Мемуар Маллансона. Часть вторая

КВАРКИ

"…Но Виккор Маллансон никак не мог получить Темпоральное поле в 24-м веке. Ни он и никто другой. Тогда еще не существовало необходимой математической базы. Фундаментальные уравнения Лефевра могли быть выведены только после появления в 27-м Столетии работ Жана Вердье…

После того, как Поле было открыто, потребовалось почти триста лет, чтобы разработать соответствующую теорию, и за это время первоначальная установка Маллансона не претерпела никаких изменений или усовершенствований. Даже при беглом знакомстве с этой установкой становится ясно, что при ее создании были использованы уравнения Лефевра. Но если Маллансон знал о них или вывел их самостоятельно, что совершенно невозможно без работ Вердье, то почему он нигде не говорит об этом?..."

Айзек Азимов. "Конец Вечности".

В 1969 году Швингер предложил заменить кварки в адронах дионами, т.е. частицами, обладающими одновременно электрическим и магнитным зарядами. По его мнению, это позволяло решить сразу несколько проблем, до того считавшихся самостоятельными. Таковыми являются ненаблюдаемость магнитных зарядов в природе; универсальность электрического заряда частиц; дробность электрического заряда в унитарной классификации (что противоречит предыдущему положению); и нарушение СР-симметрии волновых функций адронов в радиоактивных распадах. Ненаблюдаемость магнитных зарядов в модели Швингера обеспечивалась их большой величиной, что не позволяло разделить магнитные заряды противоположного знака; универсальность электрического заряда – условием квантования Дирака; [1] дробность электрического заряда – тем, что данное условие требует, чтобы целым было только отношение электрического  и магнитного зарядов, но не сама их величина; нарушение СР-симметрии – тем, что во взаимодействии электрических и магнитных зарядов нарушается их четность.

[1. То есть условием взаимосвязанного квантования электрических и магнитных зарядов (см. 1-ю часть)].

Барионы в модели Швингера строились из трех дионов, а мезоны – из двух (точнее, из
диона и антидиона). При этом требовалось, чтобы суммарный магнитный заряд адронов был равен нулю (поскольку магнитные заряды не наблюдаются в нашей Вселенной), а суммарный электрический заряд – либо нулю, либо заряду электрона. Как показал Швингер, это требование можно выполнить только в том случае, если дионы обладают, как минимум, двумя разными значениями электрического и магнитного зарядов: (плюс/минус)1/3 и (плюс/минус)2/3. Аналогичным образом адроны строятся из кварков в унитарной классификации.

Модель Швингера привлекательна во многих отношениях, но она предсказывала такие значения электрических и магнитных дипольных моментов адронов, которые на порядок больше экспериментальных. Швингер решил эту проблему тем, что постулировал обмен дионов-фермионов тяжелыми дионами-бозонами. Последние должны были перезаряжать заряды  дионов-фермионов, что, по идее, должно вносить необходимые поправки в значения электрических и магнитных дипольных моментов адронов. [2] Но вопрос о правомочности такой поправки остался открытым.

[2. Здесь Швингер копировал схему слабого взаимодействия].

Более привлекательной в этом отношении выглядит модель Ченга, предложенная в 1972 году. В этой модели магнитные заряды являлись разновидностью кварков, которые, вместе с обычными электрическими кварками, составляли внутреннюю структуру адронов. Значения зарядов этих кварков были теми же, что и в модели Швингера (т.е. (плюс/минус)1/3 и (плюс/минус)2/3). Из этих кварков Ченг строил составные кварки в виде электрического кварка и магнитного антикварка, а также электрического антикварка и магнитного кварка, а уже из них – барионы и мезоны. Сегодня эта модель рассматривается как модификация модели Швингера.

Ченгу удалось устранить недостаток модели Швингера, но и его модель осталась невостребованной. Почему – не знаю. Полагаю, по той же причине, что и все работы, посвященные магнитным зарядам, – никто и никогда не наблюдал эти заряды в эксперименте. Большая величина этих зарядов (по отношению к заряду протона) не объясняет их ненаблюдаемость, поскольку энергии сегодняшних ускорителей вполне достаточно для выбивания их из адронов. Если конфайнмент обычных кварков еще можно объяснить увеличением силы цветового взаимодействия до бесконечности с увеличением расстояния между ними, то для магнитных зарядов эта возможность исключена. Если, конечно, не вводить цветовое взаимодействие еще и между ними. Сегодня считается, что для этого вполне достаточно введения его между обычными кварками.

Между тем, главный недостаток моделей Ченга и Швингера не в том, что они не смогли превзойти квантовую хромодинамику (далее КХД), а в том, что их дионы не имеют струнной структуры и не связаны дуальными отношениями. В 1-й части я показал, что магнитные заряды являются духами, "сидящими" на струнах электрических зарядов в неметричном струнном пространстве, [3] разделяющем нашу Вселенную и ее антивселенную. Такие заряды являются абелевыми (лептонными), они представляют дуальные взаимоотношения между нашей Вселенной и антивселенной, согласно которым, материя антивселенной является пространством нашей Вселенной и наоборот. Но эти заряды могут быть и неабелевыми (барионными), что представляет данные взаимоотношения в совершенно новом свете.

[3 .То есть, в пространстве струн, концевыми частицами которых являются электрические заряды. В системе отсчета нашей Вселенной оно "выглядит" как двухмерная неориентируемая гиперповерхность].

Как вы думаете, в чем заключается главная функция цвета? В наделении кварков дополнительным квантовым свойством, что позволяет им подчиняться статистике Ферми-Дирака? [4] В обеспечении обменного взаимодействия кварков и невылетания их из адронов? Правильно, и в том, и в другом. Но это еще не вся правда о цвете. Как я только что сказал, в моей модели материя антивселенной является пространством нашей Вселенной. Это означает, что антикварки участвуют в формировании данного пространства. А теперь вспомните, что антикварков в антибарионах ровно три, и что они фиксированы друг относительно друга цветовым взаимодействием. Это означает, что антикварки формируют измерения нашего пространства. [5] Антилептоны в моей модели не участвуют в этом формировании, поскольку их кварковая структура скрыта. [6]

[4. Статистика Ферми-Дирака – это статистика, определяющая поведение фермионов, т.е. элементарных частиц с полуцелым спином].
[5. Точно также наши кварки формируют измерения пространства антивселенной].
[6. Сегодня она развертывается только в сверхпроводниках и живых организмах. Обратите внимание: утверждая это, я фактически утверждаю, что лептонные кварки существуют, и имеют свои цветовые и ароматовые заряды. Гипотеза лептонных кварков принципиально важна для теории суперсимметрии, поскольку устраняет путаницу в классификации фундаментальных частиц. Кварки фундаментальны потому, что все их электрические заряды не нулевые, и из них можно строить любые заряды – ненулевые и нулевые].

Но если именно цвета кварков определяют измерения пространства, то это означает, что их может быть не только три, но и пять, и семь, и… так далее, вплоть до бесконечности. Или наоборот, и одно, и ни одного. Нужно лишь, чтобы кварки имели разные цвета, а сумма этих цветов была белой. То есть это физическая основа для существования пространств любого числа измерений. В видимой нами Вселенной реализовалось пространство трех измерений, но это еще не означает, что другие измерения невозможны. Просто сегодня мы их не видим, это не позволяет нам сделать наша физическая природа. Или они являются свернутыми…

Таким образом, цветовые заряды кварков в моей модели представляют измерения пространства дуальных вселенных. А для придания им такого статуса нужно всего лишь постулировать, что они имеют дополнительное топологическое свойство, которое предполагает полное равноправие данных зарядов и, вместе с тем, их различие – такое же, как у разных измерений пространства. Наглядно его можно представить себе как то, что силовые линии полей цветовых зарядов не расходятся во все стороны, как у обычных электрических зарядов, а параллельны друг другу (как в плоском конденсаторе). Поля разных зарядов перпендикулярны друг к другу, но не взаимодействуют, а пронизывают друг в друга, как разные измерения пространства. [7] Реальные поля не могут вести себя подобным образом, но поля цветовых зарядов кварков (которых никто и никогда не наблюдал в эксперименте) вполне могут. Хотя бы потому, что объясняют мою интерпретацию антикварков как измерений пространства нашей Вселенной.

[7. Поскольку все струны изолируют свои внутренние (в данном случае цветовые) поля друг от друга].

Впрочем, статус цветового взаимодействия кварков в таком предположении нужно еще уточнить. Дело в том, что понятие кварков, как дробных электрических зарядов, возникло в унитарной классификации адронов еще до появления КХД. Никакого цвета [8] в ней тогда еще не было, необходимость в нем возникла только после открытия в 1964 году омега-гиперона – резонансной частицы, состоящей из трех тождественных кварков, находящихся в одинаковых спиновых состояниях. Это противоречило квантовой статистике, не разрешающей нескольким частицам с полуцелым спином находиться в одном квантовом состоянии. В 1965 году Боголюбов, Струминский и Тавхелидзе [9] нашли объяснение этому факту: они утроили число состояний каждого кварка, приписывая ему новое квантовое свойство – цвет. Это решало проблему омега-гиперона, но создавала новую, поскольку объяснение цвета не следовало из унитарной классификации. Практически сразу возникла идея глюонов, как обменных квантов цветового взаимодействия кварков, устраняющая эту проблему. Но только в 1973 году [10] идея глюонов была узаконена в КХД.

[8. И даже кварков! Они только предсказывались этой классификацией, но большинство их отрицало].
[9. И, независимо, Намбу, Ханом и Миямото].
[10. После открытия в КХД асимптотической свободы  кварков т'Хоофтом и Политцером, а также Гроссом и Вильчеком. В этом же году Гелл-Манн, Фритч и Лейтвиллер сформулировали ее в современном виде].

Унитарная классификация строилась на основе изоспиновой классификации, в которой, для объединения адронов в изоспиновые мультиплеты, "выключили" электромагнитное взаимодействие в абстрактном изоспиновом пространстве. [11] Примерно также поступили и в унитарной классификации – в ней "выключили" изоспиновое взаимодействие в более конкретном барионном пространстве. И все бы закончилось к общему удовольствию, если бы не я со своей поправкой: "выключение" изоспинового взаимодействия равносильно обратному "включению" электромагнитного взаимодействия. А поскольку унитарная симметрия мощнее изоспиновой симметрии, то она должна была еще и изменить это взаимодействие. Вот она и "включила" не только абелевое, а еще и неабелевое взаимодействие, расширяющее топологию электромагнитного взаимодействия. Это привело к таким внутренним цветовым зарядам адронов, [12] константа взаимодействия которых на три порядка превышает константу внешних абелевых электрических зарядов. [13] Обмен кварков цветовыми глюонами – это и есть такое взаимодействие. А без абелевых электрических зарядов неабелевые цветовые заряды не существовали бы. [14]

[11. Поскольку ядерное взаимодействие адронов крайне слабо зависит от этого взаимодействия].
[12. Находящихся во внутреннем пространстве этих адронов].
[13. Потому что энергия этого взаимодействия равна энергии цветового взаимодействия, а дробление белого цветового заряда барионов на три цвета втрое увеличивает порядок силы цветового взаимодействия. Первый порядок дробления бесцветного цвета делит его на белый цвет и белый антицвет. Этот порядок совпадает с порядком абелева электромагнитного взаимодействия. Подчеркиваю: белый цветовой и целочисленный электрический заряды эквивалентны в том смысле, что имеют одинаковый порядок силы взаимодействия. Но наличие белого заряда у электрически нейтральных частиц показывает, что они неэквивалентны. Белые заряды и антизаряды различают барионы и лептоны, антибарионы и антилептоны].
[14. Потому что это объединенное Великое взаимодействие (электро-слабо-цветовое) с нарушенной симметрией, т.е. объединенное электро-слабое взаимодействие. Существует еще одно объединенное взаимодействие, в котором электромагнетизм и цвет явно работают в паре – ядерное].

Прежде чем продолжить, напомню физику эффекта Мейснера, [15] в котором внешнее магнитное поле наводит токи в поверхностном слое сверхпроводника. При этом внутри сверхпроводника создается магнитное поле, силовые линии которого ориентированы навстречу силовым линиям внешнего поля. В результате внешнее поле изменяет свою конфигурацию [16] и переходит в состояние с более высокой энергией. Если она не превышает энергию разрушения сверхпроводящей фазы электронов, то такая конфигурация внешнего поля устойчива. При этом энергию сверхпроводящей фазы можно рассматривать как энергию фононов, связывающих в пары куперовские электроны. В свою очередь, внешнее магнитное поле можно рассматривать как калибровочное поле, квантами которого являются калибровочные бозоны – фотоны. То есть поле фононов, сохраняя несимметричное состояние сверхпроводящей фазы, заставляет поле фотонов перейти в состояние с большей энергией и ограниченным радиусом действия. А ограниченный радиус действия калибровочных бозонов в  квантовой теории поля (далее КТП) рассматривается как их масса покоя.

[15. То есть выталкивания магнитного поля из сверхпроводника при критической температуре. В основе этого эффекта лежит механизм Хиггса, т.е. механизм нарушения внутренних симметрий частиц].
[16. То есть огибает сверхпроводник].

На самом деле масса фотонов внешнего магнитного поля сверхпроводника – это не масса, а динамическая (эффективная) энергия фотонов, сосредоточенная возле поверхностного слоя данного сверхпроводника. Массивны они потому, что привязаны к молекулам этого слоя. Ясно, что к этим же молекулам привязаны и фононы, которых "проглатывают" эти фотоны. Фононы естественным образом привязаны к молекулам, поскольку являются квантами их теплового движения, а механизм привязки к ним фотонов можно рассматривать как вынужденное электромагнитное излучение. [17] В общем случае вынужденное излучение обходится без внешнего магнитного поля, но всегда связано с фононами вещества, которые формируют его метастабильные уровни энергии. На этих уровнях накапливаются вынужденные фотоны, которых можно рассматривать как один массивный квазифотон. Квазифотоны туннелируют между метастабильными уровнями энергии, в чем активно участвуют фононы. Благодаря квазифотонам поддерживается тепловое равновесие вещества с внешним (спонтанным) электромагнитным излучением.

[17. В отличие от спонтанного излучения, это излучение дольше задерживается в материи, будучи поглощенным ей].

Другой пример массивных фотонов, более близкий к КХД, дает стандартная модель (далее СМ), [18] согласно которой в симметричном состоянии цветового взаимодействия кварки не имеют массы, но при нарушении этой симметрии они обретают динамическую массу. Специфика последней в том, что масса адронов не зависит от масс составляющих их кварков и сохраняется при устремлении этих масс к нулю. Это можно объяснить тем, что при нарушении симметрии цветового взаимодействия кварки барионных струн не получают эту массу, а с помощью глюонов привязывают ее к оболочкам адронов, как и в эффекте Мейснера. Кварки – это струнные частицы, поэтому не могут иметь массу покоя, но они могут управлять ей в адронах.

[18. Точнее, стандартная модель элементарных частиц и взаимодействий].

Правда есть у меня и более интересное объяснение. В 1-й части (в 25-й сноске) я рассматривал релятивистскую природу пространства-времени нашей Вселенной, которая состоит из внешних и внутренних наблюдателей. Внешние наблюдатели всегда находятся в своих личных центрах пространства-времени Вселенной и всегда покоятся относительно своих внутренних наблюдателей. При достижении внутренними наблюдателями светового барьера [19] в их системах отсчета ничего не изменится, но в системах отсчета внешних наблюдателей будет регистрироваться остановка времени внутренних наблюдателей и бесконечность их энергий, хотя их массы при этом не изменятся. А поскольку в моей модели материя нашей Вселенной является пространством антивселенной (и наоборот), то это означает, что внутреннее пространство наших адронов совпадет с пространством антивселенной. [20] Это подразумевает, что сохранение массы адронов нельзя приписывать кваркам, какую бы массу они не имели – нулевую или бесконечную, – поскольку ее уже сохраняет релятивистская природа внутреннего пространства этих адронов. [21]

[19. То есть скорости света, из-за ускоренного движения этих наблюдателей].
[20. Струнное пространство этому не мешает, иначе струны не связывали бы дуальные вселенные].
[21. Правда здесь переставлены местами световой барьер (бесконечная энергия конфайнмента кварков) и центр внутреннего пространства наших адронов (нулевая энергия асимптотической свободы кварков). Более того, здесь внешний наблюдатель находится в пространстве нашей Вселенной! Но это как раз и объясняет все перестановки – в данной ситуации внешний наблюдатель должен находиться в центре антивселенной].

В связи с этим интересно проследить, как у адронов возникает такая масса. Напоминаю, что релятивистский дефект массы имеет ту же динамическую природу, что и в эффекте Мейснера, поскольку является неаддитивным. [22] Так вот, в моей модели классическая масса также имеет эту природу, поскольку может уменьшаться или увеличиваться. Причем я имею в виду массу не макроскопической материи, которая изменяется только за счет дефекта массы, а массу самих элементарных частиц, для которых дефект массы считается невозможным. [23] Такой феномен пока не известен, но в определенных условиях его можно создать. Я не буду рассматривать его здесь, чтобы не затягивать повествование. Хочу только еще раз напомнить, что все элементарные частицы, включая адроны, имеют свою неповторимую массу, которая имеет динамическую природу. Далее я покажу эту природу, а пока объясню, как она возникает.

[22. Неаддитивность релятивистской массы означает, что ее нельзя определить однозначно, поскольку ее величина зависит от взаимного направления силы и скорости. При изменении одной только скорости величина этой массы не изменяется. Увеличение релятивистской массы при увеличении ее скорости – это заблуждение, отголосок теории электромагнитной массы (далее ТЭМ), популярной два столетия назад и почти забытой сегодня. Понятие электромагнитной массы ввел Томсон в 1881 году].
[23. И это не аннигиляция элементарных частиц и античастиц, поскольку в нем исчезает масса двух частиц, превращаясь в энергию фотонов (т.е. это тот же дефект массы). Я имею в виду изменение массы только одной частицы, без передачи энергии другим частицам].

Хорошо известно, что если в соленоид с двумя обмотками подать встречные разности потенциалов, то его магнитные поля запрут оба тока и самих себя. [24] Кроме того, хорошо известно, что все элементарные частицы, движущиеся со скоростью, меньшей скорости света, имеют массу, настоящая природа которой пока не известна. [25] Менее известно то, что все гипотетические элементарные частицы, движущиеся со скоростью, меньшей скорости света, и имеющие встречные магнитные заряды, также имеют массу, настоящая природа которой также не известна. Так вот, если взять две такие элементарные частицы, то при соответствующем взаимодействии они образуют нейтральную частицу. А теперь два вопроса: не является ли масса наших элементарных частиц именно такой частицей, построенной из двух нейтрализованных магнитных зарядов? [26] И не являются ли ароматы адронов такой квантованной массой, которая их различает? Хотя бы потому, что любая масса не обнаруживает себя напрямую – ее нельзя увидеть, услышать, понюхать, пощупать и даже взвесить! [27]

[24. Такими экспериментами я занимался лет тридцать назад. Жалко, что не было возможности проводить их со сверхпроводящими соленоидами. Потому что магнитные поля, гасящие друг друга, – это та же кривизна пространства-времени! То есть эти заряды создают не массу, а гравитационное поле. Массой являются токи этих зарядов. Так что кое в чем Томсон был прав (см. 22-ю сноску)].
[25. Существуют только гипотезы, а в рабочих теориях она играет роль произвольного параметра].
[26. Этот вопрос можно задать шире: а не являются ли наши элементарные частицы, имеющие электрические заряды, и гипотетические элементарные частицы, имеющие магнитные заряды, массами друг для друга?]
[27. Потому что взвешивается не сама масса, как таковая, а воздействие на нее гравитационного или инерционного поля, т.е. ее вес].

В [1] я ввел концепцию струн Томсона, связывающих лептоны нашей Вселенной с лептонами ее антивселенной. Концевые частицы этих струн непрерывно обмениваются вселенными с одновременным превращением друг в друга, что можно рассматривать как колебания этих струн между этими вселенными. Такие колебания происходят в струнном пространстве, разделяющем нашу Вселенную и антивселенную. Там же в 1-й части я показал, что на каждой струне Томсона "сидят" два абелевых магнитных заряда с противоположными знаками, обеспечивающие дуальную структуру моего Мультиверса [28] в виде лептонных струн Дирака. Сейчас я могу уже сказать, что эти струны могут быть не только лептонными, но и барионными. [29] Именно эти струны, концевыми частицами которых являются нейтрализованные магнитные заряды, создают гравитационные поля и массы концевых частиц струн электрических зарядов.

[28. Так я называю мою систему взаимосвязанных вселенных. Это не многомировая интерпретация квантовой механики Эверетта, поскольку у него другие вселенные являются другими вариантами истории нашей Вселенной с одинаковой физикой и геометрией, а у меня они имеют разную физику и геометрию].
[29. Концевые частицы барионных струн в нашей Вселенной имеют кварковую структуру, а в антивселенной – антикварковую. Кроме того, в моей модели струны Томсона могут быть и бозонными, т.е. связывающими фотоны с антифотонами, и мезоны с антимезонами].

Вот тут-то и обнаруживается настоящая ценность моделей магнитных зарядов Швингера и Ченга. То, что при взаимодействии электрических и магнитных зарядов нарушается их четность, вполне можно рассматривать как нарушение симметрии этого взаимодействия, наделяющее электрические заряды массой покоя. Причем не случайно в нем фигурирует пара магнитных зарядов с противоположными знаками – один заряд не может создать массу, поскольку не может один колебаться между вселенными. В моей модели это условие выполняется для магнитных зарядов в виде струнных токов неметричной индукции  [30] (см. 1-ю часть, Приложение 1). В этот момент струны электрических зарядов находятся в открытом состоянии, [31] когда они не могут колебаться между своими вселенными и создавать чью-либо массу; а струны магнитных зарядов – в замкнутом состоянии (см. 1-ю часть, 43-ю сноску), когда они могут колебаться между своими вселенными. Причем массы концевых частиц открытых струн создают внутренние электрические токи замкнутых струн, а гравитационные поля этих частиц – магнитные поля этих токов. [32]

[30. Они же колебания концевых частиц струн между вселенными].
[31. То есть их концы находятся в дуальных вселенных].
[32. Обратите внимание: на каждом конце барионной струны Томсона, по идее, должны "сидеть" две пары нейтрализованных магнитных зарядов, а на лептонной струне их не должно быть. Далее я объясню, что к чему, а пока только скажу, что лептоны и барионы имеют свои гравитационные поля и массы].

В связи с этим хочу ненадолго вернуться к ТЭМ. Дело в том, что в ней формулы энергии и импульса поля движущегося электрона содержат классическую зависимость электрической постоянной от скорости, которая вносит в эти формулы сопротивление. А сопротивление – это та же динамическая масса, по крайней мере, в индукции токовых электронов. Причем в ТЭМ при увеличении скорости электронов их электромагнитная масса должна возрастать по законам, похожим на законы специальной теории относительности (далее СТО). Это означает, что масса всех элементарных частиц имеет сугубо электромагнитную природу, даже если они не имеют электрического заряда. Но это противоречит законам СТО, согласно которым, масса этих частиц постоянна во всем возможном диапазоне скоростей – от нулевой до световой. При этом изменяется только  их энергия по закону, утверждающему недостижимость скорости света. Это означает, что сохранение массы элементарных частиц является не только запретом на пересечение ими светового барьера, но и условием их классического существования в пространстве-времени нашей Вселенной.

Так вот, ТЭМ не учла квантовую природу элементарных частиц, которые не движутся по классическим траекториям, а перескакивают неметрично из одной точки пространства-времени нашей Вселенной в другую точку. В неметричном состоянии не может быть сопротивления движению частиц, поскольку в моей модели такое состояние обобщает состояние сверхпроводимости. Струнные токи неметричной индукции в замкнутых струнах [33] – это и есть такое движение. Я связал это движение со спинорами, т.е. сложениями вращений. [34] В моей модели они являются струнной частью открытых струн электрических зарядов (т.е. струнами без концевых частиц), на барионных концах которых "сидят" пары магнитных зарядов в замкнутом струнном состоянии, создающие гравитационное поле и массу электрических зарядов. Это означает, что электромагнитная масса действительно существует и действительно в виде индукции. Разница в том, что в ТЭМ эта индукция метричная, а в моей модели – неметричная (см. 1-ю часть, Приложение 1), поскольку ее источник находится в неметричном струнном пространстве. [35]

[33. И в них же частицы превращаются в античастицы с одновременным обменом вселенными].
[34. Такие вращения предельно релятивистские, поскольку на скорости света любое поступательное движение превращается во вращение. К примеру, излучаемые или поглощаемые фотоны в моей модели вращаются, а свободного состояния у них нет. Есть материальные ловушки, измеряющие эти фотоны на их "траекториях"].
[35. Такая трактовка спиноров отвечают на все безответные вопросы Фейнмана, которые он задает ТЭМ. Например, почему в этой теории масса имеет числовые коэффициенты, а в СТО – нет? Потому, что метричной электромагнитной массы не существует.
А помните, как я заменил кварковое управление массой адронов релятивистским "управлением" внутренних пространств этих адронов? Сейчас я могу уже сказать, что массой адронов релятивистски управляют внутренние токи замкнутых струн ("сидящих" на открытых струнах), и управляют (неметрично) именно во внутренних пространствах адронов. Гравитационное поле этой массы слепо следует за ней (метрично) во внешних пространствах нашей Вселенной и ее антивселенной].

Спиноры могут моделировать спины элементарных частиц, но не наоборот. Как я уже сказал, они являются струнной частью открытых струн. Это подразумевает, что кварки адронов не имеют спинов и КХД допускает ошибку. Внутреннее пространство барионов существенно отличается от обычного пространства-времени, а обычные спины могут существовать только в обычном пространстве-времени. Во внутреннем пространстве барионов должны существовать более универсальные объекты – спиноры. Напоминаю, что унитарная классификация решила проблему омега-гиперона тем, что ввела понятие цвета, утраивающего количество состояний кварков. Но Гринберг предлагал (в 1964) и другое решение – парастатистику, разрешающую нескольким фермионам одновременно находиться в одном квантовом состоянии. Отказались от нее потому, что статистика фермионов опирается на фундаментальные представления о пространстве, времени и причинности, от которых пришлось бы отказаться во внутреннем пространстве барионов при переходе к парастатистике. Но, отказываясь от нее, КХД всего лишь математически оправдывает замену внутренних неметричных пространств барионов их внешними метричными пространствами. В моей модели это пространство неметрично, поэтому в нем невозможны обычные спины, но вполне возможна парастатистика.

Правда сегодняшняя физика сопоставляет спинам не спиноры, а кручение, но это не совсем так. Дело в том, что когда Картан (в 1922) предсказал кручение, а Паули (в 1924) – спин, [36] то сразу же стало ясно, что спин является источником кручения, поскольку Картан еще тогда связал кручение с внутренним угловым моментом материи. [37] Более того, при появлении (в 1956) калибровочных теорий гравитации это предложение было даже доказано! [38] Но прошли годы, а кручение так и не было обнаружено. В моей модели это объясняется тем, что оно находится во внутреннем пространстве элементарных частиц, а значит не наблюдаемо. На самом деле кручение продолжается не только в спины, но и в спиноры, поскольку оба являются разновидностью последних. При свертывании спиноров спины и кручение тоже свертываются, [39] из чего автоматически следует, что кручение является "вторичным" источником спина. [40] От кручения Картана оно отличается тем, что мое кручение неметрично, а его – метрично.

[36.  В 1925 Уленбек и Гаудсмит открыли спин экспериментально].
[37. То есть искать его было нужно во внешнем пространстве элементарных частиц].
[38. Еще одна причина для объявления спина источником кручения в физике времен Картана – это полное отсутствие в ней струн. Без них невозможно догадаться, где нужно искать кручение. А в сегодняшней физике нельзя догадаться потому, что в ней нет моих струн, связывающих элементарные частицы, и дуальных свойств этих струн].
[39. Поскольку являются единой струной. Свертывание струн – это их замыкание].
[40. "Первичным" источником является спинор].

В моей модели три вида кручения: первый вид – это токи голых цветовых зарядов во внутреннем пространстве барионов (или кварковых мешков [41]), т.е. взаимодействие кварков и глюонов, удерживающее их внутри данного пространства. [42] Второй вид кручения – это токи, нейтрализующие цветовые заряды. [43] В отличие от первого вида, это кручение уже выходит за пределы внутреннего пространства барионов. Во внешнем пространстве этих барионов (т.е. в пространстве нашей Вселенной) оно превращается в спин элементарных частиц, а во внутреннем пространстве этих барионов – в измерения пространства-времени антивселенной. Третий вид кручения – это токи, нейтрализующие спины барионов, т.е. кривизна пространства-времени нашей Вселенной. Первые два   вида кручения принадлежат одной открытой струне, а третий вид – замкнутой струне, "сидящей" на первой струне. Именно третье кручение замкнутой струны играет роль гравитационного поля концевых частиц открытой струны. [44] При колебаниях этих струн между вселенными они обмениваются своими состояниями (замкнутыми и открытыми) и видами кручения. [45] [46]

[41. См. Приложение 2].
[42. В моей модели цветовые заряды (они же кватернионы, они же ориентируемые точки) можно рассматривать как те же внутренние угловые моменты материи Картана, только неметричные].
[43. Как и магнитные поля соленоида с двумя обмотками и встречными токами (только здесь "соленоиды" с тремя "обмотками"). Их различают взаимодействия: первое – цветовое, а второе – электромагнитное].
[44. Роль массы этого поля играют токовые цветовые заряды].
[45. Обратите внимание: лептонные и барионные открытые струны получают разные гравитационные поля. Первые – абелевые встречные магнитные поля, а вторые – неабелевые встречные цветовые поля].
[46. И еще раз обратите внимание: цветовое взаимодействие в моей модели дуально квантовой гравитации (как в теории струн), что можно рассматривать как расширение понятия "объединенное взаимодействие". Разница в том, что в данном случае фигурируют не два фундаментальных взаимодействия, одно из которых входит в другое в одной и той же вселенной; а одно и то же фундаментальное взаимодействие, имеющее два разных "лица" в двух дуальных вселенных. Энергия таких "объединенных взаимодействий" меньше, чем в обычных объединенных взаимодействиях. Они возникают только в дуальных вселенных].

А теперь установим топологическую природу ароматов кварков. Ведь если цветовые заряды этих кварков имеют такую природу, а их ароматы являются участниками неабелева электромагнитного взаимодействия, то никакую другую природу, кроме топологической, они не могут иметь. Но к формированию измерений пространства они не могут быть причастны, поскольку их уже формируют цветовые заряды кварков. Поэтому я постулирую, что ароматовые заряды кварков причастны к формированию измерений времени. А поскольку я выше показал, как можно связать их с магнитными зарядами, то они действительно могут быть участниками неабелева электромагнитного взаимодействия. Правда время нашей Вселенной одномерно, тогда  как кварки в ее нуклонах имеют два аромата - u- и d-. Но это не составит проблемы, поскольку ароматы кварков не формируют измерения времени, а маркируют его направление. Измерения времени формирует изменение ароматов. [47]

[47. Физическим свойством цветных зарядов является утроение барионных концов струн, превращение их в симметричные, качественно различные и взаимопроникающие части, что проявляется увеличением на три порядка силы цветного взаимодействия. Геометрическим аналогом этого утроения является симметричность трех измерений пространств двух дуальных вселенных для покоящихся в них макроскопических тел. Точно также физическим свойством ароматных зарядов является нарушение симметрии цветного взаимодействия, что проявляется в непрерывной перезарядке их ароматов (она является механизмом физического времени). Геометрическим аналогом такого нарушения является несимметричность измерений пространств двух дуальных вселенных для движущихся в нем макроскопических тел. То есть, в моей модели нет отдельных измерений времени, время каждой вселенной существует только в связи с измерениями ее пространства. Нарушение симметрии измерений пространства для движущихся в нем тел – это и есть такое время. Ясно, что оно относительно (поскольку зависит от систем отсчета), но только внутри метричных пространств. Во внутреннем пространстве барионов это время уже неметрично. Именно оно является физическим].

В связи с этим хочу напомнить некоторые положения моей модели, которые я изложил в 1-й части. Во-первых, наша Вселенная и ее антивселенная движутся во времени навстречу друг другу. При этом прошлое нашей Вселенной, которое мы воспринимаем как ее пространство, является будущим для антивселенной и наоборот, будущее нашей Вселенной является прошлым для антивселенной и ее пространству. Моменты настоящего обеих вселенных соприкасаются на границах их будущего. Во-вторых, материя антивселенной является пространством нашей Вселенной и наоборот. Из всего этого следует, что будущее нашего временного кольца [48] является для ее материи массовым полем, из которого наши частицы "черпают" свои массы. Точно также будущее временного кольца антивселенной является для ее материи массовым полем, из которого ее частицы "черпают" свои массы.

[48. Напоминаю, что первый уровень Мультиверса состоит из нашей Вселенной и ее антивселенной, а следующий уровень – это наше временное кольцо, состоящее из  шести поколений кварков. Все они находятся на двух встречных временных линиях, все делятся на вселенные и антивселенные, все контактируют со струнным пространством. И все они замкнуты в одно временное кольцо, в котором различия между ними относительны. В том числе массы элементарных частиц].

Все, что я сейчас сказал, так или иначе я говорил в 1-й части, только по конкретным поводам, не связывая все вместе. А повторил я это затем, чтобы связать со следующим фактом: c каждым новым ароматом у кварков u-, d-, s-, c-, b- и t- [49] последовательно увеличивается масса покоя. Это означает, что ароматы маркируют не только видимые нами моменты настоящего, но еще и другие моменты, продолжающие их цепочку в будущее нашей Вселенной. Обнаруживается это тогда, когда адроны в ускорителях выбиваются из будущего нашего направления времени. Кроме того, существование тяжелых родственников электрона – мюона и таона – говорит о том, что в будущем нашей Вселенной развертываются другие вселенные, обладающие таким же полноценным трехмерным пространством, как и наше. И, наконец, из того, что будущее антивселенной совпадает с пространством нашей Вселенной, следует, что за ее световой границей существуют другие пространства, в которых частицы, образующие их материю, имеют что-то вроде ароматов наших кварков, маркирующих их моменты настоящего.

[49. u – верхний кварк, d – нижний, s – странный, c – очарованный, b – прелестный, t – истинный].

Вот тут-то и оказывается, что масса покоя элементарных частиц, как релятивистская масса, имеет временнyю природу. Это следует из того, что в нашем временном кольце   элементарные частицы будущих поколений кварков последовательно увеличивают свою массу, [51] а элементарные частицы прошлых поколений уменьшают ее. Точнее, в своих вселенных все эти частицы имеют такие же массы, как и в нашей Вселенной, а увеличение или уменьшение этих масс, которые они получают в нашей Вселенной, отражает энергию промежутка времени, отделяющего основное состояние этих частиц от их состояния в нашей Вселенной. Ясно, что такие массы являются релятивистскими. Фиксация их в поколениях – это следствие их квантования на временных линиях, а их артефактные состояния в нашей Вселенной – это подтверждение их релятивистской природы. В этом и состоит смысл ароматов кварков как маркеров направления времени и удаленности этого времени от нашей Вселенной.

[51. По отношению к нашему поколению].

Таким образом, моя модель снимает проблему происхождения поколений элементарных частиц. В СМ все фундаментальные частицы делятся на три поколения: в первое входят u-кварк, d-кварк, электрон и электронное нейтрино; во второе – s-кварк, c-кварк, мюон и мюонное нейтрино; а в третье – b-кварк, t-кварк, таон и таонное нейтрино. СМ не может объяснить это деление; в моей модели оно является следствием лептонной и барионной структуры частиц, а также квантования их масс в будущем и прошлом нашей Вселенной и ее антивселенной. В рамках этой структуры все частицы одного поколения оказываются взаимосвязанными, а в рамках этого квантования они оказываются распределенными по разным моментам настоящего нашего временного кольца. [52]

[52. Такая классификация частиц в моей модели, вообще говоря, некорректна, поскольку в нее нужно отбирать либо элементарные (т.е. барионы и лептоны), либо фундаментальные (т.е. барионные и лептонные кварки) частицы. А поскольку замкнутые струны в моей модели, создающие гравитационное поле и массу концевых частиц открытых струн, "сидят" не на кварковых струнах, а на струнах элементарных частиц, то корректную классификацию нужно строить именно из элементарных частиц].

А сейчас я хочу рассмотреть еще один вид струн, теснейшим образом связанный с физическим временем. В 1-й части я сказал, что когда Швингер анализировал модель магнитного заряда Дирака, то обнаружил, что если струна не одна, то изменяется  характер квантования ее концевых зарядов – величина магнитного заряда возрастает пропорционально количеству струн. Это открытие Швингера радикально изменяет ситуацию в КХД, поскольку в такой же мере относится к электрическим зарядам. Оно подразумевает, что могут существовать и такие струны, которые связывают барионы нашей Вселенной с лептонами антивселенной (и наоборот). А именно, в них три кварковых струны бариона нашей Вселенной сливаются в одну лептонную струну антивселенной (и наоборот). Нужно только постулировать, что кварковая структура лептонных концов этих струн скрыта из-за нарушения симметрии между лептонами и барионами. Назовем такие струны лебарионными или просто лебарионами. [53]

[53. В 32-й сноске я говорил, что на барионных струнах Томсона "сидят" две пары магнитных зарядов, а на лептонных струнах их вообще нет. Сейчас я могу уже сказать, что лебарионные струны существуют только во временном кольце, а барионные и лептонные струны Томсона – только в его поколениях. Эти струны строятся из половинок лебарионных струн, поэтому и создается такая иллюзия. На самом деле замкнутые лебарионные струны "сидят" на барионных концах открытых лебарионых струн, а остаточная абелева гравитация передается с замкнутых струн на лептонные концы открытых струн (см. 43-ю сноску)].

Подчеркиваю: любой лептон нашей Вселенной можно связать струной с соответствующим барионом антивселенной, и наоборот. То есть различие между лептонами и барионами относительно – оно определяется тем, в какой вселенной находятся концы струн, формирующих данный лептон и данный барион. В той вселенной, в которой эти концы сжимаются в одну струну, в той этот заряд становится лептоном. И наоборот, в той вселенной, в которой эти концы различимы, в той этот заряд становится барионом. При этом все лептоны и барионы обеих вселенных связываются струнами в единые лебарионные струны, различающиеся только тем, в какой вселенной находятся лептонные и барионные концы этих струн. [54]

[54. Лебарионные струны, а также лептонные и барионные струны Томсона – это следствие нарушения симметрии промежуточных струн, в которых лептонные и барионные кварки полностью равноправны. Точнее, это два нарушения: сначала от промежуточных струн отделяются лебарионные струны, а затем от последних отделяются струны Томсона. Лебарионные струны представляют симметрию лептонов и барионов, частиц и античастиц, а струны Томсона – только частиц и античастиц. Первой симметрии я дал аббревиатуру LBCPT (L – лептоны, В – барионы, С – электрический заряд, Р – четность, Т – время), а второй – LCPT и BCPT. СРТ-симметрия – это главная симметрия КТП. Сегодня в ней не выделяют лептонную и барионную СРТ-симметрию, поскольку в ней нет струн Томсона. По этой же причине в ней не выделяют лебарионную CPT-симметрию, поскольку в ней нет лебарионных струн. Промежуточные струны имеют энергию Великого объединения, а лебарионные струны – энергию электро-слабого объединения].

Прежде чем построить конкретные лебарионы, хочу уточнить один вопрос. Дело в том, что встречный характер времени нашей Вселенной и ее антивселенной должен, по идее, разрывать связывающие их струны, когда энергия их натяжения достигает предела. А поскольку концевые частицы этих струн имеют кварковую структуру, то конфайнмент кварков запрещает такой разрыв в реальном пространстве-времени. Но не запрещает распад на дочерние струны, уменьшающий энергию их натяжения. В моей модели это не так из-за особой структуры Мультиверса. Во-первых, лептонные и барионные струны Томсона не выходят за границы моментов настоящего своих вселенных и антивселенных, а значит не растягиваются и не рождают дочерние струны. А во-вторых, лебарионные струны в моей модели могут растягиваться, не разрываясь, поскольку в моей модели временные линии всех вселенных и антивселенных замкнуты во временное кольцо, в котором предел их растяжения ограничен и достижим.

Так вот, если электрон существует в нашей Вселенной, то для образования лебарионной струны протон должен быть связан с позитроном антивселенной. [55] И наоборот, поскольку протон существует в нашей Вселенной, то электрон должен быть связан с антипротоном антивселенной. [56] А поскольку протон и позитрон, электрон и антипротон имеют одинаковые знаки электрических зарядов, то при переходах из одной вселенной в другую они должны сохранять эти заряды, вопреки тому, что СРТ-теорема говорит о зарядовом сопряжении частиц и античастиц (см. 54-ю сноску). Объясняется это тем, что в лебарионах превращаются друг в друга одновременно не только частицы с античастицами, но еще и лептоны с барионами, [57] поэтому к последним эта теорема неприменима. Но она применима к антисимметричным лебарионам, [58] в рамках которых могут существовать лептонные и барионные струны Томсона. А поскольку в моей модели концевые частицы антисимметричных лебарионов переходят между вселенными только синхронно, [59] то СРТ-теорема в ней выполняется.

[55. Поскольку он должен быть связан с заряженным антилептоном].
[56. Поскольку он должен быть связан с заряженным антибарионом].
[57. Это возможно только в том случае, если лептонные кварки, являясь частицами, имеют электрические заряды антикварков; и наоборот, антилептонные кварки, являясь античастицами, имеют заряды кварков. То есть лебарионы вдвое увеличивают набор кварков СМ].
[58. Примером антисимметричных лебарионов являются те же электрон-антипротрон и позитрон-протон].
[59. Это связано с образованием структуры атомов в обеих вселенных. Именно в антисимметричном составе лебарионы замыкаются своими концевыми частицами в кольцевую струну в струнном пространстве].

А теперь определим лебарионных партнеров нейтрона и нейтрино. Из сказанного выше ясно, что нейтрино должно быть струнным партнером антинейтрона, а антинейтрино – партнером нейтрона. [60] По этой же причине нейтрино должно существовать в нашей Вселенной, а антинейтрино – в антивселенной. В нашей Вселенной антинейтрино может существовать только в виде артефакта, подобного позитрону. Из этого предположения следуют два вывода, допускающие экспериментальную проверку. Во-первых, нейтрино и антинейтрино должны иметь ненулевую массу покоя. Хотя бы потому, что ее имеют электрон и позитрон, связанные с соответствующими барионами. И во-вторых, нейтрино должно входить в структуру атомов наравне с электронами. Хотя бы потому, что вместе с ними должно составлять симметрию нейтронам и протонам.

[60. Поскольку нейтрино имеет такой же лептонный заряд, как и электрон, а антинейтрино – как позитрон].

Правда нейтрино в составе атома пока что не обнаружено, но объяснить это не трудно. Во-первых, масса нейтрино измеряется не прямым, а косвенным способом, т.е. измерением разницы энергии наблюдаемых исходных адронов и продуктов их распада в слабом взаимодействии. Такие процессы радикально отличаются от процессов, сохраняющих структуру атома, а значит не доказывают отсутствие нейтрино в атоме. Во-вторых, слабые процессы в атоме регистрируются уже давно, но связываются не с нейтрино, а с бозонами (плюс/минус)W и Z0. В моей модели нейтрино также участвует в этих процессах. И в-третьих, нейтрино, потенциально имея возможность войти в структуру атома, не входит сегодня в нее, поскольку находится в особом состоянии, обусловленным незавершенностью эволюции нашей Вселенной. [61] Именно это состояние приводит к неоднозначной интерпретации массы нейтрино и фотонов.

[61. Это связано с тем же увеличением набора кварков СМ при включении в нее лебарионов. А именно, набор лептонов нашей Вселенной указывает, что нейтрино тяжелее электрона. Это означает, что свободные нейтрино должны распадаться на электрон и две другие частицы (ближайшего прошлого поколения кварков). И если сегодняшняя структура материи не может связать нейтрино в атоме, то эти распады должны были давно прекратиться, чтобы эта материя оставалась стабильной. При этом струна нейтрино и антинейтрино удерживается в струнном пространстве в замкнутом состоянии].

Сложнее обстоит дело с мезонами СМ, поскольку их струнными партнерами должны быть массивные фотоны. В СМ таких фотонов нет, а последовательно сформулировать их концепцию я пока не могу. [62] Ясно только, что как лебарионы состоят из легкого бесструктурного и тяжелого структурированного фермионов, разведенных по разным вселенным, так и фотоно-мезоны (далее фомезоны) состоят из легкого бесструктурного и тяжелого структурированного бозонов, разведенных по разным вселенным. И как лебарионы, концевые частицы фомезонов обмениваются своими вселенными с одновременным превращением друг в друга.

[62. Массивные фотоны должны состоять не из электронов и позитронов, а из фотонных кварков и антикварков (но, как и у лептонов, эти кварки и антикварки должны быть скрытыми). В этом смысле обычные фотоны, как смешанные состояния электронов и позитронов, эквивалентны смешанному состоянию барионов и антибарионов].

Литература

1. Швингер Ю. "Магнитная модель материи", – УФН, 1971 г., т. 103, вып. 2.
2. Индурайн Ф. "Квантовая хромодинамика. Введение в теорию кварков и глюонов", – Москва: Мир, 1986 г.
3. Барбашов Б.М., Нестеренко В.В. "Модель релятивистской струны в физике адронов", – Москва: Энергоатомиздат, 1987 г.
4. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс "Фейнмановские лекции по физике 5. Электричество и магнетизм", – Москва: Наука и АСТ, 2004 г.

Приложение 1

Лептонные кварки

Сначала изложу историю феномена. В 1879 году Холл открыл эффект, в котором в проводнике с током, помещенным в магнитное поле, перпендикулярное току, возникает электрическое поле, перпендикулярное току и магнитному полю. Это поле уравновешивает силу Лоренца, отклоняющую в сторону (от направления тока) движущиеся в магнитном поле электроны. [63] Сопротивление такого проводника обратно пропорционально количеству электронов и прямо пропорционально магнитному полю. Сегодня этот эффект называют эффектом Холла.

[63. Напоминаю, что электроны в магнитном поле движутся по окружностям, называемым циклотронными].

Поначалу считалось, что этот эффект является чисто классическим. Но когда физики начали экспериментировать со сверхнизкими температурами и сверхсильными магнитными полями, то у него обнаружились и квантовые свойства. В 1973 году их обнаружили Фаулер, Фэнг, Говард и Стайлс. Оказалось, что если толщина проводника порядка собственной длины волны электронов, то при увеличении напряженности магнитного поля холловское сопротивление проводника изменяется скачками. В этих опытах не применялись дополнительные электроды для измерения указанного сопротивления, поэтому его скачки были нечеткими. [64]

[64. Обратите внимание: на самом деле в этих экспериментах использовались полупроводники, в которых, как известно, носителями заряда, помимо электронов, являются еще и дырки. Для краткости я буду говорить только о проводниках и электронах, поскольку это не изменяет смысл эффекта].

В 1980 году эту ошибку исправил Клитцинг. При этом он обнаружил, что если слой электронов в проводнике является двумерным, а температура проводника достаточно низка, и магнитное поле достаточно сильно, то наблюдается квантовый эффект Холла (далее КЭХ). В этом эффекте возникает новое состояние вещества – диэлектрика и сверхпроводника одновременно. Диэлектрика потому, что ток в КЭХ не течет в направлении продольного электрического поля, а сверхпроводника потому, что падение напряжения этого поля вдоль проводника равно нулю.

КЭХ, открытый Клитцингом, приводит к такому квантованию состояний электронов в магнитном поле, [65] которое имеет целочисленные значения, поэтому получил название целого квантового эффекта Холла (далее ЦКЭХ). В 1982 году Цуи, Штёрмер и Госсард открыли дробный квантовый эффект Холла (далее ДКЭХ), в котором квантование состояний электронов имеет дробные значения. [66] Для возникновения этого эффекта необходимы более подвижные носители электрического заряда, более низкие температуры и более сильные магнитные поля, чем в ЦКЭХ. Принципиальным требованием является сильное взаимодействие электронов друг с другом, которое возможно только в проводниках высокого качества, не содержащих дефектов структуры, что и обеспечивает необходимую подвижность носителей электрического заряда.

[65. То есть заполнению электронами уровней Ландау. Уровни Ландау – это уровни энергии, по которым распределяются (движутся по циклотронным окружностям) электроны в однородном магнитном поле].
[66. Что равносильно дробному значению электрического заряда].

Ключевую роль в понимании ДКЭХ сыграла теория Лафлина, предложенная в 1983 году. Согласно этой теории, основное состояние электронов в этом эффекте представляет собой конденсат нового типа – несжимаемую квантовую жидкость. Электроны в проводнике связывают кванты магнитного поля и превращаются в квазичастицы этой жидкости – ее элементарные возбуждения. Добавление в такой конденсат лишнего электрона оказывается настолько невыгодным, что энергия системы резко повышается (возникает энергетическая щель). При изменении напряженности магнитного поля или (и) количества электронов в проводнике изменяется дробное заполнение электронами возбуждений квантовой жидкости. Существование квазичастиц с дробным электрическим зарядом было доказано в эксперименте Штёрмером (1993), Шайеганом (1994) и Голдманом (1994). [67]

[67. Теория Лафлина объяснила многое, но она не объяснила иерархию дробных состояний, отсутствие состояний ДКЭХ с четными знаменателями и связь между ЦКЭХ и ДКЭХ. Первым ответы на эти вопросы дал Джейн, предложивший в 1989 году концепцию составных квазичастиц. Подробную теорию таких частиц развили Гальперин, Ли и Рид в 1993 году].

Теория Лафлина пересекается с другой, более общей теорией этого эффекта. Дело в том, что еще в 1977 году Лейнаас и Мюрхайм показали, что традиционное деление частиц на фермионы и бозоны не применимо к гипотетическим частицам, существующим в двумерном пространстве. Такие частицы не подчиняются обычной квантовой статистике, поскольку могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии (как бозоны), но на их количество накладываются жесткие ограничения (как у фермионов). В 1982 году Вильчек назвал такие частицы энионами. [68] Теоретики с самого начала подозревали, что элементарными возбуждениями квантовой жидкости в ДКЭХ являются энионы, пока Штёрмер не доказал это экспериментально. [69] А в том же 1993 году Гальперин, Ли и Рид теоретически доказали, что квазичастицы ДКЭХ являются энионами.

[68. От англ. any – любой, и окончания имен элементарных частиц -on – proton, electron и т.д.]
[69. Он показал, что квазичастицы с дробным зарядом могут рождаться и уничтожаться только группами определенной численности, т.е. подчиняются статистике энионов].

В основном тексте я уже упоминал о возможности возникновения кварковой структуры у лептонов. Там я сказал, что отсутствие у них этой структуры ограничивает количество измерений пространства нашей Вселенной только тремя измерениями. Причем я имел в виду не антилептоны, а наши лептоны, поскольку именно они связаны лебарионными струнами с антибарионами, создающими эти измерения. А поскольку дробные зарядовые состояния электронов в ДКЭХ существуют во внутреннем пространстве проводника, то это означает, что энионная структура лептонов развертывается на молекулярном уровне организации материи, а не во внутреннем пространстве лептонов. После этого энионы продолжают струны напрямую через пространство нашей Вселенной для их замыкания на антибарионы в пространстве антивселенной. [70] Измерения, формируемые такими струнами, могут быть только дополнительными к основным измерениям, т.е. дробными. [71] Это доказывает ДКЭХ, в котором дробятся внешние электрические заряды лептонов. Причем в нем такое дробление намного богаче, чем в КХД. Хотя последняя и использует концепцию бесконечного цвета, она признает только одну величину дробления – 1/3 барионного заряда. В ДКЭХ наблюдались следующие величины – 1/7, 1/5, 1/3, 2/11, 2/9, 2/7, 2/5, 2/3, 3/11, 4/3, 5/3, 7/3.

[70. Измерения нашей Вселенной и ее антивселенной связаны неориентируемым образом (см. 1-ю часть, Приложение 2), поскольку струна, соединяющая эти лептоны и антибарионы, связывает их внутренние пространства. Поэтому и энионы должны продолжать струны через внешнее пространство нашей Вселенной во внешнее пространство ее антивселенной. Иначе нарушается логика моей модели].
[71. И я полагаю, что именно поля энионов являются полями магии моего "Волшебного Мира". Хотя бы потому, что сама природа позаботилась поместить эти поля во внешнее пространство нашей Вселенной].

Я не буду подробно анализировать этот эффект и отмечу только три детали. Во-первых, как я уже говорил, для получения ДКЭХ необходимо сильное взаимодействие электронов друг с другом, которое достигается большей подвижностью электронов, более низкими температурами и более сильными магнитными полями, чем в ЦКЭХ. Именно эти условия создают такую силу динамического взаимодействия энионов в проводнике, которая имеет порядок силы цветового взаимодействия кварков в барионах. И даже больше, поскольку больше дробление электронных зарядов. [72] Во-вторых, согласно моей модели, развертывание кварковой структуры электронов в ДКЭХ должно приводить к  развертыванию этой структуры и у нейтрино. Само нейтрино вряд ли можно обнаружить в ДКЭХ, но наверняка можно обнаружить особую структуру энергетических уровней проводника, эквивалентную структуре ядерных оболочек. Главная особенность такой структуры – удвоенное количество оболочек, занятых заряженными и нейтральными лептонами. В Приложении 2 я покажу, что эти оболочки являются кварковыми мешками, простейшими из которых являются мешки барионов. Причем даже в основном состоянии ядра барионы объединяются в более крупные мешки, увеличивая дробление их белого цвета. А поскольку белый цвет может как иметь, так и не иметь электрического заряда, то эти два вида белого цвета образуют в ядре две системы оболочек, одну из которых занимают заряженные барионы, а другую – нейтральные. Точно также должны разделяться энергетические уровни в ДКЭХ.

[72. Дробление электрического заряда в ДКЭХ является условием существования заряженных фотонов. То есть виртуальные фотоны ДКЭХ, которыми обмениваются энионы, – это и есть безмассовые заряженные фотоны. Но должны также существовать и массивные фотоны, которыми обмениваются электроны ДКЭХ (поскольку кварковая структура лептонов разворачивается в их внешнем пространстве). Как и в эффекте Мейснера, их массивность нужно искать возле оболочки проводника с его наружной стороны. Аналогичным образом масса неабелевых фотонов, которыми обмениваются адронные кварки, привязана к оболочке адрона с его внутренней стороны].

И в-третьих, поскольку в моей модели обычная гравитация имеет цветовую природу, [73] то не мешало бы исследовать ее на основе ДКЭХ. Наверняка откроется много интересных вещей, например, антигравитация. Но магнитную гравитацию тоже нельзя отбрасывать. Возможности ее меньше, но много других интересных вещей наверняка откроется. Кроме того, для ее исследования не нужна такая сложная аппаратура, как в ДКЭХ.

[73. Поскольку барионная материя вносит в нее почти весь вклад].

Литература

5. Пудалов В.М. "Квантовый эффект Холла: глобальная картина явления", – "Природа", 1999 г., № 2, стр. 16.

Приложение 2

Физика и геометрия бесконечного цвета

Сначала введу необходимые термины. Первый – это кварк-глюонная плазма (далее КГП). Она представляет собой сверхплотную и сверхгорячую форму ядерной материи, в которой кварки и глюоны не связаны в адроны. Существование КГП следует из свойства асимптотической свободы КХД, которое предполагает, что при росте температуры ядерной среды в ней происходит фазовый переход между адронной формой ядерной материи и КГП. В первой цветные частицы заперты внутри адронов, а во второй их распространение ограничено только объемом ядерной среды. Причина возникновения КГП – увеличение плотности ядерной материи. При этом адроны сначала соприкасаются, не оставляя свободного ядерного пространства, а затем растворяются друг в друге. Это приводит к деконфайнменту цвета, и цветные частицы свободно распространяются по всему объему ядерной среды. [74]

[74. Образование КГП экспериментально зарегистрировано в 2005 году в столкновениях тяжелых ядер, разогнанных до околосветовых скоростей. И это не случайно, поскольку при взаимопроникновении двух одинаковых ядер, сплюснутых в полтора раза из-за релятивистского сокращения длины, должна достигаться нуклонная плотность ядерной среды (плотность нуклона всего лишь в три раза больше плотности ядра), и цветные частицы должны свободно распространяться по объему среды. Причем множественное рождение адронов при торможении сталкивающихся ядер должно только улучшать условия такого перехода].

Далее возможны два варианта развития событий. Если валентные кварки (их называет валонами) нестабильны, то одновременно с деконфайнментом цвета ядерная материя переходит в кирально-симметричную форму, в которой кварки не имеют массы покоя. Если же валоны стабильны, то у ядерной материи остается возможность дальнейшего сжатия. Этот процесс может быть скачкообразным, когда валоны до перехода в кирально- симметричную форму остаются неизменными, а затем сразу теряют массу покоя; или постепенным. В настоящее время преобладает мнение, что осуществляются первый вариант перехода. Но второй вариант также нельзя исключать, поскольку он свободен от некоторых противоречий первого варианта. Кроме того, этот вариант не менее (а иногда даже более) успешно описывает эксперименты по столкновению тяжелых ионов, в которых рождается КГП.

Следующий термин – кварковые мешки. В своем исходном варианте модель кварковых мешков описывала только адроны, но сегодня она применяется и для описания ядерной материи. Эта модель базируется на представлении о вытеснении из адронов полей, формирующих физический вакуум КХД. При этом кварки запираются внутри адронов внешним давлением этих полей независимо от того, вытесняются они полностью или частично. Устойчивость адронов обеспечивается тем, что внешнее давление уравновешивается давлением цветовых полей кварков. [75] Объясняется это тем, что физический вакуум адронной формы материи заполнен глюонным и киральным конденсатами. Первый обеспечивает конфайнмент кварков, а второй нарушает их киральную симметрию. С ростом плотности (или/и температуры) ядерной среды оба конденсата рано или поздно разрушаются, и происходит фазовый переход. Как я уже сказал, этот переход может происходить в один или в два этапа. Какой вариант правильный – пока не известно.

[75. Модель кварковых мешков применялась для описания адронов на ранней стадии развития кварковой гипотезы, когда еще не была построена КХД. Альтернативу ей составляла модель валонов (она же аддитивная кварковая модель), в которой свойства адронов определяются взаимодействием кварков, а взаимодействие с вакуумными полями учитывается введением эффективных масс кварков].

В моей модели нет принципиальной разницы между отдельным барионом, кварковым мешком и КГП – все они являются вариантами структуры ядра. Отдельный барион является ядром потому, что может образовывать атом, если имеет электрический заряд. Кварковый мешок является ядром потому, что может охватывать все ядро, состоящее из нескольких барионов. В обоих случаях цвет свободно распространяется во внутреннем пространстве ядра, в обоих случаях барионы имеют массы. КГП отличается тем, что в ней кварки могут терять массу, в противном случае она не будет отличаться от кваркового мешка. Но полностью потерять массу кварки не могут, поскольку при этом ее потеряли бы и барионы. Это означает, что если киральная симметрия в КГП и восстанавливается, то только на исчезающе малое время. После этого она снова нарушается, а лишняя энергия высвобождается в фазовых переходах структуры ядра. Эти переходы я рассмотрю чуть позже, а пока введу еще один термин.

Наиболее полная информация о структуре ядра извлекается из анализа сечений глубоко неупругого рассеяния лептонов на ядрах. Этот анализ показывает, что данные сечения непосредственно выражаются через импульсное распределение кварков в основном состоянии ядра. В 1983 году Европейская мюонная коллаборация (European Muon Collaboration – ЕМС) обнаружила значительное отклонение от такого распределения в ядрах Fe (железа) и D (дейтерия) при рассеянии на них мюонов. В этом же году эффект ЕМС был подтвержден в рассеянии электронов и нейтрино на ядрах. Это означает, что наблюдаемое распределение кварков противоречит нерелятивистской теории ядра, поскольку указывает на наличие в нем ненуклонных степеней свободы. [76]

[76. Первые регулярные указания на это отклонение были сделаны в 1966, 1967, 1971, 1973 и 1974 годах].

Были предложены три гипотезы, объясняющие этот эффект. Первая предполагает, что у нуклонов, связанных в ядре, на 1-3% увеличивается радиус. Согласно этой гипотезе, если в ядре выделить некоторый нуклон и предположить, что окружающие его нуклоны представляют однородную ядерную материю, то ситуация сведется к замене физического вакуума на внешнюю ядерную среду. Последняя будет полупрозрачна для кварков. Соответствующие расчеты указывают на разбухание нуклонного мешка, что согласуется с поведением структурных функций в ЕМС-эффекте. Причем важно не только изменение свойств нуклона, но и изменение свойств самой среды, поскольку она может представлять собой не только нуклонную среду, но и смесь различных состояний ядерной среды, характеризуемой числом кварков в одном мешке – 0, 3, 6, 9 и т.д. [77]

[77. Состояние 0 учитывает нетривиальный характер вакуума КХД].

Вторая гипотеза предполагает наличие в ядре ненуклонных степеней свободы – 6-ти, 9-ти, 12-ти и т.д. кварковых мешков. В результате кварки движутся в большем объеме, чем в нуклоне, что и приводит к изменению распределения кварковых импульсов. В тяжелых ядрах эти мешки должны составлять 80% массы ядра. Эта гипотеза уже подтверждена в эксперименте. А именно, дейтрон, представляющий связанное состояние протона и нейтрона, иногда выглядит как совокупность шести кварков. Передавая ядру большой импульс, пробный электрон "видит" его как единую совокупность частиц, число которых в три раза превышает число нуклонов в ядре. Если же ядру передается небольшой импульс, то оно выглядит как совокупность двух частиц, структурные элементы которых не выявляются.

Третья гипотеза предполагает, что радиус конфайнмента кварков в ядре на 10-20% больше, чем в свободном нуклоне. Если нуклоны находятся на малых расстояниях друг от друга, то они могут перемешивать свои кварки, что и приводит к увеличению радиуса их конфайнмента. Все эти гипотезы допускают возможность фазовых переходов в ядерной материи.

Обратите внимание: гипотеза кварковых мешков уже подтверждена в эксперименте. Это означает, что ее можно распространить и на более тяжелые ядра. И я утверждаю, что кварковые мешки существуют в ядрах даже тогда, когда последние находятся в основном состоянии! Потому что обмен нуклонов виртуальными пионами, обеспечивающий удержание их в ядре, можно рассматривать как прямой контакт этих нуклонов, объединяющий их оболочки и их кварки. При этом притяжение между нуклонами обеспечивают те же глюоны, которые обеспечивают притяжение между кварками. Обмен пионами всего лишь увеличивает радиус связанных нуклонов за счет возбуждения их оболочек. Если эти возбуждения происходят синхронно, то образуется динамический мешок, постоянно меняющий свою конфигурацию в ядре. Деление ядра на такие мешки определяется несинхронностью данных возбуждений. Устойчивость этих мешков тем больше, чем большим количеством пионов обмениваются нуклоны в достаточно малом промежутке времени.

Образование в ядре кварковых мешков зависит от конфигурации обмена нуклонов пионами. Если пионы образуют кольцо из нескольких нуклонов, объединяя их глюонные поля, то это, как минимум, стабилизирует их общее состояние. А если в каком-то месте ядра возникает проблема с существованием таких колец, то они всегда могут переместиться (или сдвинуть проблемный сегмент) в другое, более удобное место ядра, синхронно переходя по струнам. Более того, поскольку нуклонные кольца могут состоять из любого количества частиц и иметь любую конфигурацию, то они могут детально структурировать мешковое состояние ядра. Можно показать, что соответствующая численность и конфигурация нуклонных колец воспроизводит все нуклонные числа магических ядер. Это означает, что именно кварковые мешки являются ядерными "орбитами" нуклонов.

Подчеркиваю: те кварковые мешки, которые формируют основное состояние ядра, [78] образуются при обычных значениях энергии ядерного взаимодействия. В свою очередь, те кварковые мешки, которые регистрируются в ЕМС-эффекте, образуются в глубоко неупругом рассеянии лептонов на ядрах, т.е. при много бoльших значениях энергии. [79] Наконец, те кварковые мешки, которые заключают в себе КГП, образуются в столкновениях тяжелых релятивистских ядер, т.е. при энергиях, бoльших энергии электро-слабого объединения. [80] Этим и определяется их отличие от основных мешков: первые составляют естественную структуру ядра, определяют его устойчивость, а вторые и третьи представляют возбужденные образования в ядерной среде, разрушающиеся сразу после создания. Все эти мешки представляют разные фазовые состояния ядерной материи, в которых деконфайнмент цвета по-прежнему ограничен, а симметрия цветового взаимодействия кварков остается нарушенной.

[78. Назовем такие мешки основными, поскольку они являются основой ядерных оболочек нуклонов.
[79. Назовем их мешками ЕМС. Они являются возбужденными состояниями основных мешков].
[80. Назовем такие мешки мешками КГП. Сегодня их называют фаерболами (англ. fairball – огненный шар)].

Еще одно интересное свойство кварковых мешков состоит в том, что в них увеличивается количество цветов кварков при сохранении их суммарного белого цвета. При этом сила взаимодействия кварков увеличивается пропорционально порядку дробления белого цвета на составляющие цвета. [81] И я утверждаю, что данный эффект имеет место во всех кварковых мешках – основных, мешках ЕМС и КГП. Эта гипотеза объясняет сходство свойств ядер, состоящих из одного нуклона, и ядер, состоящих из многих нуклонов, – те и другие являются мешками и различаются только степенью дробления белого цвета. Кроме того, эта гипотеза устанавливает полную симметрию между ядерным (пионным) и кварковым (глюонным) взаимодействиями – в обоих случаях взаимодействие является глюонным; как пионное его можно рассматривать, только если игнорировать мешковую структуру ядра. Наконец, эта гипотеза обосновывает 1/Нс-разложение в КХД, т.е. узаконивает концепцию бесконечного цвета, а значит и множественность измерений пространства нашей Вселенной и ее антивселенной. [82] Другой вопрос, почему в нашей  Вселенной мы наблюдаем только три измерения ее пространства?

[81. И эти цвета формируют уже не дополнительные (дробные), а основные (целочисленные) измерения пространства-времени дуальных вселенных – см. Приложение 1].
[82. Идея 1/Nc-разложения в том, что в теории возмущений в качестве параметра разложения взаимодействия адронов по степеням малости используется величина 1/Nc, где Nc – число цветов кварков (c – color, от англ. цвет). В КХД Nc = 3. 1/ Nc = 1/3, 1/ Nc2 = 1/9 и т.д. Ведущее приближение соответствует переходу Nc -> oo. 1/Nc-разложение используется при расчете конфайнмента кварков, когда нельзя применять теорию возмущений. Его можно описывать нелинейным лагранжианом, который, как оказалось, совпадает с предлагавшимся в 1973 году Скирмом мезонным лагранжианом. Этот лагранжиан имеет топологические решения типа солитонов, причем свойства этих решений позволяют отождествить их с барионами].

Ответ на этот вопрос состоит в том, что антибарионы связаны лебарионными струнами с нашими лептонами, а значит зависят друг от друга. Лептоны не могут образовывать кварковые мешки, поскольку не имеют кварковой структуры, [83] но допускают ее у антибарионов, поскольку наименьшая кварковая структура элементарных частиц имеет три кварка. А поскольку дополнительные измерения у пространства нашей Вселенной возникают только в рамках мешковой структуры антибарионов, [84] то отсюда и получается, что лептоны ограничивают количество измерений этого пространства только тремя измерениями. Все остальные мешки этих антибарионов не всеохватны и нестабильны. Другие [85] измерения пространства нашей Вселенной могут развертываться только при развертывании кварковой структуры у лептонов, а это возможно только при включении нейтрино в структуру атомов, что, в свою очередь, возможно только при определенной структуре нашей материи. [86]

[83. Напоминаю, что в ДКЭХ энионы развертывают свою структуру во внешнем пространстве электронов, поэтому те измерения, которые они создают, не являются настоящими измерениями].
[84. Количество кварков всегда кратно трем].
[85. Целочисленные, т.е. настоящие].
[86. Обратите внимание: развертывать дробные электрические заряды лептонов можно как во внешнем, так и во внутреннем их пространствах, поскольку оба варианта равноправны. Например, в обоих нейтрино должно включаться в структуру атома. Но то же удвоение набора кварков СМ мне подсказывает, что правильным будет первый вариант, т.е. ДКЭХ. Пока я не готов ответить на этот вопрос].

Еще одним следствием такой интерпретации измерений пространства является их фрактальная структура. Точнее, внутреннее пространство кварковых мешков обеих вселенных имеет фрактальную размерность. Выше я уже сказал, что мезонное взаимодействие барионов в ядре можно представить себе в виде колец последовательно чередующихся барионов и мезонов. Сейчас я могу уже сказать, что деконфайнмент цвета в ядре не ограничивается одними лишь кольцами, поскольку синхронно обмениваться мезонами могут барионы не только одного кольца, но и разных колец. При этом структура ядра обретает древовидную форму. "Стволами" и "ветвями" такой структуры являются цепочки кварков. В каждом "стволе" и каждой "ветви" все кварки имеют разные цвета, но "стволы" и "ветви" одного порядка имеют одинаковые наборы цветов. То есть структура ядра является фракталом. [87] Этот факт можно рассматривать как физическое обоснование дробной размерности внутреннего пространства кварковых мешков, что приравнивает ядерную структуру к энионной структуре. Разница в том, что измерения первой принадлежат антивселенной, а измерения второй – нашей Вселенной.

[87. Хочу уточнить. Кварковый мешок является "кроной" древовидной структуры КГП, центры этого мешка являются ее "корнями", а ее энергетические уровни – "стволами и ветвями". "Крона" КГП находится на уровне конфайнмента и граничит с нашей Вселенной, а "корни" – на границе асимптотической свободы и граничат со струнным пространством. "Стволы" и "ветви" КГП заполняют энергетические уровни между конфайнментом и асимптотической свободой (нашей Вселенной и струнным пространством). В струнном пространстве эти уровни равноправны (поскольку неметричны), что и составляет смысл асимптотической свободы – на ней утрачивается метрика взаимодействий.
Геометрическую структуру КГП можно назвать спинорной сетью. В теории квантовой петлевой гравитации эту функцию исполняет спиновая сеть (точнее, спиновая пена). Она описывает только первичное пространство, из которого в классическом пределе можно получить пространство-время ОТО. В моей модели пространство нашей Вселенной является материей ее антивселенной и наоборот, материя нашей Вселенной является пространством антивселенной. При этом элементарные частицы обеих материй представляют обычное пространство (материю), а спиноры – струнное пространство].

Литература

6. Слив Л.А., Стрикман М.И., Франкфурт Л.Л. "Проблемы построения микроскопической теории ядра и квантовая хромодинамика", – УФН, 1985 г., т. 145, вып. 4.
7. Ройзен И.И., Фейнберг Е.Л., Чернавская О.Д. "Деконфайнмент цвета и субадронное вещество: фазовые состояния и роль конституентных кварков", – УФН, 2004 г., т. 174, №5.
8. Дрёмин И.М., Леонидов А.В. "Кварк-глюонная среда", – УФН, 2010 г., т. 189, №11.

Статья опубликована с сокращениями (из-за ограничений текстового редактора). Полную версию статьи можно посмотреть в моем облаке по ссылке https://cloud.mail.ru/public/WHFn/H64UHKgML