnitud y el radio, considere la integral de la masa del protón en coordenadas esféricas:

.(17)

Para calcular con precisión el estado de las estrellas de neutrones y, por lo tanto, los protones como sus análogos, se debe tener en cuenta la curvatura del espacio-tiempo bajo la acción de un campo gravitacional fuerte, así como la contribución de la energía del campo gravitacional a la masa-energía total. Supondremos que en (16), dependiendo de la densidad de la materia en el radio, ya se han tenido en cuenta todos los efectos relativistas, y la masa del protón (17) es la masa gravitacional desde el punto de vista de un observador distante.

,(18)

donde es la densidad de energía del campo de gravedad fuerte según, es la aceleración gravitacional.

En (18), la densidad de energía de campo debe integrarse tanto dentro como fuera del protón. El valor dentro del protón se puede encontrar convenientemente integrando la ecuación para el campo gravitacional fuerte , que forma parte de las ecuaciones de la teoría de la gravedad invariante de Lorentz. Después de la integración sobre un volumen esférico de cierto radio, seguida del uso del teorema de Gauss, es decir, con la transición a la integración sobre el área de la esfera especificada dentro del protón, teniendo en cuenta (17), se convierte fuera:

.(19)

Fuera del protón, la aceleración gravitacional es:

.(20)

Sustituyendo (19) y (20) en (18), obtenemos la relación:

.(21)

En (21), la cantidad se puede eliminar usando (17), lo que da la dependencia en la forma de una ecuación cuadrática:

El análisis de esta ecuación muestra que tiene la siguiente solución:

,(22)

siempre que cuando , luego respectivamente.

Pasemos ahora al momento magnético del protón. Al igual que en, asumimos que el momento magnético del protón es igual al momento magnético, que se forma debido a la rotación más rápida posible de la sustancia cargada del protón. En coordenadas esféricas, el momento magnético se puede calcular aproximadamente como la suma de los momentos magnéticos elementales de los anillos individuales con su radio, que tienen un momento magnético debido al flujo de corriente en ellos proveniente de la rotación de la carga:

(23)

La velocidad angular de la rotación máxima del protón se puede encontrar a partir de la condición de la rotación límite, con la igualdad de la fuerza centrípeta y la fuerza de gravedad en el ecuador :. Suponemos además que la igualdad es válida para las densidades de carga y materia, y uso (17). Esto da lo siguiente:

.(24 )

4. conclusiones

La relación (24) junto con (22) permite encontrar el radio del protón m, así como el valor. A partir de (17) se obtiene entonces la densidad central de la sustancia, kg / m 3, que supera la densidad media del protón en 1,57 veces. La velocidad angular máxima de rotación de un protón, teniendo en cuenta (23), será igual a rad / s. Al mismo tiempo, si el espín del protón en la aproximación de una densidad de materia homogénea fuera igual al valor estándar para el espín del fermión: , entonces dicho giro correspondería a la velocidad angular de rotación rad / s.

Para comparar con los datos experimentales, señalemos los resultados de los cálculos de la dispersión de electrones de, donde se obtiene el radio de carga de la raíz cuadrada media m cuando solo se tiene en cuenta la dispersión por protones, m teniendo en cuenta los datos de dispersión de piones y m teniendo en cuenta los datos sobre la dispersión de neutrones. El trabajo encontró el radio de carga cuadrático medio m al estudiar un sistema ligado de un protón y un muón negativo. El estudio de la sección transversal para la dispersión de fotones polarizados por protones da el radio de carga my radio magnético. Radio de carga my radio magnético m de protón se indican en el sitio web Partículadatosgrupo... En la base de datos CODATA, el radio de carga de un protón es metro.

El valor de m obtenido por nosotros en el marco del modelo autoconsistente se acerca a los valores experimentales del radio del protón, lo que confirma la posibilidad de utilizar la idea de gravedad fuerte para describir la interacción fuerte de partículas elementales.

Lista de fuentes utilizadas

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2. J. Arrington, C. D. Roberts y J. M. Zanotti.Factores de forma electromagnéticos de nucleones ... Journal of Physics G: Física nuclear y de partículas, 2007, vol. 34, No 7, S23.

3. Randolf Pohl en absoluto. El tamaño del protón. Nature, 2010, vol. 466, págs. 213-216.

4. Fedosin S.G. Física y filosofía de la semejanza desde preons hasta metagalaxias. Perm, Style-MG, 1999, 544 páginas, Tabla 66, Ill. 93, Bibl. 377 títulos ISBN 5-8131-0012-1.

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6. Fedosin S.G. Problemas modernos de la física. Moscú: Editorial URSS, 2002, 192 páginas, Ill.26, Bibl. 50 títulos ISBN 5-8360-0435-8.

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11. Anidamiento jerárquico infinito de la materia - en.wikiversity.org.

12. Riccardo Belvedere, Daniela Pugliese, Jorge A. Rueda, Remo Ruffini, She-Sheng Xue.Configuraciones de equilibrio de estrellas de neutrones dentro de una teoría completamente relativista con interacciones fuertes, débiles, electromagnéticas y gravitacionales ... Física nuclear A, 2012, vol. 883, págs. 1-24.

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El radio del protón en el modelo autoconsistente.

Basado en la noción de fuerte gravitación, actuando a nivel de partículas elementales, y en la igualdad del momento magnético del protón y el momento magnético límite de la bola rotando cargada no uniformemente, se encuentra el radio del protón, que se ajusta a los datos experimentales. Al mismo tiempo, la dependencia se deriva de la distribución de la masa y la densidad de carga dentro del protón. Se encuentra la relación entre la densidad en el centro del protón y la densidad media, que es igual a 1,57.

Timofey Gurtovoy

RADIO DE PROTÓN

El microcosmos, que está siendo estudiado por la física cuántica, es la segunda parte del mundo material, pero visualmente no observable. Este mundo está representado por un amplio espectro de discreción, en forma de partículas elementales, comenzando con átomos y terminando con átomos de vida corta, obtenidos triturando materia en aceleradores.

El contenido interno de las partículas elementales es conocido por la física existente solo dentro de la tabla periódica. En cuanto al diseño, solo se asume que supuestamente es una copia del sistema planetario en cuanto a su estructura. Dio la casualidad de que la descripción de algo nuevo en la física existente comienza con un método vicioso de analogías con algo ya conocido. Aunque la naturaleza no es tan estúpida como los que la estudiamos, a menudo lo imaginamos en nuestros proyectos especulativos.

Física racional sobre el micromundo se sabe mucho más de lo que se sabe física de lo existente... Esto se dice con suficiente detalle en mis artículos en el sitio web de Kulichki en la sección de Física. Las anotaciones con direcciones están disponibles en los blogs del proyecto "Mi mundo".

Micromundo.

Las partículas estables más pequeñas son electrón y protón.

V física de lo existente caracterizado por cuatro parámetros principales: masa, radio, carga y giro.

Se supone que el electrón es una partícula con una unidad de carga negativa. El protón es del mismo tamaño, pero con carga positiva.

V Física racional- solo tres, es decir, los mismos parámetros, excluyendo el cargo, porque no es necesario. Dado que la polaridad de las partículas es un valor relativo y está determinada por la ley Posible gradación de la materia, siendo una función del radio de partícula de la ley de potencias en orden inverso.

La diferencia en los radios de estas partículas es pequeña. El radio clásico de un electrón es 2.81794⋅fm.

El radio del protón, determinado experimentalmente en 2009 por un grupo de físicos dirigido por el Dr. Randolf Pohl del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, resultó ser de 0,8768 fm.

Por qué una partícula con una masa 1836 veces mayor tiene un radio más pequeño, desde el punto de vista física de lo existente, poco claro. pero La física es racional esta aparente paradoja explica.

El electrón es la única partícula estable, cuyo contenido interno, monoestructural... El resto, siendo átomos de elementos, incluido el protón - poliestructural, tienen una estructura interna compleja.

No hay bolas de electrones volando en órbitas alrededor del núcleo de nucleones, como planetas que se mueven alrededor del Sol, en átomos. Allí tampoco hay núcleo. Todos los elementos que componen la estructura interna de los átomos - electrones, nucleones y grupos compuestos por ellos, esos y otros grupos - quarks (esto se mencionó anteriormente, al explicar por qué no se encuentran en estado libre), forman anillos que giran alrededor el núcleo de vacío. Todos los anillos están separados por escasos espacios de vacío, que son un elemento estructural de un enlace potencial que conecta estrechamente toda la estructura de una micropartícula compleja. La presencia de estos espacios de conexión de vacío permite que los átomos tengan una fuerte integridad de la masa, reunidos en un pequeño volumen.

Esta circunstancia determina el hecho de que un protón con una masa mayor tiene un radio menor que un electrón y es eléctricamente positivo en relación con él.

Y dado que una partícula más densa tiene un potencial eléctrico relativo grande porque su superficie está más cerca del núcleo de vacío que una superficie menos densa, significa que el potencial de una partícula es el potencial de su superficie.

Experimente para comprobar la magnitud del radio del protón.

Descripción de puestos física de lo existente.

En experimentos con mesones (1955 - 1956), L. Alvarez y sus colaboradores descubrieron el efecto de que un muón, que tiene una masa de una gran masa de electrones, puede manifestarse como un "electrón atómico pesado". Esto produce el llamado hidrógeno muónico.

La técnica experimental, según sus autores, preveía el uso de este hecho: la sustitución electrón en un átomo de hidrógeno, para una partícula menos estable - muon, que es 207 veces más pesado que un electrón.

Y, dado que, según la física existente, el electrón supuestamente gira alrededor del protón y no a lo largo de trayectorias estrictamente establecidas, esta partícula elemental puede ocupar ciertos niveles de energía, por lo tanto, es posible, descubriendo cuál es la diferencia de energía entre estos. dos niveles, y sobre la base de las disposiciones de la teoría de la electrodinámica cuántica calcular el radio del protón.

La razón para creer, por tanto, fue la siguiente.

En 1947, los físicos estadounidenses Willis Eugene Lamb y Robert Rutherford establecieron que un electrón en un átomo de hidrógeno puede oscilar entre dos niveles de energía (este fenómeno se llama cambio de Lamb)..

Se hizo así. Se utilizó un potente acelerador de muones en el Swiss Paul Scherrer Institute. Los muones se lanzaron a un recipiente que contenía átomos de hidrógeno.

Después de eso, con la ayuda de un láser con características especialmente seleccionadas, los físicos le dieron al muón energía adicional, que, como dicen, “ lo suficiente para pasar al siguiente nivel ".

Después de eso, explican: " casi de inmediato, el muón regresó a un nivel de energía más bajo, mientras emitía rayos X "..

Arroz. 1. Ilustración de transiciones de muones y radiación emitida en el proceso de salto de partículas entre "orbitales", según la física existente (ilustración Nature).

Al analizar esta radiación, se determinó la energía del nivel y luego el radio del protón.

Sin embargo, el radio del protón obtenido por los experimentadores es un 4% menor que el valor actualmente aceptado.

Hasta ahora, los investigadores no pueden explicar el motivo de una discrepancia tan grande. Puede haber varias razones.

1. Un error (o errores) que ocurrieron en una de las etapas del experimento.

2. Errores en las disposiciones de la teoría de la electrodinámica cuántica.

3. Los nuevos resultados indican que el protón tiene propiedades absolutamente desconocidas para los físicos.

Descripción de puestosFísica racional.

Primero, con respecto a los llamados Turno de cordero.

La teoría de la cinética molecular, que explica la aparición de calor y la protección de la cinética de las moléculas, es insostenible. Esto ya está claro para todos. El calor es generado por radiación EM que surge de la desaceleración de partículas elementales.

Los átomos (moléculas) de una sustancia están en pulsación continua. Este proceso va acompañado de la liberación de sus porciones, que se forman en formaciones espaciales en forma de electrones. Al interactuar con el entorno espacial, los electrones generados, al ser desacelerados, emiten cuantos EM.

Los cuantos EM son absorbidos solo por partículas con una estructura compleja, es decir, todo (átomos, moléculas), excepto los electrones. La absorción conduce a reestructuración su estructura interna y mayor amplitud onda. Es este proceso el que fue observado en 1947 por los físicos estadounidenses Willis Eugene Lamb y Robert Rutherford, quienes tomaron el cambio en la amplitud de las pulsaciones del protón para la supuesta transición de su electrón a un "orbital" diferente.

El protón, como todos los átomos, percibiendo continuamente desde el exterior los cuantos EM de los rangos térmico y luminoso, pulsando, expulsando partículas de su materia, que inmediatamente se ralentizan y se privan de radiación, energía, propagándose, se convierten en partículas de éter, que están dispersos en el espacio.

Todo esto crea la apariencia de sus límites borrosos e indistintos.

« Como partícula compuesta, el protón tiene dimensiones finitas, pero, por supuesto, no se puede representar como una "bola dura", no tiene un límite espacial claro.

Según las teorías físicas modernas, el protón se parece más a una nube con bordes borrosos, que consiste en partículas virtuales emergentes y aniquiladoras ".

Ahora sobre el proceso durante el experimento. No se produce la sustitución de un electrón en un átomo de hidrógeno por un muón. Y el hidrógeno se necesitaba allí sólo como una especie de "catalizador" en el proceso.

Muón acelerado, según la ley conservación de energía y masa en movimiento adquiriendo masa adicional, se vuelve más pesado, pero no tanto como para que, debido a esta aceleración, alcance la masa de un protón. El rayo láser, con su energía, lleva el proceso de ponderar el muón a una masa mayor que la masa de un protón. Es decir, se produce el bombeo habitual de la partícula con energía, como en un láser.

Después de eso, la partícula se vuelve tan pesada, artificialmente radioactiva, que en la primera interacción con un átomo de hidrógeno atrapado en su camino, disminuyendo su velocidad, se "resuelve" por su "carga", emitiendo un cuanto EM y perdiendo energía interna hasta es valioso estabilidad... Además, ella completamente pierde su energía cinético, es decir, se convierte en una partícula en el estado descansar... Así, el radio que fue calculado por los experimentadores en base a los resultados obtenidos en el experimento es este es el radio de reposo del protón .

Cómo y por qué método los experimentadores calcularon el radio del protón, basándose en el valor obtenido de la energía cuántica de rayos X, no lo sé.

Sin embargo, si la velocidad del muón fue - V = 0.4 C, entonces todo es correcto. Según la Física Racional, la masa cero del protón es solo eso.