9910403 Ньютоновская механика микро- и наномира (н/п)

Последние 70 лет в научном мире преобладало мнение, что классическая механика Ньютона неприменима к объектам микромира. В микромире, согласно этому мнению, царит принцип неопределенности, что в своем логическом завершении приводит к нарушению причинно-следственных связей. Неудовлетворенность современной картиной микромира высказывается современными учеными с лавинообразным нарастанием.

Поиски причины названной проблемы приводят многих исследователей к поворотному пункту науки, в котором она свернула с классического пути. Автор настоящей статьи рассматривает ниже возможность вернуть современную науку о микромире на классические рельсы.

Первым шагом в этом направлении является попытка моделирования структуры гипотетической среды, проводящей электромагнитные волны. Эта задача решается путем сравнения свойств электромагнитных и акустических волн. На первом этапе выясняется, что существенно поперечные акустические волны в однофазной среде существуют лишь в твердой фазе. В жидкостях и газах поперечная составляющая быстро затухает. Требование однородности среды, находящейся в твердой фазе, указывает на возможность периодического, кристаллоподобного строения этой среды. Шестеренчатая модель Максвелла удовлетворяет этим требованиям. Однако, элемент среды – шестеренка не удовлетворяет критерию простоты. Модель из шестеренок выглядит неестественно. Более естественный вид, как считает автор, модель Максвелла приобретет при замене шестеренок на сцепленные кольцевые вихри. Эта модель помогла сделать следующее открытие: в случае трехкратного зацепления вихревых колец, их количество в единице объема уменьшается по мере удаления от первого кольца, и структура обрывается. В случае пятикратного зацепления, плотность структуры лавинообразно нарастает и очередное кольцо некуда втиснуть. В случае четырехкратного зацепления (и только в этом случае!) структура получается однородной. В этом случае кольца ориентированы по осям декартовой системы координат! Симметрия структуры однозначно задает направления вращения кольцевых вихрей. Три типа ориентации, два направления вращения и расположение со сдвигом в четных и нечетных плоскостях, дают в произведении двенадцать разновидностей колец – элементов гипотетической среды. Умножив это число на три степени свободы одного элемента, получим 36 степеней свободы всей структуры. Это число совпадает с числом независимых переменных в системе уравнений современной физики поля.

Интуиция подсказывает, что эта среда будет вести себя линейно, лишь в случае малых возмущений. Распространение этих возмущений соответствует в нашей модели, как и в модели Максвелла, электромагнитным волнам. Резонансные возмущения среды, согласно модели, представляют собой квантовые объекты. Стабильность циклических квантовых объектов поддерживается за счет обмена энергией с активной средой, которая в классической физике называется светоносным эфиром.

Резонансный параметр эфира, связывающий длину волны с энергией резонансного процесса, соответствует постоянной Планка. Инерционный параметр квантового объекта-процесса, связывающий массу резонансного процесса с его энергией, соответствует скорости распространения волн возмущения, т.е. скорости света. Параметр объемной упругости эфира, связывающий концентрацию элементов эфира в области квантового объекта-процесса с его энергией, соответствует гравитационной постоянной. Используя три фундаментальные константы: постоянную Планка, скорость света и гравитационную постоянную, Макс Планк определил параметры гипотетических частиц, которые взаимодействуют гравитационно и электромагнитно с одинаковой силой. Они названы в его честь планкионами, а их параметры (масса, энергия, размер, характерное время) – планковскими. В нашей модели эфира планковскими параметрами обладают кольцевые вихри. Так как размер вихря-планкиона на 25 порядков меньше атома – объекта микромира, структуру эфира можно смело назвать структурой наномира.

Для проверки гипотезы о наномире необходимо получить следствия, поддающиеся экспериментальной проверке. Рассматривая электрон, как многокомпонентный волновой процесс, изобразим его кольцом, символизирующим круговое движение фронта внутриструктурной волны. Кольцевой магнит позволяет моделировать магнитные свойства электрона. Южный и северный полюса разделены плоскостью кольца. Попытайтесь представить, как будут взаимодействовать электроны-кольца, образующие устойчивые электронные оболочки атома. Известно, что на устойчивых электронных оболочках может находиться 1, 2, 8, 18, 32 электрона. Устойчивость и размер оболочки "1" можно объяснить устойчивостью и размером электрона-кольца. Два магнитных кольца при взаимодействии моделируют процесс образования электронной оболочки "2". Восемь магнитных колец могут образовать симметричную фигуру. Ее структура может поддерживаться за счет магнитного притяжения колец, магнитные полюса которых чередуются.

Поиск экспериментальных данных для проверки модели "8" позволил обнаружить, что, во-первых, поле атома, внешняя электронная оболочка которого достроена до 8 электронов, имеет симметрию правильного восьмигранника. Во-вторых, спины электронов, находящихся на такой оболочке направлены по нормали к граням правильного восьмигранника. Это полностью совпадает со свойствами макро-модели электронной оболочки, построенной из кольцевых магнитов. В-третьих, выяснилось, что модель из 8 колец вписывается в многогранник, состоящий из 8 правильных шестиугольников и 6 квадратов. Из таких фигур (архимедово тело, однородный многогранник, четырнадцатигранник Кельвина, федоровский многогранник) строятся модели кристаллов и молекул. Таким образом, абстрактный многогранник, символизирующий геометрические свойства атомов в реальных кристаллах и молекулах обретает конкретный физический смысл. Число колец-граней оказалось равным числу колец-электронов. Продолжим проверку этой гипотезы. Рассмотрим модель "18". Эта симметричная фигура также может сохранять свою структуру за счет магнитного притяжения колец-электронов. Модель "18" соответствует архимедову телу, шесть граней которого принадлежат кубу и 12 – ромбическому додекаэдру. Модель "32" соответствует архимедову телу, двадцать граней которого принадлежит икосаэдру и 12 – додекаэдру. Модели из колец были названы кольцегранниками. Из них можно строить масштабные модели некоторых молекул и кристаллов, которые отмечены медалью ВДНХ СССР. Модель всех электронных оболочек атома нобелия (102-й элемент таблицы Менделеева) удалось построить, учитывая зависимость радиуса кольца-электрона от внешних условий. Радиус электрона-кольца, согласно гипотезе, определяется кривизной траектории фронта внутриструктурной волны. Если структура эфира деформирована, например, атомным ядром, то кривизна траектории увеличивается, что приводит к уменьшению радиуса электрона-кольца. Учитывая зависимость радиуса от условий, удалось построить модель сопряженной химической системы – молекулы бензола. Плоская структура бензольного кольца оказалась связана со столбчатым строением атомов углерода в сопряженной системе. Кольца-электроны в таких атомах располагаются столбиком – один над другим. Модель бензола позволила перейти к моделированию нуклеотидов ДНК. Модель аденина оказалась состоящей из атомов, расположенных в шахматном порядке. Это позволило разрешить парадокс разных свойств пиррольного и перимидинового атомов азота. Просто оказалось, что центральный атом углерода недоступен для протона и последний вытесняется к одному из атомов азота. Конструирование из моделей нуклеотидов фрагмента ДНК позволило увидеть причину многих свойств ДНК, которые ранее казались парадоксальными. В нашей модели ДНК атомы расположены в шахматном порядке. Лента-молекула ДНК имеет ширину девять атомов и толщину – один атом. Комплиментарная пара нуклеотидов имеет высоту пять атомных рядов. Эта модель объясняет однородность молекулы ДНК (одинаковую электронную плотность по всей поверхности молекулы, что противоречит стандартной модели, но обнаружено экспериментально). Ленточная модель объясняет необыкновенную гибкость молекулы ДНК и демонстрирует возможность образования вторичной структуры. Перекручивание ленты-молекулы ДНК в спираль с постоянным шагом имеет простое объяснение: радиус колец-электронов, образующих внешнюю молекулярную оболочку, отличается на 16% для атомов, находящихся на центральной линии и по краю, что вызвано различными условиями. В случае образования вторичной структуры ДНК, края ленты-молекулы магнитно сопрягаются, радиусы электронов выравниваются, и лента превращается в трубу. Участки ДНК с последовательностями-перевертышами оказались просто демпферными участками, которые предохраняют ленту-молекулу ДНК от повреждений. Модель ДНК показывает, как происходит процесс саморегенерации ДНК в случае не очень сильных и не очень частых повреждений. Размер электронов в ленте-молекуле ДНК настолько сильно уменьшен, что ширина ленты-молекулы, имеющей в ширину девять атомов типа углеродных, не превышает шести диаметров атома водорода. Эта модель дает основание предположить, что цилиндрическая форма атомов углерода в органических молекулах приводит к высокой степени гибкости этих молекул, что в сочетании с уменьшенными размерами, увеличивающими прочность таких молекул, должно привести к процессу эволюции.

Попытаемся получить следствия гипотезы о наномире в области ядерных процессов. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны изображаются кварковыми схемами. Анализ этих схем показал, что протонам и нейтронам соответствуют комбинации кварков с зарядами +2/3 и –1/3. Комбинируя числа 1/2 и 1/6, можно получить все возможные заряды кварков. Предполагая, что кварк, обладающий большей энергией, чем электрон, имеет в отличие от него двухуровневую структуру, мы видим, что для протонов и нейтронов знак подструктуры "1/6" не меняется. Предполагая, что знак этой подструктуры определяет правая или левая спираль, замкнутая в кольцо, можно догадаться, что кварки в атомных ядрах могут стыковаться в столбчатые структуры. Столбчатые модели ядер позволили смоделировать поведение атомных ядер в динамике. Эти модели просто объяснили соотношение протонов и нейтронов в атомном ядре: чередование протонов и нейтронов в устойчивых ядрах до хлора включительно, приводит к одинаковому числу протонов и нейтронов. Процесс деления ядра объясняется чрезмерным увеличением напряжения при изгибе ядра-стержня. Анализ гармонических составляющих процесса колебаний ядра-стержня позволяет на качественном уровне оценить вероятность распада ядра по той или иной схеме.

Магнитные модели атомов позволяют моделировать ограниченный класс химических реакций, в которых преобладает магнитное взаимодействие электронов. Учет электрического взаимодействия и возможность перестройки электронных оболочек позволяет компьютерное моделирование. Сотрудничество в этой области должно привести к созданию эффективных средств моделирования процессов микромира по законам классической физики. Визуализация процессов микромира поможет сделать новые открытия в этой области.

Что касается энергетики структуры эфира или наномира, то в этом направлении намечена программа исследований, которые могут привести к глобальному решению энергетической проблемы. Ближайшим объектом исследования является шаровая молния, которая, по предположению авторов, является волновым процессом преобразования внутренней энергии эфира в форму электромагнитных волн. Стабилизация структуры шаровой молнии, возможно, зависит от давления воздуха, молекулы которого ионизируются СВЧ-процессом и излучают часть его мощности в виде света. Корректное управление этим процессом может привести к созданию мощного экологически чистого источника энергии.

http://ftp.decsy.ru/nanoworld/index.htm