Петли, петельки, шнуровка...

   
   Посвящается 180-летию Х. С. Леденцова


   Речь пойдёт не о кружевах, не о макраме, не о вязаньях. Речь о физике, о формах движения, динамик. Когда вы смотрите на узоры вязаного изделия из ниток, то вам, вероятно, никогда не приходило в голову, что вот это вязание, эти петли, петельки, шнуровка, рисунок узора могут иметь что-то общее с миром физики, с удивительным и разнообразным миром движений, динамик… Как ни странно, но имеют! И тут и там есть нечто общее, подобное, а именно, неразрывность, связность, геометрическая сложность, затейливость рисунка. Но если изделие из ниток сохраняется во времени неизменным, то в динамике в физическом мире – всё в вечном движении, перемещении элементов. Но узоры бывают очень похожи. Об этом свидетельствуют снежинки, узоры инея на окнах, кристаллическое строение материалов, удивительная упорядоченность в мире атомов и молекул, а также спиральные, витые структуры в мире органических молекул. В последние десятилетия петлевые модели в теоретической физике стали очень популярны. Петлевые модели используются для объяснения динамик и сил в макромире (гравитация), и в микромире, в квантовой теории поля.            

   Извините, но для начала надо сделать один довольно сложный для понимания пассаж. Петлевые представления в квантовой теории поля появились впервые в 1974 году в работах Кеннета Уилсона (Вильсона). Петли Вильсона представляют собой калибровочно-инвариантные операторы, возникающие в результате параллельного переноса калибровочных переменных вокруг замкнутых контуров. В калибровочной теории решёток петли Вильсона играют роль операторов порядка и ограничения, где они удовлетворяют тому, что известно как закон площади. На самом деле не всё так сложно и отвлечённо. Квантовая теория поля, в сущности, занимается структурой и динамикой элементов квантового поля, как элементы поля могут двигаться, взаимодействовать, влиять друг на друга. Так как среда квантового физического вакуума (поля) единая и элементы её тождественны, то главный принцип динамики элементов поля – связанность и неразрывность, как в плетении. При этом в динамике элементов возможны асимметричные, эллипсоидные формы движения. А динамика эта – преимущественно колебательная, колебательная со сдвигом, поступательно-возвратная.    

   Петлевая динамика возникла не сегодня и не вдруг. По правде говоря, она возникла ещё в эпоху становления электродинамики, рождения уравнений Дж. К. Максвелла. Силовые линии магнитного поля – те же петли, замкнутые, связные и неразрывные. Только в электродинамике мы имеем дело с динамикой не колебательной, а вращательной. Магнитные поля и так называемые электрические поля – вихревые. Электрическое поле, как ранее говорил, это тоже магнитное поле, но носители таких магнитных полей  называются электрическими зарядами. Они – точечные и их много. Подобные точечные заряды распределяются равномерно по поверхности наэлектризованного тела, и могут вызывать зримые эффекты. Эти точечные магнитные заряды есть квазичастицы, электроны и позитроны. Они возникают симметрично, попарно в процессе так называемого разделения зарядов. Разделять заряды можно разными способами: трением, нагревом, светом, в химических реакциях, движением замкнутого проводника в магнитном поле. Среди учёных есть устоявшееся мнение, что в электростатике электричество и магнетизм – не связаны друг с другом. С этим никак нельзя согласиться! В сущности, мы всегда имеем дело только с магнетизмом. Только носители магнетизма бывают разные. Бывают связанные носители магнетизма, как в теле постоянного магнита (однонаправленное вращение частиц). А бывают свободные носители магнетизма, так называемые «электрические заряды», квазичастицы электроны и позитроны, различие между которыми лишь в направлении вихря вращения. Наэлектризованное тело означает, что эти свободные заряды-магнетоны одного направления вихря равномерно распределяются по поверхности. Если влажность воздуха большая, то заряды постепенно стекают в атмосферу, статический заряд исчезает. И электромагнитная волна – вовсе не электромагнитная, а переменная магнитная волна, где правый вихрь закрутки периодически меняется левым винтом закрутки. Скорость перемены называется частотой колебания волны. Формы переменного магнитного поля различны. Переменное магнитное поле возникает и при колебаниях тока в проводнике, и при аннигиляции квазичастиц электронов и позитронов, единичной и массовой. Несмотря на различие форм переменных магнитных волн, все они имеют петлевую природу, петлевую структуру.      

   Круговое движение частиц в атомном ядре и их связь между собой в коллективном согласованном движении – петлеподобно. Опять позволю себе вспомнить свою идею о причине атомной периодичности (спиральный вариант Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева). Такую динамическую согласованную связь вращающихся частиц в ядре атома я назвал когда-то мезонной шнуровкой. Согласование движения частиц в ядерной оболочке идёт по значениям углов в Пи-радианах их орбитальных моментов. В устойчивой ядерной оболочке сумма углов орбитальных моментов всегда чётна и целочисленна. Все инертные газы имеют во всех ядерных оболочках чётное и целочисленное значение     Пи-радиан, поэтому элементы эти устойчивы и инертны. Почему шнуровка мезонная? Как принято ныне в ядерной физике, ядерные нуклоны (протоны и нейтроны в ядре неразличимы) постоянно обмениваются между собой частицами с названием мезон. Это короткоживущая частица с массой в двести электронных масс. Подобный обмен мезонами и обусловливает устойчивую связь нуклонов. Частица мезон вроде бегающего челнока в ткацком станке. На самом же деле частица мезон есть лишь места напряжённости волновых полей нуклонов, где фазы орбитальных моментов нуклонов в ядерной оболочке резонируют, согласуются, как рабочие элементы в работе ткацкого станка.

   Химические свойства у элементов начинают обнаруживаться тогда, когда на внешней ядерной оболочке нет чётного и целочисленного значения Пи-радиан орбитальных моментов, а имеется дробное значение Пи-радиан. Можно сказать, петельки разорваны и шнуровка неполная. В энергетическом отношении такое состояние ядерной системы неустойчиво. Вот почему элементы с такой энергетически неустойчивой конфигурацией вступают в химическую связь между собой или с другими элементами, отдавая свою энергию или получая. Вступив в связь, химические элементы минимизируют свою энергию, получают согласование и упорядоченность движения своих частиц. Петельки смыкаются, шнуровка делается полной, связность и неразрывность восстанавливаются. Чтобы разорвать связь – нужно затратить энергию. Электроотрицательность и электроположительность химических элементов зависит от формы асимметрии этих незамкнутых петелек, точнее, от асинхронности движения частиц в незаполненной оболочке. Асинхронность бывает опережающая и запаздывающая: у электроположительных (элементов первых трёх групп) – опережающая; у электроотрицательных (5, 6, 7-й групп) – запаздывающая. Когда элемент с запаздывающей асимметрией движения соединяется с элементом с опережающей асимметрией, то восстанавливается симметрия общего орбитального движения частиц с целочисленным значением Пи (минимум общей энергии системы). Все петельки замкнуты и неразрывны (без вмешательства дополнительной энергии разрыва связи).   

   Частица протон, основа вещества, есть не инородное квантовому физическому вакууму образование, а лишь колебательная динамика квантового вакуума в сверхмалом объёме (планковский масштаб). Когда-то я позволил себе назвать эту колебательную динамику «дыханием вакуума». Радиальные прямые и обратные движения элементов квантового поля в пределах условной сферы. И ведь частица протон, как радиальная осцилляция плотности элементов поля, никогда не находится в покое, она постоянно движется в  своём волновом поле! И поступательно-возвратные движения элементов поля, в таком случае, совершают петлеобразные движения по немного изменившейся траектории. То есть, в мире квантовой колебательной динамики нет повторного движения элементов по той же траектории, будь оно поступательное или возвратное. Движение элементов поля здесь всегда петлеподобно. И не будет ничего удивительного в том, что учёные станут использовать или уже используют петлевые модели в кварковой динамике частицы протон. Протон, по существующим представлениям, состоит из трёх кварков, которые невозможно оторвать друг от друга. Кварки могут либо удаляться друг от друга, либо сближаться. На самом же деле – кварки радиально колеблются в петлеобразном движении. Хотя, мне думается, что кварки, как сущности, могут оказаться лишь тремя размерностями пространства. А в реальности мы имеем дело с радиальными колебаниями плотности элементов квантового поля. Так как колебания элементов поля происходят в среде, то такие осцилляции неизбежно возбуждают в среде волны такой же природы. Вот тут перекидывается мостик из микромира в макромир, где петлевые модели основательно укрепились.

   Конечно, речь о природе гравитации. Когда в любой поисковой системе Интернета вы наберёте слова «петлевые модели в физике», то неизбежно выскочит тема гравитации. Петлевая квантовая гравитация появилась в восьмидесятых годах прошлого века с развитием петлевых идей Кеннета Уилсона. Английский учёный Кристофер Ишем и учёный индийского происхождения Абэй Аштекар первыми предложили петлевые идеи квантовой теории поля приложить к объяснению природы гравитации. В 1988 году идеи Ишема и Аштекара развил Карло Ровелли. Суть петлевой квантовой гравитации в том, что единая ткань пространства-времени не непрерывна, а дискретна,  разбита на очень малые фрагменты, петельки. Что представляют собой эти петельки – большой вопрос. Если же принять идею о частице протон, как радиальной осцилляции плотности элементов квантового вакуума, как колебательной динамике дыхания вакуума, то вопрос о природе петелек снимается сам собой. Каждая частица протон есть создатель этих петелек пространства-времени, волн пространства-времени. Соединение пространства и времени в один континуум, непрерывность, есть лишь синоним понятий «движение», «динамика». А петельки и есть это колебательное движение, эта колебательная динамика элементов квантового физического вакуума в виде волн. Вокруг любого тела большой массы существует большая плотность этих волновых полей. Плотность волновых полей создаёт градиент плотностей и давлений вакуумной среды вокруг массивного тела, что и есть гравитационное поле тела. На поверхности массивного тела и в ближайших недрах плотность и давление вакуумной среды минимальны. С удалением от массивного тела давление и плотность среды пропорционально растут. Пробное тело, попав в этот градиент давлений, будет с ускорением выдавливаться в направлении массивного тела, где плотность и давление среды минимальны. Орбитальное эллиптическое движение планеты по орбите вокруг Солнца также обусловлено инерцией планеты и градиентом вакуумного давления среды. Вот так сверхмалое смыкается со сверхбольшим, петлевые квантовые колебания вакуума смыкаются с петлевидными эллипсоидными орбитами планет.               

   Этот околонаучный опус я посвящаю 180-летию Христофора Семёновича Леденцова (1842 - 1907 гг.), великого подвижника науки. Ровно 30 лет назад, в июле 1992 года, впервые была опубликована моя научная работа о новом понимании явления атомной периодичности (спиральный вариант Периодической системы  элементов Д. И. Менделеева). Работа вышла в виде брошюры при Вологодском отделении ВОИР, и была посвящена 150-летию Х. С. Леденцова. Вот так историческая петелька совершила новый оборот, связно и неразрывно…