Протон-антипротон

   Честно сказать, сначала я собирался говорить в новом опусе только о частице протон. Но на днях в сети мне попался материал с названием «Что, если антиматерия – это материя, движущаяся назад во времени?». Решил их соединить, сказать и о протоне, и его антиподе. В сущности, своё движение в темах науки я и начинал именно с попыток понимания природы частицы протон (январь – ноябрь 1983 года). Понимание природы частицы протон, как мне тогда казалось, открывает путь к     пониманию природы гравитации. Но прежде мне пришлось столкнуться с темой, без которой не было бы понимания природы протона. А именно – природа и структура среды физического вакуума. Основная борьба началась именно летом и осенью 1983 года. В этом мне помогли две книги, которые я купил в Москве, будучи там в отпуске, в гостях у своего дядюшки, младшего брата моей матери. Два сборника: «Проблемы физики: классика и современность», «Астрофизика, кванты и теория относительности». Книги была напечатаны в 1982 году, в издательстве «Мир» (Москва). Именно в этих книгах я нашел более обстоятельный и серьёзный разбор темы антиматерии, прочёл о гипотезах Дж. Уилера и Р. Фейнмана (запаздывающие и опережающие потенциалы, движение «назад во времени»).      

   Изначально мне было интуитивно ясно, кто частица протон должна быть колебательным, волновым образованием. Но – каким, какого рода, в какой среде – в этом и были основные вопросы! Меня привлекали все темы, связанные с волнами и колебаниями в физике материальных сред. Но протон должен быть не просто колебанием, волной, но должен быть невероятно устойчивым колебанием, как во времени, так и в энергии. К тому же я понимал, что математика в этом деле – не главное, математика тут не поможет! Нужно было найти зримый образ колебательной динамики, где есть взаимодействие элементов в единой непрерывно-дискретной среде.

   В сборнике «Астрофизика, кванты и теория относительности», в августе месяце 1983 года, я прочёл большую статью итальянского учёного Э. Реками «Теория относительности и её обобщения». Здесь я встретил очень интересный разбор темы запаздывающих и опережающих потенциалов с выходом на представления об антиматерии. Вот цитата из статьи Реками: «Если мы хотим избежать возможности передачи информации в прошлое, то необходимо ввести третий постулат: не существует объектов или частиц с отрицательной энергией, движущихся в положительном направлении во времени (физические сигналы переносятся только объектами с положительной энергией). Такая форма третьего постулата важна также с точки зрения теории информации. Этот постулат, как будет показано, эквивалентен принципу (запаздывающей) причинности: «Для любого наблюдателя «причины» хронологически предшествуют вызываемым им «следствиям». Кроме того, из третьего постулата будет сделан вывод о существовании антивещества» (конец цитаты).               

   Весьма важен раздел в статье Реками под номером 6.4. (стр. 96, 97): «Интерпретация опережающих решений». Цитата с купюрами: «Давно известно, что в общем случае релятивистские уравнения допускают как опережающие решения, так и запаздывающие, что видно по уравнениям Максвелла. По душевной наивности опережающие решения иногда рассматривали как действительно связанные с движениями назад во времени. Однако никакая частица и никакое излучение, действительно движущиеся назад во времени, не могут быть ни предсказаны, ни обнаружены в опыте в рамках специальной теории относительности. Однако остаётся открытым вопрос: почему в действительности наблюдается, например, только выходящее излучение, а не входящее – антиизлучение? Ключом к ответу является учёт начальных условий (Торальдо ди Франсиа, неопубликованное сообщение). В обычной макрофизике некоторые начальные условия значительно более вероятны, чем другие. Например, механические уравнения динамики жидкости допускают существование на поверхности моря как расходящихся круговых концентрических волн, так и сходящихся круговых волн, стремящихся к центру. Но начальные условия, приводящие к первому случаю, встречаются со значительно большей вероятностью, чем начальные условия, приводящие ко второму случаю» (конец цитаты).             

   На этой базе, в рамках электродинамики, была построена Уилером и Фейнманом «Теория поглощения». Теория была предложена, чтобы объяснить отсутствие сходящихся концентрических волн, существование которых предполагают некоторые решения уравнений Максвелла. При конструировании времясимметричной теории возникла проблема причинности: уравнения Максвелла и волновое уравнение для электромагнитных волн с источником имеют два возможных решения: запаздывающее и опережающее. В теории поглощения запаздывающая волна от излучателя до поглотителя соответствует распространению световой энергии привычным причинным путём, для которого поглощение происходит позже, чем момент излучения. Но и другая, опережающая волна от поглотителя к излучателю, не исключается априори.

   И вот когда, во второй половине августа 1983 года, моё воображение было полно этими образами расходящихся и сходящихся волн, произошел один интересный случай. На дверях подъезда нашего дома появилось объявление о том, что будет отключена вода до середины следующего дня. Я взял большую кастрюлю и наполнил до краёв водой; поставил на кухонный стол. И поставил на удивление удачно. Косые лучи заходящего Солнца, проникая в окно, падали на гладь воды в кастрюле, отражаясь на противоположной стене ровной полоской света. Но стоило как-нибудь сотрясти кастрюлю, как на стене, вместо ровной полоски света, начинали плясать правильные световые синусоиды с максимумом в центре! И мне подумалось: вот же мой волновой протон!.. Однако до понимания подлинной природы частицы протон было ещё почти три месяца, до конца ноября 1983 года. В эти месяцы и произошло уяснение структуры среды физ. вакуума, в которой и может существовать протон, как волновое, колебательное возбуждение среды. К теме вернусь чуть позже.       

   А пока ещё раз о недавнем встреченном материале с названием «Что, если антиматерия – это материя, движущаяся назад во времени?». Конечно, прочитав этот материал, я с неизбежностью вспомнил моё лето 1983 года. И сделал под этой статьей такой комментарий: «Представьте, что на столе стоит большая кастрюля, наполненная обычной водой почти до самого верха. Из пипетки капните каплю на середину воды. Что будет? Правильно, от центра начнёт распространяться симметрично волна. Волна добежит до стенки кастрюли и, симметрично отразившись, побежит к центру кастрюли. История повторится: в центре образуется горбик, который затем станет впадиной, и опять волна побежит к стенке кастрюли. Убегающая волна от центра – это запаздывающая волна. Волна, сходящаяся к центру, – это опережающая волна. Дж. Уилер и Р. Фейнман толковали эти волны, как движущиеся вперёд во времени и назад во времени. Хотя никакого «назад во времени» тут нет! Тут есть единый процесс прямого и обратного движения волны в замкнутой системе. Не будь стенки – волна удалялась бы до полного рассеяния (диссипации) её энергии. Волна на воде – это кольцевое поперечное вращение жидкости. Если в волне запаздывающей – вращение жидкости, уходящей вправо, против часовой стрелки, то вращение жидкости, уходящей влево, – против часовой стрелки. Волна, уходящая влево, как бы античастица волны, уходящей вправо. Отразившись от вертикальной стенки кастрюли, волны не меняют направление своего кругового вращения, лишь изменяют направление своего распространения на обратное, к центру.  Встречаясь в центре кастрюли, опережающие синфазные волны вращения жидкости складываются в интерференции, образуя новый горб. Гравитация опускает горб ниже уровня покоя, и запаздывающая волна снова устремляется к стенке кастрюли. Если бы волны в центре кастрюли встретились в противофазе, то они погасили бы друг друга, как минус и плюс. В сущности, в этом и есть суть антиматерии! Когда любые когерентные волны встречаются в противофазе – они взаимно уничтожают друг друга, гасят, как уничтожают друг друга частица и античастица. К слову, волны на воде в чём-то схожи с волновыми фотонами; фотоны тоже имеют вращательную природу, правда, со связанными состояниями левого и правого спина (частица и античастица – в одном флаконе). Думаю, в атомарной антиматерии мы имеем лишь противоположные винтовые движения частиц и квазичастиц. Если в нашем мире атомарной материи царствует левый винт вращения частиц, то в антимире – правый винт вращения частиц! Для обитателей антимира – мы являемся антимиром!..».            

   В сентябре 1983 года я пишу опус-размышление с названием «Цитаты с комментариями (по книге П. С. Кудрявцева «Курс истории физики»)». В этом опусе я допускал существование бесконечных скоростей распространения запаздывающих волн, которые становились на удалении опережающими волнами для существования каждого протона. Картина получалась совершенно чудовищная, невероятная! Синхронизация колебаний требовалась идеальная, чтобы существовал протон, как волновое, колебательное локальное образование, с сохранением формы и энергии! Но я понимал, что такое в реальности невозможно. Финал записок сентября 1983 года явно показывает, что в развитии моих представлений наметился кризис, тупик. Выхода я  не видел. Разговор о математической модели был беспредметен, так как не существовало конкретного, реального образа локального осциллятора в среде материального пространства. У меня стали возникать сомнения в справедливости моих исходных посылок. Не слишком ли я всё упрощаю, свожу великое многообразие мира к минимуму?

   Выход из кризиса произошел лишь в ноябре 1983 года, когда, в результате настойчивых поисков, я пришел к необходимости – разобраться с геометрическими подходами в физике (геометродинамика). Геометродинамика – один из вариантов гипотетической единой теории поля, последовательно сводящей все физические объекты к геометрическим. В частности, я сосредоточил внимание на представлениях о кривизне пространства. С кривизной одномерного и двухмерного пространства проблем нет, они вполне наглядны! А вот как представить кривизну трёхмерного пространства, когда ты в нём находишься и нет возможности взглянуть на него со стороны?! Но я нашел способ аналогий для понимания кривизны трёхмерного пространства. Для этого пришлось взять в качестве аналогии одномерное пространство в виде бесконечной цепочки связанных осцилляторов. Искривляя, оттягивая цепочку осцилляторов, мы изменяем расстояния между осцилляторами, увеличиваем его линейные размеры. Но ведь это можно сделать и без изгибания цепочки связанных осцилляторов, а просто свести или развести два соседних осциллятора, изменить расстояния между ними! Когда сводящая или разводящая сила прекратится – здесь возникнет продольный колебательный процесс, который погонит в оба конца цепочки волны колебаний. Кривизну пространства я здесь связал лишь с изменением расстояния между осцилляторами, с изменением плотности осцилляторов. А что нам мешает также представить «кривизну» трёхмерного пространства, если система связанных осцилляторов будет трёхмерной?! Теперь сближаются или разводятся не два соседних осциллятора, а множество, по всем направлениям! Т. е. я получил представление о кривизне трёхмерного пространства, но отказавшись от самого представления о кривизне, и связав её с синхронными сжатиями или растяжениями осцилляторов в трёхмерной системе связанных осцилляторов, без застревания в сингулярности. Сингулярность – лишь как фаза колебания! Структура среды должна быть как бы кристаллической, квазикристаллической. Найденный мной в ноябре 1983 года радиальный осциллятор плотности я сразу связал с частицей протон, основой атомарного вещества. А скорость колебаний осцилляторов в системе связанных осцилляторов связалась сразу со скоростью света. Вокруг каждого протона с такой колебательной природой должно существовать своё постоянное волновое поле, им же и порождаемое. Скорость распространения этих волн от источника также равна скорости света. Та чудовищная картина августа-сентября 1983 года рухнула, никаких бесконечных скоростей волн и невероятных синхронизаций! Всё стало предельно просто и понятно! Проблема только в том, что эти радиальные колебания плотности осцилляторов – не электромагнитной природы, зафиксировать их нашими приборами невозможно! Как и доказать их реальное существование!               

   Вдохновлённый моим открытием протона, как радиального осциллятора, в феврале-марте 1984 года я нахожу новое понимание явления атомной и ядерной периодичности (спиральный вариант Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева). 5 апреля 1984 года, во время прогулки по набережной, приходит понимание природы гравитации! Летом 1984 года я впервые близко знакомлюсь с работами Эрвина Шрёдингера по волновой механике. Это было потрясением! Тогда же пишу первый свой опус о смысле волновой пси-функции Шрёдингера. Но как потом выяснится – дело гораздо сложнее. Протон становится настоящим протоном, лишь получая спин-орбитальный момент, кольцевое вращение! И не простое вращение, а сложное кольцевое вращение. Т. е. протон движется по кольцевой замкнутой траектории, но в спиралеобразной форме. Тут сочетание спиралеобразного и кольцевого движения. Конечно, никакая математика такую сочетанную динамику потянуть не сможет! Притом, что и сам протон есть колебательная динамика «дыхания вакуума» со своим постоянным волновым полем! Вот почему так сложно понять природу частицы протон! Наука пока обходится кварковыми моделями протонов и электронов.         

   И здесь можно пояснить об антипротоне. Если у протона спиралеобразное спин-орбитальное вращение имеет, условно говоря, правый винт (слева направо, по часовой стрелке), то у антипротона – левый винт (справа налево, против часовой стрелки). Антиматерия состоит из протонов с левой спиральностью. А так между протонами других различий нет. Тут ещё можно добавить и о самой колебательной динамике «дыхания вакуума» протона. Здесь имеется и прямое, и обратное движение, «запаздывающий» и «опережающий» потенциал в одной колебательной динамике. Динамика «дыхания вакуума» содержит в себе частицу и античастицу, но это движение не назад во времени!   

   Работая над этим опусом, мне встретился в сети Интернета материал с названием «Вечная ошибка. Почему масса не увеличивается по мере приближения к скорости света?». Среди комментариев под этой статьёй я встретил отклик человека под именем Евгений Лой. Вот что он пишет: «Протон – это энергия уже имеющая скорость света и проявляющая свойства «материи». Когда «скорость» протона приближается к скорости света, все векторы многомерной внутренней динамики протона перенаправляются в направлении движения частицы. При скорости света все векторы внутренней динамики протона направлены точно по направлению его движения. И всё, дальше некуда». Меня поразила в этом отклике Лоя близость с моими давними мыслями о невозможности достичь протоном скорости света! Я спросил Евгения Лоя о том, как он пришел к подобной идее. Автор ответил: «В четырех компонентной формуле пси-функции Шрёдингера нарисовано, что частица – это набор векторов действия». Вот так нежданно-негаданно получаешь подтверждение твоих давних мыслей и находок!   

   Как сказал выше, в 1983 году, занимаясь темой динамической модели протона, я пришел к варианту протона как когерентной, синфазной радиальной колебательной динамики элементов среды физ. вакуума, колебательной динамики «дыхания вакуума» без застревания в сингулярности, в фазе сжатия! И скорости этих радиальных продольных осцилляции равны скорости света! Структура среды физ. вакуума планковского масштаба – квазикристаллическая. И понятно, что ускорение такого волнового, колебательного протона до скорости света в этой структурной среде – задача очень непростая! И действительно, все векторы многомерной внутренней динамики протона должны изменяться в сторону ускорения протона, что энергетически очень и очень затратно (асимметрия амплитуд)! Сама структура среды физ. вакуума становится тормозом для ускорения. 

   Создание волновой квантовой механики Эрвином Шрёдингером произошло как раз ровно 100 лет назад – в первой половине 1926 года. Хотя Э. Шрёдингер был уверен, что его пси-функция описывает реальное колебание, но научное сообщество не приняло тогда версию автора, и наука пошла иным путём. Пси-функции есть плотность вероятности нахождения частицы. Нынешний мой взгляд на такое вероятностное толкование пси-функции получает подтверждение. Сами видите, что протон с такой сложной, сочетанной динамикой колебательных и вращательных форм не может быть никогда локализован; ни импульс, ни координата протона не могут быть измерены одновременно!    

   И в заключение – о теории струн. Теория струн – вполне закономерный этап развития квантовой теории. Учёные неизбежно должны были придти к теории струн! Только надо понять – что конкретно стоит за этой теорией? А за этой теорией стоит сама структура материальной среды физ. вакуума! Когда в 30-е годы прошлого века учёные поняли, что среда физ. вакуума – не арена физических событий, не пассивный элемент реальности, а сама реальность, то речь должна была идти именно о структуре этой среды. Если в ней происходят процессы, связанные с динамикой, с энергетическими взаимодействиями элементов среды, то среда не может быть бесструктурной, хаотически неупорядоченной, как газовая среда при большой температуре. Среда должна быть в первом приближении – упорядоченной, структурной, вроде структуры кристалла. Но у кого тогда, в 30-е годы, мог повернуться язык – сказать такое?! Ведь был жив Альберт Эйнштейн, который утвердил в физике пустоту и отринул эфир. Релятивизм, относительность скоростей, был ведущей парадигмой физики: есть пустота и движущиеся относительно друг друга системы отсчёта! Какая структурность вакуума, какие взаимодействующие осциллирующие элементы вакуума, что за бред?! И понадобилось ещё 30 лет, чтобы понять, что среда физ. вакуума, действительно, структурна, а частицы, вроде протона, есть локальная колебательная динамика элементов среды физ. вакуума пока неясной ещё формы! Эта форма определилась позднее, в 80-е годы, и получила условное название – колебательная динамика «дыхания вакуума». Но струна эта оказалась не одномерная, а трёхмерная: когерентная синфазные радиальные колебания, сжатие-расширение, без застревания в сингулярности!