Некоторые модели фотона (из интернета) Печать
Научные статьи - Фотоны, волны де Бройля, атом, векторный потенциал

В.Мантуров

Некоторые модели фотона (из интернета)

(Что наработано? Кратко)

 

 

А может быть лучше начать с краткого обзора накопившихся в Интернете моделей фотонов!? Об истории развития представлений о природе и свойствах света, о том, что такое фотон, написано в каждой книге об этом загадочном явлении. Нет смысла повторяться.

Я всё еще новичок в Интернете. А покопавшись в нем (говорят: зайдя в него), я столкнулся с огромным числом авторов и моделей фотонов, разработанными (придуманными) ими. Ими рожден и следующий афоризм: «Самоё темное в

науке – это свет».

Было замечено (а так было и в первой половине ХХ века ), что модель фотона в виде тороидального вихря преобладает. Именно этот тип модели и станет предметом нашего рассмотрения.

 

Прежде всего, хочется выразить восторг: сколько же теоретиков, физиков, инженеров, философов и мыслителей, которые не согласны со сложившимися в современной науке представлениями о фотоне. И у каждого из них уже есть, уже разработана оригинальная модель, практически не совпадающая с моделями других авторов. Это не значит, однако, что каждая из их моделей суть истина в последней инстанции. Но каждая что-то вносит новое, оригинальное, глубоко осмысленное и все-таки зачастую спорное. Спорное потому, что их представления о природе фотонов, фундаменты, на которых построены модели фотонов, настолько различны, что не видно перспектив к тому, чтобы приблизить консенсус хотя бы по паре-тройке моделей фотона.

 

Объединяющими же, пожалуй, фундаментальными их признаками являются:

во-первых, отсутствие у них обращения к понятию о векторном потенциале, применительно к электродинамике, квантовой и классической.

Во-вторых, каждая модель фотона как бы требует от ее автора разработки физического механизма, обеспечивающего колебательный процесс, соответствующий

спектру частот или длин волн фотонов , причем по всей ширине спектра.

В-третьих, объяснение свойства поляризации света.

Нельзя, пожалуй, и – это, в-четвертых, не коснуться и самого противоречивого вопроса: в чем все-таки состоит суть корпускулярно-волнового процесса и можно ли его закрыть? Хотя именно эта двойственность свойства световых фотонов стала притчей во языцех с тех пор, как стали обсуждать эту загадку.

И, наконец, в-пятых. Тоже очень важный вопрос. Гамма-кванты при определенных условиях вызывают рождение пары электрона и позитрона, которые разлетаются в разные стороны. Так выглядят эти явления в экспериментах. Существует и обратный процесс, при котором возникший каким-то образом позитрон «спаривается» со свободным (или доступным орбитальным) электроном, недостатка в которых не замечено, и … - порождают два (изредка три) гамма- кванта. Эти процессы обычно называют аннигиляцией электронно-позитонной пары. При этом подразумевается, что таким вот образом происходит превращение массы в энергию. Так-то оно будто бы так. Поэтому у многих физиков (и не только у физиков) эти метаморфозы вызывают восторг. У одних, потому что это предмет застарелой философской, мировоззренческой проблемы. У других: не надо ломать голову – так реализуется знаменитая формула E = mc2 Эйнштейна.

Да только не все думающие пребывают в состоянии восторга. И для этого есть основания: ведь не восторга ради обсуждается вопрос, Эйнштейну ли принадлежит пальма первенства вывода обсуждаемой формулы.


 

 

Что касается первого из этих пунктов, то нельзя представить тороидальный фотон- бублик без векторного потенциала, соответственно и газогидродинамический тороид-вихрь -- без векторов скорости молекул, без пусть ускользающих от наблюдателя, но непременно существующих путей движения молекул газа (воздуха, жидкости) на поверхности тороида. Авторы моделей тороидальных вихрей интуитивно догадываются о них, так как обозначают на рисунках в виде кольцевых указателей направления движения газового поверхностного слоя. И понятно, что такие пути подразумеваются в виде бесконечного множества замкнутых поверхностных окружностей. И, естественно, что плоскость каждой из них всегда перпендикулярна «телу» бублика. Снабжая такие кольца стрелочками, по сути дела изображают циркуляции векторов скорости молекул газа.

 

Вот-вот, применительно к фотону, так и надо представлять поверхностные циркуляции векторного потенциала. И каждая такая поперечная циркуляция векторного потенциала фотона является вероятной плоскостью его поляризации. Фотон, следовательно, обладает бесконечным числом плоскостей поляризации. А реализуется – конкретно при столкновении (при взаимодействии) с веществом. Когда, например, фотон отражается под углом Брюстера от поверхности «зеркала», то тем самым плоскость линейной поляризации соответствует плоскости той циркуляции векторного потенциала, которой и коснулся фотон зеркала. Вот почему без использования понятия векторного потенциала и его поверхностной циркуляции трудно было понять, что является определяющим в свойстве поляризации фотона. Таким образом, мы ответили частично и на третий пункт. Но сразу же следует оговориться, что трудностей с поляризацией как было великое множество, так они и остались.

 

Что касается «обеспечения» моделей механизмами колебательного процесса фотона (по второму пункту), то это надуманные в принципе усилия авторов моделей фотонов. А какой это, удивительно, спектр интеллектуальной фантазии авторов, их самодеятельности!!! И всё это богатство разнообразий моделей тороидальных по форме фотонов по существу и обусловлено разнообразием придуманных колебательных процессов и механизмов.

Складывается впечатление, что в трудных поисках нужного колебательного механизма авторы как бы забыли, что все они (модели) -- тороидальные вихри. Другое дело, из какой «материи» они « сотворены» авторами. Следовательно, именно разнообразие придуманных колебательных механизмов является и степенью их многообразия, и отличительной особенностью каждого из них. В самом деле, у одного автора – это число винтообразных витков, и шаг витков – длина волны; у другого – это число оборотов катящегося колеса-тороида; у третьего – это осцилляции электронно-позитронной пары, неотъемлемой от такой модели фотона. И т.д.

 

А не напрасно ли потрачено столько сил, времени и интеллекта на придумывание этих колебательных механизмов?

Ведь и из ящика Вуда, и из «уст» курильщика, и из жерла вулкана Этна исходят, извергаются те же тороидальные дымовые или газовые вихри, кольца. Это те же бублики с дырками. Они -- уже газовые волны, волны сами по себе. Потому что они – солитоны. Фотоны – тоже солитоны.

Каждый солитон – это уединенная волна. Ниже будет показано, что длина циркуляции векторного потенциала и волны де Бройля, и фотона – это и есть длина волны фотона.

Если авторы моделей фотонов представляют их в виде газогидродинамических вихревых образований, то – хотят ли они этого, или не хотят, -- но природа заставляет последовать аналогии электромагнитных фотонов. А для них (фотонов) энергия кванта определяется длиной поверхностной циркуляции векторного потенциала, т.е. длиной волны фотона. А она соответствует частоте фотона. Поэтому нет никакой необходимости придумывать дополнительные физические «механизмы», которые в тороидальных фотонах отождествлялись бы с частотой фотона. Фундаментально просто!!!

 

Настало время покончить и с загадочным корпускулярно-волновым дуализмом света. Теперь это уже не проблема. В самом деле, если мы признали, что фотоны – это солитоны, то сама собою отпадает незадача о двойственности фотонов. Солитону свойственно быть одновременно и «частицей», и волной. Как человеку – принадлежать и к отряду животных, и к обладателям и носителям интеллекта (homo sapiens). А позже может быть прояснится и то, что интеллект и душа их обладателя имеет волновую природу. (См.ниже: Биополе -- статистическая система волн де Бройля).(!!! Будет опубликована в книге).

 

Да, корпускулярность и волновые свойства фотонов проявляются при неодинаковых условиях. Корпускулярность, например, проявляют гамма-кванты, рентген-лучи и ультрафиолет. Потому что они ультракороткие. А, следовательно, и их энергии достаточно, чтобы вырвать электрон из атома при фотоэффекте, или хотя бы уступить часть своей энергии «свободному» электрону в эффекте Комптона.

Что кается волновых свойств фотонов света, то они ярче всего проявляются в явлениях дифракции. Интерферировать фотоны не умеют. Природа не наделила их таким свойством. У них, у фотонов, есть длина волны, но нет амплитуды в академическом определении этого термина. Они и не цуги волн, и не волновые пакеты, так как в отличие от них, фотоны не расплываются. Цуги и волновые пакеты - это выдумки теоретиков, пытавшихся подогнать волновые свойства фотонов под математический их образ из хорошо разработанной теории колебаний. А теория колебаний предполагает и наличие амплитуды, и гармоничность (непрерывность колебания с неизменной частотой). У солитонов нет никаких механизмов осцилляций (колебаний). Они действительно мало отличаются от частиц по поведению. Они как «двоешники»-школьники и выросшие из них догматики (и чиновники), не познавшие прелести в не тупости. Да, фотоны скорее «тупые» со своим неизменным и безграничным во времени квантом энергии, зато и «цельные» в сохранении и своего кванта энергии, и постоянства длины волны. А все дело в том, как будет показано ниже, что фотон обладает одним квантом магнитного потока. И напряженность магнитного поля в этом кванте магнитного потока исчисляется тысячами Тесла (для сравнения: П.Л.Капица достигал величины около 50 Тесла). Какое внешнее магнитное поле может с ним потягаться?

Когда же это еще не фотон, а волна де Бройля, т.е. когда в дырке тороидального ВДБ находится еще электрон, то любое электромагнитное поле действует на ВДБ даже в составе атома, но весьма слабо (эффект Зеемана).

Квант энергии фотона – это единое целое, что несет сия корпускула, не изменяясь по величине за миллиарды лет путешествия от дальних галактик к земному наблюдателю. Еще Ньютон задумывался над этим вопросом, поскольку он был склонен полагать свет корпускулярным.

 

А теперь о связи фотонов с явлением аннигиляции электронно-позитронной пары. Здесь все или просто, или очень сложно.

Просто, если учесть два момента: первый -- в фотоне не содержится ни единичного заряда, ни многих, пусть даже разноименных, ни, тем более, такой пары. Второй, -- при столкновении электрона с позитроном за счет их потенциальной энергии выделяется точно столько энергии (e2/r), сколько и должно быть при их падении друг на друга.

Именно этим равенством энергий и определяется так называемый классический радиус электрона (r = e2/mc2).

Очень сложно: потому что эти процессы происходят, как правило, в ядерных бета распадах, электронном и позитронном. А это уже другая область.

Этими неугомонными искателями истины нельзя не восторгаться. Они затратили и продолжают тратить годы своей жизни на разгадку этой тайны Природы: света и фотонов. Ну, как не восхититься, как не преклонить колени перед такой самоотверженностью и целеустремленностью. И поэтому я склоняю голову перед ними и причисляю к ним себя со своей моделью фотона.

Ниже я остановлюсь на некоторых из этих моделей фотонов, очень кратко, без эмоций. Но я пишу не реферат. И не собираюсь выступать ни в роли критика, ни тем более в роли цензора. Я хочу представить на суд знатоков свои видения о фотонах. А вдруг она, моя модель, понравится кому-то. Это же естественное желание независимого, как и вы, авторы, мыслителя. Поэтому чтобы выделить свою модель фотона, чтобы показать ее оригинальность и положительные ее стороны, я заявляю.

 

ФОТОН по моей теории – это солитон, это тороидальная волна, это тороидальная волна де Бройля, покинутая электроном или покинувшая его. Проще говоря, это бублик с дыркой, в которой ничего уже нет. А ведь было! В начале в дырке «бублика» был электрон. Мог

Быть и позитрон, и протон и любая другая заряженная частица. Но когда было именно так, т.е. в дырке еще была заряженная частица, то такой «бублик» отождествлял собой волну де Бройля. Отсутствием такой частицы в дырке и отличается фотон от волны де Бройля. И потому, в частности, что до события излучения фотона сначала должна была возникнуть волна де Бройля. Сущность процесса состоит в следующем. Как только появляется движущийся электрон (мы и дальше под «заряженными частицами» будем подразумевать электрон), тут же на нём возникает, восседает или формируется тороидальная электромагнитная волна, волна де Бройля (ВДБ).

 

Оппоненты вправе немедленно заявить свой протест: а как же быть с волной де Бройля нейтрона. Ведь и нейтроны подвержены дифракции. Против эксперимента возражать бессмысленно. Поэтому остаются две возможности объяснения появлению этого «гадкого утенка-факта». Во-первых, нейтрон, по Фейнману, состоит из партонов, как и протон. По предлагаемой гипотезе автора (например, ТМ № 2, 2006) нуклоны построены из электронов и позитронов. Следовательно, электронейтральность нейтрона не означает, что ему недоступно свойство взаимодействия с тем, что мы называем вакуумом, физическим вакуумом, а по старому – эфиром. (Кстати, от эфира все равно не отмахнуться.)

Слишком мал нейтрон, чтобы сравнивать его электронейтральность с таковой же, например, кристалла каменной соли, а тем более простого булыжника или еще какого-нибудь предмета. Нейтрон мал, но и электростатическое поле, обусловленное его «партонами», «заметно» (действие) лишь на сверхмалых, на ядерных, расстояниях от «поверхности» нейтрона. Поэтому «малость» нейтрона – это существенное преимущество и его, и «элементарных» частиц, когда речь идет об их взаимодействии с физвакуумом, эфиром.

Во-вторых, автору этих строк удалось построить теорию тороидальных волн де Бройля только применительно к их электромагнитной природе. Не потому, разумеется, что не захотелось распространить эту (мою) теорию на всякие материальные частицы и тела, как это сделал де Бройль. Дело в том, что представление о тороидальности ВДБ автору удалось понять и построить, исходя из авторского же представления поля векторного потенциала (см. в Интернете: В.Мантуров «О вектором потенциале замолвим слово»). Исходя, далее, из «вовлечения в оборот» (впервые) поля векторного потенциала в процесс возникновения и электромагнитных волн вообще (пока мысленно) и волн де Бройля, в частности. Разумеется, поле векторного потенциала в Природе объективно присутствует, работало и работает во всех электромагнитных процессах, причем и до нас и без нашего «вовлечения в оборот». Мы, изучающие и познающие эти физические механизмы, просто еще не догадывались об этом. Не догадывались попробовать привлечь известное нам понятие векторного потенциала из B = rot A. Но такая мысль все-таки нас посетила (1995г). Поэтому мы вынуждены были замолвить слово о векторном потенциале. Без такого представления о физической сущности векторного потенциала, его новых свойств, ранее не подозревавшихся в физике, не возникли бы и новые представления о ВДБ и его продолжении в качестве фотона после