О зарядах элементарных частиц

Со школьной скамьи, те, кто не прогуливал уроки физики, усвоили знание, и всю жизнь искренне верили в него, что электрон имеет заряд -1, протон +1, а нейтрон 0. Этот постулат позволил учёным объяснить зарядовую нейтральность атома. Так как протонов в атоме как правило больше электронов, то для того чтобы привести атом к нейтральному заряду потребовался такой странный конструкт как нейтрон, который не более чем через 15 минут, после выхода из атома, превращается в протон и электрон. Но, не смотря на эту неприятную мелочь, версия о зарядах очень логично объясняла, почему атом нейтрален, так как он якобы состоит из равного количества протонов и электронов, которые уравновешивают электрический заряд атома, а недостающая масса покрывается нейтронами. При этом авторы этой модели, очевидно, сами иногда прогуливали уроки физики, иначе бы они знали о том, что сквозь отрицательную сферу электронной оболочки атома положительное поле не может пройти, поэтому отрицательная сфера всегда остаётся отрицательной с наружи, сколько бы внутрь неё не вкладывать положительных зарядов, так как все электростатическое поле протонов замыкается на электронах и мимо них пройти на внешнюю сторону сферы никак не может. [1] Таким образом, нейтрон в этой схеме оказался лишним, но он так прижился в терминологии атомной физики, что расставаться с ним ни кто не собирается. Смею предположить, что он будет здравствовать ещё не одно десятилетие.

В 19 веке химики обратили внимание на то, что при электролизе ни когда не встречаются случаи переноса заряда дробного от некоторого минимального значения, который стали считать элементарным и наделили им электрон. Так электрон превратился в эталон элементарного электрического заряда и стал обозначаться -1. Но наука не стаяла на месте и принялась изучать магнитные свойства элементарных частиц, магнитный момент которых стали определять из выражения:

мю = k*е*h / 4пи*m

где
мю – наблюдаемый магнитный момент частицы, Дж/Тл;
мю(э) = - 928,477*10^(-26) Дж/Тл;
мю(р) = 1,4106*10^(-26) Дж/Тл;
k – коэффициент фактического заряда частицы;
е = 1,602*10^(-19) К – элементарный заряд по модулю;
h = 6,626*10^(-34) Дж*с – постоянная Планка;
m – масса частицы, кг;
m(э) = 9,1094*10^(-31) кг – масса электрона;
m(р) = 1,6726*10^(-27) кг – масса протона.

Откуда

k = 4пи*m*мю / е*h

k(э) = -1,001
k(р) = +2,793

Полученный результат говорит о том, что электрон действительно обладает единичным зарядом с небольшой поправкой в 0,1 %, а вот протон имеет заряд не +1, а +2,793, что выглядит весьма странно, так как нас учили совсем другому. И самое главное, заряд элементарной частицы, оказывается, может быть и дробным, а не обязательно целым.

Ещё интересней ситуация с нейтроном. Нейтрон по сути своей представляет собой вырожденный атом водорода, который образуется во время распада атомного ядра и имеет заряд равный – 1,913. Учитывая заряд электрона, в момент формирования нейтрона протон имеет заряд равный – 0,912. Т.е. он из положительно заряженной частицы неожиданно превращается в отрицательную, и приобретает при этом 3,704 отрицательного заряда.

Все эти метаморфозы с изменением и дроблением зарядов современная наука ни как не объясняет и старается этот вопрос публично не обсуждать.

Итак, анализ магнитных свойств элементарных частиц с высокой степенью уверенности позволяет утверждать:

1. Принятый на сегодня элементарный заряд фактически не является элементарным. Само понятие элементарного заряда бессмысленно, так как в природе могут существовать дробные заряды любой величины, в том числе и исчезающе малые.
2. Знак заряда протона не является постоянным и может меняться с положительного на отрицательный под воздействием внешних факторов.
3. Природа электрического заряда так на сегодня и не познана.

Возможно ответ, на вопрос: что представляет собой электрический заряд; следует искать в торовой модели элементарных частиц.

Предлагаемая торовая модель базируется на следующих постулатах:

1. Основным источником электрического заряда является нейтральный электрон.
2. Заряд протона является результатом комбинации отрицательных, положительных и нейтральных электронов, находящихся в его составе.
3. Заряд электрона может принимать любое значения от -1 до +1 единичного заряда.
4. Физический единичный заряд соответствует 1,001159652193 принятому в настоящее время. Иными словами он соответствует 1,60403028321*10^(-19) Кл. [2]
5. Плотность электрона определяется из выражения:

р = k*10^(4)*с^(2) = 8,9875519*10^(20) кг/м куб.
k -  коэффициент пропорциональности с аргументом 1 кг*с^(2)/м^(5)

Протон и электрон могут быть представлены в виде торов, со следующими характеристиками [3]:

Электрон:
Масса – 9,109*10^(-31) кг;
Комптоновская длина волны - 2,426*10^(-12) м;
Радиус тора по средней линии - 3,86*10^(-13) м;
Радиус сечение тора – 1,153*10^(-20) м;
Объём тора – 1,0129*10^(-51) куб. м.

Характеристики тора протона вычисляются из условия размещения внутри него 1836 электронов в свёрнутом виде спиралью Архимеда по плоскостям сечения тора. В этом случае площадь, которую занимает свёрнутый электрон определяется из выражения:

Sе = L(e) * 2r = 2,426*10^(-12) * 2 * 1,153*10^(-20) = 5,594*10^(-32) кв. м

Принимаем коэффициент заполнения площади на уровне 0,8, тогда площадь сечения протона для размещения в нём электрона равна Sp = 6,993*10^(-32) кв. м, откуда радиус сечения равен r = 1,492*10^(-16) м. Таким образом,  протон имеет следующие характеристики:

Масса – 1,6726*10^(-27) кг;
Комптоновская длина волны - 1,321*10^(-15) м;
Радиус тора по средней линии - 2,1*10^(-16) м;
Радиус сечение тора – 1,492*10^(-16) м;
Объём тора – 9,228*10^(-47) куб. м.

Электрон, судя по его характеристикам, представляет собой очень узкую трубку огромного диаметра в 1836 раз большего диаметра протона и в 12940 раз меньшего сечения.

Внутри этой трубки в виде двух потоков двигается некая материя [4]. Эти два потока перекручены между собой таким образом, что один поток вращается по часовой стрелке по ходу движения, а другой против. До тех пор пока оба потока уравновешенны по массе, заряд электрона нейтрален.

Если одно из направлений вращения материи исчезает, и весь поток внутренней материи электрона вращается только в одном направление, по часовой стрелке или против, электрон приобретает электрический заряд.

Если направление вращения полного потока совпадает с направлением вращения часовой стрелки, электрон приобретает положительный заряд +1. Если направление вращения полного потока материи противоположно вращению часовой стрелки, то электрон приобретает отрицательный заряд -1.

Но существуют ситуации, когда только часть потока меняет направление своего вращения, тогда в зависимости от соотношения масс оставшихся потоков устанавливается и соответствующий заряд электрона.

Так заряд протона составляет +2,793. Это означает, что в его составе два электрона с зарядами +1 не скомпенсированы, т.е. положительно заряженных электронов (позитронов) в составе протона на 2 больше чем отрицательных, и один нейтральный электрон приобрёл заряд +0,793, став частично позитроном.

Для того чтобы получился заряд равный +0,793, поток материи, который создаёт отрицательный заряд должен уменьшиться. Причём отрицательный поток является компенсатором для такого же объёма положительного потока. Поэтому, что бы получился итоговый положительный поток в 79,3 % от общего потока материи в электроне, оставшиеся 20,7 % потока должны быть суммой двух равных разновращающихся потоков. Иными словами отрицательный поток должен составлять 10,35%, а положительный соответственно 89,65 %. Итак перераспределение массы потоков с разными направлениями вращения с 50% до 89,65% в положительном направлении, и с 50% до 10,35% в отрицательном направлении приводит к тому, что электрон (позитрон) приобретает положительный заряд равный +0,793.

Аналогично происходит формирование дополнительного отрицательного электрона в момент образования нейтрона.

Заряд нейтрона равен –1,913. Заряд равный –1 вносится электроном, находящимся на нестационарной орбите протона. В результате суммарный заряд протона в момент выхода из ядра равен – 0,913, а до выхода из ядра он был соответственно +2,793. Следовательно, в момент разрушения ядра протон изменил свой заряд с +2,793 до – 0,913. Иными словами он приобрёл в это время 3,706 отрицательных зарядов. Три из них это нейтральные электроны, соответствующим образом, перешедших в состояние отрицательно заряженных электронов. Четвёртый нейтральный электрон приобрёл неполный отрицательный заряд путём вовлечения большей части положительного потока в противоположное направление вращения. В результате положительный поток снизился с 50% до 4,35%, а отрицательный соответственно увеличился с 50% до 95,65%

Таким образом, торовая модель в состоянии объяснить наличие не только дробных зарядов, но и их изменение под воздействием внешних факторов.

Также следует отметить, что торовая модель допускает наличие у протона не только положительного, но и отрицательного заряда, что экспериментально уже обнаружено, а также и нейтрального, который вероятно будет обнаружен в будущем.

Для того чтобы понять, как электрон значительно большего диаметра размещается в достаточно небольшом протоне необходимо принять допущение, что электрон является более древней формой материи по отношению к протону и в момент своего образования он формировался в условиях сверхвысоких плотностей материи. И хотя он уже изначально приобрёл форму тора, но эта форма была свёрнута в спираль Архимеда и в виде плоского диска разместилась в сечении протона.

Таким образом, протон собственно представляет собой не единое цельное тело, как это считается сегодня, а батарею из 1836 электронов упакованных в виде дисков спиралей Архимеда и вращающихся вокруг центра сечения тора протона.

В составе стабильного протона находится:
613 положительных электронов (позитронов) с зарядами +1;
611 отрицательных электронов с зарядами -1;
611 нейтральных электронов c зарядами 0;
Один электрон (позитрон) с зарядом  +0,793.

Суммарный заряд протона составляет  +2,793, при этом электроны располагаются в протоне симметрично по схеме:

+1, - 1, 0 , +1, -1, 0 ….





[1] Более подробно об этом см. http://www.proza.ru/2016/11/08/1677.

[2] Ошибка вычисления элементарного заряда связана с ошибкой определения числа Авогадро. Подробнее о числе Авогадро см. http://www.proza.ru/2019/03/26/1450.

[3] Более подробно об этом см. http://www.proza.ru/2019/03/25/1787

[4]  Анализ природы этой материи выходит за рамки настоящей статьи.