Физический смысл спина элементарных частиц

Для понимания структурного строения элементарных частиц (вихрей) необходимо физическое понимание феномена «спина» элементарных частиц. Если параметр "спин" частиц не понятен физически, то не существует тех "дверей" через которые можно войти в микромир. Поэтому подробно рассмотрим этот фундаментальный вопрос, который не освещен в современной науке.

  Спин элементарных частиц.

   С точки зрения вихревой квантовой механики все частицы любого энергетического уровня материи представлены в виде тороидальных вихрей. Поэтому движение частиц более высокого энергетического уровня в теле вихря соседнего меньшего энергетического уровня можно разложить на две составляющие: скорость вдоль оси тела вихря  и скорость частиц перпендикулярно оси тела самого вихря . Векторное сложение этих скоростей дает суммарную тепловую скорость частиц более высокого энергетического уровня. Как известно спин характеризуется механическим свойством вращения частиц – это динамическая величина, которая наблюдается в экспериментах при расщеплении спектральных линий атомов, которая определена для всех частиц микромира, как собственный момент импульса. В классическом изложении это векторное произведение радиуса вектора на вектор импульса:
                ,                (4.1)
   Если рассматривается система частиц, то определяется суммарный собственный момент импульса системы частиц, как:
                ,                (4.2)
   То есть мы имеем дело с векторной физической величиной спина частиц.
   Современная наука не может объяснить, почему частицы со спином равным 1/2  меняют свои свойства (направление вектора момента количества движения) на обратные при совершении одного оборота вокруг своей оси, то есть, повернувшись на угол 360;. При совершении частицей двух оборотов, то есть, повернувшись на угол 720;, частица приходит в первоначальное состояние.

               
     Рис 4.1.   Совершение частицей двух оборотов вокруг своей оси.

   Дело в том, что вопрос рассматривают с позиций классической частицы, имеющей форму шара, поэтому приходят к казусу, который «списывают» на странность микромира.

            
      Рис 4.2. Вращение классических частиц микромира. Источник:(http://www.sunrise-tula.ru/har)

   Данная картинка муссируется современной наукой, как иллюстрация понятия спина частиц микромира. Такое на сегодняшний день представление ученых о вращении электрона.
   Вначале микромир преподнес естествоиспытателям странный факт обратной взаимосвязи размеров частиц к их массам. А далее микромир преподнес естествоиспытателям странную механическую характеристику - спин частиц, которая не укладывается в классическое определение спина частиц. Затем, к этим вопросам добавился еще  целый шлейф странностей микромира (которые будут рассмотрены ниже), что окончательно укоренилось мнение в науке  об особенностях материи микромира. Это ложное представление о микромире завело научное общество к идеалистическим предрассудкам и к вере.
   Раз спин является механической векторной характеристикой частиц микромира (это установлено экспериментально), то эта величина должна однозначно и полностью определяться тепловой скоростью движения частиц высокого энергетического уровня (в нашем случае – это амеры).
   Изобразим траекторию движения одной частицы среды в керне вихря со спином J=1/2 или тождественно форму одного микро жгута вихря.
               
               

     Рис 4.3.  Траектория движения одной частицы среды или микро жгута в керне
                тороидального вихря со спином J= 1/2.

   Аналогично этому изобразим траекторию движения одной частицы среды в керне вихря со спином 1 или тождественно форму одного микро жгута вихря.
               
               
               
     Рис 4.4. Траектория движения одной частицы среды или микро жгута в керне
                тороидального вихря со спином J=1.

   На Рис 4.3. и Рис4.4. видно, что форма микро жгута напоминает криволинейный треугольник.
 
   Для большей наглядности мысленно разрежем керн тора вихря и распрямим его вдоль оси X, как показано ниже:
   В этом случае, мы получим развертку тора вихря в виде прямоугольника с границами разреза . Как видно на рисунке точка  и точка это одна и та же точка керна тора. Керн или поверхность цилиндра вихря состоит из движущихся по винтовой линии частиц амеров. Изобразим траекторию движения частиц среды в прямоугольной системе координат или на развертке вихря тора. Видно, что каждая частица среды совершает пилообразную траекторию своего движения в керне вихря тора.
   Движение частиц амеров по винтовой линии можно однозначно разложить на составляющие: вдоль оси X и перпендикулярно оси Y. К тому же винтовая линия имеет такое свойство, что если частица будет двигаться по этой линии, то ее разложенные скорости по осям будут иметь жесткую однозначную зависимость между собой. Как только мы разложим суммарную тепловую скорость частиц амеров на составляющие скорости по выбранным осям и возьмем их отношение, то мы тут же получим количественную величину спина J.
   Запишем формулу отношения скоростей амеров (более высокого энергетического уровня материи - амеров):,
   где    - проекция тепловой скорости амеров на ось Х;
           - проекция тепловой скорости амеров на ось Y.

               


     Рис 4.5. Деление тора двумя секущими плоскостями   и  по оси и .

   

     Рис 4.6.  Траектория движения частицы среды на развернутой поверхности керна
                вихря спином .

   Знаки векторов опускаем, так как для нас важна на данный момент абсолютная величина спина вихря элементарной частицы.
   Для элементарной частицы протона  спин равен J=1/2, следовательно, можно записать следующее соотношение:
                ,                (4.3)
то есть проекции скоростей на координатные оси частиц амеров различаются между собой в два раза. Отсюда вытекает следующее утверждение: чтобы данная частица среды (амер), прошла свою траекторию движения по поверхности вихря (керна) протона и вернулась в исходное положение, необходимо вихрю протона сделать один целый оборот  по оси  Y  при двух целых оборотах тора вихря (или в нашем случае движение вдоль оси X). На рис 4.6.  видно, что ломаная линия траектории частиц среды (амеры) делит керн вихря элементарной частицы (нуклон) вдоль оси X на три равные участка: AB, BC, CА/. Тангенс угла наклона  на участках AB и CА/ положительный, на участке BC отрицательный. Отношение сторон прямоугольника ()    составляет  1/6.
   Если мы проделаем обратную операцию свертывания  прямоугольника () в геометрическую фигуру тор, то мы получим следующее отношение радиусов тора:
                ,                (4.4)
   где R - большой радиус тора,
        r - малый радиус тора.
   Аналогично сказанному проиллюстрируем структурное строение фотона со спином .
    В этом случае отношение проекций скоростей по осям  и    будут равны:
                ,                (4.5)
   Если мы также, как и ранее, мысленно разрежем вихрь фотона и отобразим его керн в прямолинейных координатах, то мы получим следующую картину:
               
               
     Рис 4.7.   Траектория движения частицы среды (амера) на развернутом керне вихря
                фотона  со спином .
               

   На Рис 4.7. видно, что ломаная линия траектории движения частицы амера делит прямоугольник керна вихря фотона вдоль оси  также на три равные части: AB, BC, CА/.
   Но в этом случае имеем отношение сторон прямоугольника  ()     равное      .
               
   Однако при свертывании прямоугольника мы снова получаем тор вихря фотона с соотношением радиусов равных:
                ,                (4.6)
   где  - большой радиус тора,
          - малый радиус тора.
   Из двух приведенных примеров видно, что элементарные частицы с различными спинами имеют одно и то же отношение радиусов тора вихря.
   Для большей убедительности приведем еще одну иллюстрацию для вихря со спином . В этом случае получим следующую картину траектории движения амеров в керне вихря.
               

               

     Рис 4.8.   Траектория движения частицы среды на развернутом керне вихря
                со спином J=2.
               
   Отсюда можно подчеркнуть фундаментальную геометрию вихрей материи. Все вихри любого энергетического уровня материи стремятся к минимальному энергетическому состоянию, которое выражается в соотношении их радиусов как R=2r.
   Проиллюстрируем, как будут выглядеть траектории частиц на развертке керна вихря с различным значением спина:
      

     Рис 4.9.   Общая картина траекторий движения вихрей с разными спинами.

   На Рис 4.9. Видно, что с увеличением величины спина шаг винтовой линии уменьшается. Однако соотношение радиусов вихря остается неизменным: .
   Выясним, на что влияет спин вихря частиц. Для этого выведем общую формулу нахождения размеров частиц с учетом спина.
   Основное тождество:
                ,                (3.3)
   или   
                ,                (4.7)
   Можно записать, как
                ,                (4.8)
   - радиус тороидального вихря.
   Для фотона справедливо следующее выражение:
                ,                (4.9)
   так как     .
   Представим  выражение (41) как:
                .                (4.10)
   Проведем несложные преобразования с использованием определения спина,
получим:
                ,                (4.11)
   Подставим (4.11) в (4.8), получим:
                ,                (4.12)
   Откуда окончательно получим:
                ,                (4.13)
   Из формулы видно, что спин частицы определяет только размеры радиуса вихря, но не влияет на фундаментальное соотношение радиусов тора .
   При спине  радиус вихря равен ,  это соответствует распаду вихря.  Если рассмотреть второй предельный  случай , то спин вихря частицы  не определен, то есть также соответствует распаду частицы.
   Поэтому можно записать фундаментальное неравенство проекций  скоростей с учетом спина:
                ,                (4.14)
   Только в этом диапазоне отношений проекций скоростей, любой  вихрь будет  являться относительно устойчивым тороидальным образованием, при этом спин частицы должен быть дробным без остатка, то есть соотношение скоростей      и    должно быть целочисленным.               
   Соответственно можно записать:
                ,                (4.15)
   где   - тепловая скорость частиц среды (в нашем случае амеров).
                и.                (4.16)
   Отсюда вытекают следующие фундаментальные свойства вихрей микромира:
Тепловая скорость частиц среды, всегда направлена по диагонали к выбранным координатам, имеет всегда конечное значение независимо от энергетического уровня организации материи. А, следовательно, постоянство скорости фотонов, определяемое тепловой скоростью амеров, строго регламентировано. То есть устанавливается жесткое однозначное соответствие между скоростью фотона и тепловой скоростью амеров, или:
                ,                (4.17)
Второе фундаментальное свойство говорит о том, что частицы среды всегда двигаются в керне вихря по винтовым линиям и никогда не могут двигаться строго по  направлениям осей Y  или X  .
Третье фундаментальное свойство говорит о том,  что отношение проекций скоростей   и   имеет целочисленное значение, что отражено величиной спина  вихрей. Это условие стабильности вихрей. Это же условие квантованности частиц (вихрей) микромира. Вот где заложен фундамент понятию «квантованности» (физики, назвав теорию квантовой, не смогли объяснить, почему она квантовая с физической точки зрения). В свою очередь стабильность вихрей микромира напрямую зависит от конфигурации микротрубок  вихря, замкнутых сами на себя или спина вихря. Луи де Бройль это выразил через волновое понятие «стоячие волны».
   Если обратиться к работе В.Н. Пакулина [10] по вопросу спина, то этот вопрос освещается оригинальным образом. Априори принимается (постулируется), что все элементарные частицы состоят из вихрей нейтрино, которые имеют спин равный, а затем из них, как в детской игре «Lego», «конструируются» все известные элементарные частицы. А далее, не раскрывая физической природы параметра спина частиц, спин вихрей нейтрино алгебраически переносится на все остальные элементарные частицы. Такой подход к вопросу о спине не дает новых знаний, а лишь окончательно запутывает процесс познания вихрей микромира.


Глава 5.  Структурное строение протона.

   Анализ орбитальных скоростей амеров (частиц среды) в теле вихря фотона и связь этих скоростей со скоростью движения самого фотона, показал, что собственная тепловая скорость амеров постоянная величина и равна:
                ,                (5.1)
   где   -  собственная тепловая скорость амеров,  [м/сек];
             -  скорость фотона света, [м/сек],
   Рассчитаем значение тепловой скорости амеров в теле вихря фотона:
                ,[м/сек];                (5.2)
   Как видно из формулы (5.1), значение собственной тепловой скорости амеров значительно выше скорости фотонов, и эта тепловая скорость амеров стабильна. Феномен стабильности скорости фотонов напрямую связан со стабильностью тепловых скоростей амеров эфира (жесткая однозначная математическая и физическая зависимость). В свою очередь, независимо от того, где амеры двигаются – в свободном пространстве или в теле вихря частиц, – они будут иметь постоянную собственную тепловую скорость, которая также будет определяться постоянством вращения самих вихрей амеров и т.д.
   Поэтому феномен постоянства скорости фотонов уходит в глубинную структурную иерархию материи.
   В этом заключается жесткая однозначная функциональная зависимость разных энергетических уровней организации материи.
   Исходя  из этого утверждения, рассмотрим динамическую задачу движения амеров по круговой орбите в теле вихря протона. Выбор вихря протона для этой задачи неслучаен, так как протон является основной стабильной  элементарной частицей, являющейся основой нашего макромира. Эта частица хорошо изучена и имеет вполне определенные значения.