Читать книгу Материя, пространство, гравитация - Анатолий Трутнев - Страница 6

Согласно современным воззрениям некоторых физиков теоретиков в течение 10^—11 секунды после Большого Взрыва во Вселенной доминировало вещество в виде так называемой кварк – глюонной плазмы, которая представляла собой набор из глюонов, кварков и антикварков. Существование такого экзотического состояния материи стало возможным благодаря высоким показателям температуры (более 2 триллионов градусов) и давления, которые господствовали в эти мгновения жизни Вселенной. После того как эти показатели снизились кварки, антикварки и глюоны начали объединяться в адроны, потому что при более низких температурах эти частицы не могут находиться в свободном состоянии. В настоящее время экспериментально доказано, что протоны и нейтроны, а это адроны, состоят из кварков, которые находятся внутри них в «конфайнментном» состоянии, в обычных же условиях кварки в свободном состоянии существовать не могут. На сегодняшний день существует предположение, что кварк-глюонная плазма может естественно существовать в ядрах нейтронных звезд. Её можно получить и искусственно. Так, по сообщению американских ученых им удалось получить на ускорителе кварк-глюонную плазму на коллайдере тяжелых ионов RHIC. В результате столкновения ядер золота с субсветовой скоростью температура в зоне их соударения составила10¹⁰ К, а давление 10³⁰ атмосфер.

Как уже отмечалось ранее, кварки являются составными частями протонов и нейтронов. Общеизвестно, что в начале, кварки были теоретически предсказаны, как фундаментальные частицы, которые нельзя разделить на части, а затем были открыты экспериментально. Чтобы расчеты теоретической модели были работоспособны, заряд электрона был раздроблен. Было принято: один тип кварков имел положительный заряд в 2/3 заряда электрона, а другой бы имел отрицательный заряд в -1/3 заряда электрона. В настоящее время известно 6 типов кварков: u. d. s. c. b. t. Кварк u верхний кварк. Он имеет заряд + (2/3) е. Кварк d нижний кварк. Имеет заряд – (1/3) е. Кварк s странный кварк имеет заряд – (1/3) е, Кварк c очарованный кварк имеет заряд + (2/3) е. Кварк b прелестный кварк имеет заряд – (1/3) е. Кварк t истинный кварк имеет заряд + (2/3) е. У всех кварков имеются антикварки. Они подразделяются на поколения: u и d – кварки первого поколения, s и с – кварки второго поколения, b и t – кварки третьего поколения. Кварки не могут существовать свободно. Они получают «пакеты» энергии от соседних кварков и сами их посылают другим кваркам. Эти пакеты называются глюонами, если они их не получают, то становятся виртуальными частицами. Глюоны являются переносчиками сильного ядерного взаимодействия. Сильное взаимодействие до определенного предела усиливает свое действие на кварки, чем дальше они удаляются друг от друга, тем оно сильнее действует на них. Чтобы сильнее стягивать кварки сильное взаимодействие создает новые глюоны. Глюоны являются безмассовыми бозонами со спином равным 1. В итоге, можно сделать следующий вывод. На основе теоретических и экспериментальных разработок были открыты новые неделимые частицы кварки, которые являются составными частями протонов и нейтронов, входящих в состав ядер атомов. Такое заключение делает хромодинамика, Но, не делимы ли они, попробуем осмыслить это с позиции силовых нитей пространства

Протон состоит из двух кварков u одного кварка d. Нейтрон состоит из двух кварков d и одного кварка u. Заряд протона положителен и составляет +1. У нейтрона заряда нет, он нейтрален. У традиционной физики нет четкого объяснения, что же собой представляет заряд. Из каких частей он состоит и можно ли его дробить. Получается первая не стыковка. Далее протон состоит из двух кварков u одного кварка d. Нейтрон состоит из двух кварков d и одного кварка u. Из этого видно, что они отличатся друг от друга кварками. У протона «лишний» кварк u, а у нейтрона кварк d. Но если сравнить их массы, то получим разницу в 2,78. Нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Следовательно, кварк d должен иметь массу равную массам электрона и антинейтрино. Масса антинейтрино пренебрежительно мала, поэтому возьмем для расчетов только массу электрона 0,511 МэВ.. Выходит, что разница масс составляет почти шесть масс электрона. В тоже время, величина электрического заряда у электрона равна -1, а у кварка – (1/3) е. Вторая не стыковка. Таким образом, основная версия теоретической модели кварков о том, что они фундаментальны, то есть неделимые, как видно не состоятельна.

Попробуем это доказать следующим образом. Если предположить, что кварки состоят только из гравитонов или из простонов, то получим следующее. Кварки u. c и t состоят из гравитонов, а кварки d. s и b состоят из простонов (Рис.6. a). Первые кварки будут сжимать, а вторые расширять силовые нити. В этом случае отпадет необходимость вводить дробные заряды. Кварки это части конструкции частиц, которые из них состоят. Приведем это утверждение на следующих примерах

Протон состоит из трех кварков: двух кварков u и одного кварка d (Рис.6. b). Давление внутри протона направлено от периферии к центру. Оно у него колоссально и составляет 10³⁵ Па, степень сжатия силовых нитей пространства при этом достигает 10^—30м. Протон имеет сферическую форму. У него имеется вход и выход, через которые в него проникают силовые нити, когда он движется по ним. Функции кварков, составляющих протон различны. Кварки u сжимают силовые нити, а кварк d их расширяет. Но, так как их два, то выходят силовые нити из протона сжатыми (Рис.6. d). В результате сжатия силовых нитей выделяется энергия пространства, которая переходит в энергию материи. Это и есть те самые «пакеты» энергии, которыми кварки непрерывно обмениваются между собой. Пакеты называются глюонами. Чтобы кварки были расположены на определенном расстоянии друг от друга, необходимо непрерывное выделение определенного количество пакетов энергии. Функция кварка d и заключается в том, что он уменьшает степень сжатия силовых нитей кварками u и тем самым регулирует выделение энергии глюонов до необходимых пределов.

Рис 6. Предполагаемые схемы строения кварков и частиц.

а – внутреннее строение кварков b – внутреннее строение протона c – внутреннее строение нейтрона d – взаимодействие кварков внутри протона e – взаимодействие кварков внутри нейтрона k – ядерное взаимодействие протонов с нейтроном G – глюон E_m – энергия материи E_p — энергия пространства F – давление S – силовая нить, T – вход, Q – выход, g – гравитон, p – простон, u – кварк, d – кварк.

Нейтрон состоит из двух кварков d и одного кварка u (Рис.6. c). У него сферическая форма. Он также имеет вход и выход, через которые его пронизывают силовые нити, когда он движется по ним. Кварки расположены внутри нейтрона таким образом, что в результате их воздействия на проходящие сквозь нейтрон силовые нити степень их сжатия не изменяется (Рис.6. е). Давление внутри нейтрона направлено от центра к периферии. Степень сжатия силовых нитей составляет10^—25 м. Взаимодействие протонов с нейтронами показано на (Рис.6.k). Протоны сжимают силовые нити внутриядерного пространства, а нейтроны их расширяют и тем самым предотвращают коллапс ядра.

Принимая во внимание выше изложенное, можно заключить следующее. Кварки являются составными частицами, состоящими из более мелких неделимых частиц. Они образовались из сгустков энергии материи гравитонов в начальной стадии рождения Вселенной при колоссальных показателях температуры и высокой степени сжатия силовых нитей пространства. В таких экзотических условиях они находились в свободном состоянии и вместе с глюонами представляли новую форму состояния материи – кварк-глюонную плазму