Чем отличается электрон от фотона

Разбираемся в физике частиц: 7) частицы – это кванты

Вот мы, наконец, и добрались до нашей цели: понять, что на самом деле представляют собой те штуки, что мы зовём «частицами», а именно – электроны, фотоны, кварки, глюоны и нейтрино. Всё, это, конечно же относится к современной науке. Стоит помнить, что в науке нет никаких гарантий того, что текущее понимание не будет в дальнейшем углублено.

Предыдущая статья описывала, что такое поля – объекты, обладающие значением в любой точке пространства и в любой момент времени (функции от пространства и времени), удовлетворяющие уравнению движения, и физически осмысленные в плане того, что они способны переносить энергию из одного места в другое и влиять на физические процессы Вселенной.

Мы узнали, что большинство знакомых нам полей описывают свойство среды, такой, как высота верёвки или давление в газе. Но также мы узнали, что в эйнштейновской теории относительности существует особый класс полей, релятивистские поля, не требующие среды. Или, по крайней мере, если у них и есть среда, она весьма необычная. Ничто в уравнениях поля не требует наличия какой-то среды и не говорит о том, какое свойство этой среды описывают релятивистские поля.

Так что пока мы будем рассматривать релятивистские поля как элементарные физические объекты вселенной, а не как определённые свойства неизвестной среды. Будет ли среди физиков поддерживаться такая точка зрения и дальше – покажет время.

Мы рассматривали два класса релятивистских полей, и теперь мы изучим их чуть подробнее. Они удовлетворяют либо уравнению движения Класса 0, где c_w = c (где c – универсальный предел скорости, часто называемый «скоростью света»).

Или уравнениям движения Класса 1, где cw=c

В предыдущей статье показано, что μ – минимальная частота волны в таких полях. В этой статье мы будем обозначать её ν_min.

Почему универсальный предел скорости часто называют скоростью света? Волны с уравнением класса 0 перемещаются со скоростью c_w. Свет (общий термин, обозначающий электромагнитные волны любой частоты), перемещаясь через пустое пространство, удовлетворяет релятивистскому уравнению класса 0, поэтому волны света (и волны любых релятивистских полей, удовлетворяющих релятивистскому уравнению класса 0) перемещаются со скоростью c.

Более того, в той же статье мы видели, что если у поля класса 1 есть волна с амплитудой А, частотой ν, длиной волны λ и равновесным состоянием Z₀, то уравнение движения требует, чтобы частота и длина волны были связаны с величиной μ = ν_min, появляющейся в уравнениях, формулой

Это пифагорова формула – её можно при желании представить в виде треугольника, как на рис. 1. Минимальная частота любой волны равна ν_min, а присвоение ν = ν_min (и, следовательно, при λ → ∞), соответствует сжатию треугольника до вертикальной линии (рис. 1, внизу). Также можно получить схожее соотношение класса 0, сделав μ = ν_min нулевым. Потом можно извлечь квадратный корень, и получить

Это уже треугольник, сжатый до горизонтальной линии (рис. 1, справа). В этом случае минимальная частота равна нулю. Поле может колебаться как угодно медленно.

Рис. 1

На А никаких ограничений нет. Но это оттого, что мы игнорируем квантовую механику. Пришло время изучить релятивистские квантовые поля.

Релятивистские квантовые поля

Реальный мир – квантово-механический, поэтому амплитуда А не может быть любой. Она принимает дискретные значения, пропорциональные квадратному корню из n, неотрицательного целого числа, обозначающего количество квантов колебаний в волне. Хранящаяся в волне энергия равна

Где h – постоянная Планка, обязательно появляющаяся там, где квантовая механика имеет значение. Иначе говоря, энергия, связанная с каждым квантом колебаний, зависит только от частоты колебаний волны, и равна

Это соотношение впервые было предложено, конкретно для волн света, Эйнштейном в 1905 году, в его объяснении фотоэлектрического эффекта.

Но вспомним наше пифагорово соотношение частоты и длины волны. Если мы умножим его на h 2 , мы получим, что для кванта поля класса 1

Выглядит знакомо. Мы уже знаем, что любой объект в эйнштейновской теории относительности должен удовлетворять уравнению, описывающему его энергию, импульс и массу:

Ещё одно пифагорово соотношение. Минимальная энергия объекта равна mc 2 , что напоминает утверждение о минимальной частоте, которой может обладать волна класса 1, ν_min. У нас может возникнуть искушение предположить, что, вероятно, для кванта релятивистского поля

Первое уравнение впервые появилось в работе Луи Де Бройля в 1924 году – почти через 20 лет после Эйнштейна. Почему это заняло так много времени? Я не знаю.

Рис. 2

Имеет ли это смысл? Как мы отмечали, в релятивистские поля класса 0 входят и электрические поля, а их волны – это электромагнитные волны, то есть, свет. Версия формулы (*), которую мы получаем для квантов класса 0, такая же, как для полей класса 1, у которых μ = ν_min приравнивается к нулю – то есть, m = 0. Извлечём квадратный корень, и получим

Или Эйнштейновское уравнение для безмассовых частиц. А кванты электромагнитных волн (включая все виды света: видимый, ультрафиолет, инфракрасный, радиоволны, гамма-излучение, и т.п., отличающиеся только частотой, и, следовательно, энергией квантов) и правда будут безмассовыми частицами – как только мы применим указанную выше пару уравнений (**) и (***). Это фотоны.

Из уравнения (***) мы, наконец, можем подсчитать массу частицы. Каждая обладающая массой частица – это квант поля класса 1. Минимальная частота таких волн равна ν_min. Минимальная энергия одного кванта такой волны равна h, помноженной на частоту. А масса частицы – просто минимальная энергия, делённая на c 2 .

Если мы хотим понять, откуда берётся масса частицы, нам нужно понять, что определяет ν_min, и почему вообще существует минимальная частота. Для таких частиц, как электроны и кварки, это полностью неясно, но известно, что в этом важную роль играет поле Хиггса.

Заключим: частицы природы – это кванты релятивистских квантовых полей. Безмассовые частицы – это кванты волн полей, удовлетворяющих уравнению класса 0. Обладающие массой соответствуют полям уравнения класса 1. Всяких деталей существует множество, но этот факт – одно из основных фундаментальных свойств нашего мира.

Действительно ли эти кванты ведут себя как частицы?

Мы представляем себе частицы, как частички пыли или песчинки. Кванты в этом смысле частицами не являются – это волны, у которых для определённой частоты есть минимальные энергия и амплитуда. Но они ведут себя так похоже на частицы, что нас можно простить за использование слова «частица» в их описании. Посмотрим, почему так.

Если поднять волну в воде, и позволить ей пройти через камни, лежащие неглубоко под поверхностью, часть волны перейдёт линию камней, а часть отразится, как показано на рис. 3. То, какая именно часть волны перейдёт линию, зависит от формы камней, их близости к поверхности, и т.п. Но суть в том, что часть волны передаётся через камни, а часть отразится. Часть энергии волны пойдёт в том же направлении, часть пойдёт в обратном.

Но если вы отправите один фотон в сторону отражающего стекла, этот фотон либо пройдёт сквозь него, либо отразится (рис. 4). Точнее сказать, если вы измерите поведение фотона, то узнаете, отразился он или передался. Если не измерите – невозможно будет сказать, что произошло. Добро пожаловать в болото квантовой механики. Фотон – это квант. Его энергию нельзя поделить на часть, которая прошла через стекло, и часть, которая отразилась – потому что тогда с каждой стороны будет меньше одного кванта, что запрещено. (Мелкий шрифт: стекло не меняет частоту фотона, поэтому энергию нельзя разделить между двумя или более квантами меньших частот). Так что фотон, хотя это и волна, ведёт себя как частица в этом случае. Он либо отражается от стекла, либо нет. Отражается он, или нет – этого квантовая механика не предсказывает. Она даёт только вероятность отражения. Но она предсказывает, что, что бы там ни произошло, фотон будет путешествовать как единое целое и сохранять свою идентичность.

А что будет с двумя фотонами? Это зависит. К примеру, если фотоны испущены в разное время из разных мест, то наблюдатель увидит два кванта, разделённых в пространстве, и, вероятно, двигающихся в разных направлениях (рис. 5). У них могут быть и разные частоты.

Рис. 5: независимые кванты

В особом случае, когда два фотона испускаются совместно и идеально синхронно (как в лазерах), они ведут себя, как показано на рис. 6. Если мы отправим комбинацию из двух фотонов на стекло, то сможет случиться не две, а три вещи. Либо оба фотона пройдут через стекло, либо оба отразятся, либо один пройдёт, а другой отразится. От стекла отразятся 0, 1 или 2 фотона – других вариантов нет. В этом смысле кванты света опять ведут себя, как частицы, как маленькие мячики – если бросить два мяча в решётку, в которой есть отверстия, то от решётки смогут отразиться 0, 1 или 2 мяча, и через отверстия пройдут 0, 1 или 2 мяча. Не существует возможности, в которой от решётки отразится 1,538 мяча.

Но это фотоны, которые, не имея массы, обязаны двигаться со скоростью света и E = p c. Что насчёт частиц с массой, вроде электронов? Электроны – это кванты электрического поля, и, как и фотоны, их можно испускать, поглощать, отражать или передавать как единое целое. У них есть определённые энергия и импульс, , где m_e — это масса электрона. Отличие электронов от фотонов в том, что они движутся медленнее света, поэтому могут и покоиться. Зарисовка такого события (в квантовой механике из-за принципа неопределённости ничто не может быть по-настоящему статичным) стационарного электрона дана на рис. 7. Это волна минимальной частоты, полученной присвоением длине волны очень большого, практически бесконечного, значения. Поэтому пространственная форма волны на рис. не демонстрирует никаких извилин – она просто колеблется во времени.

Так что, да, на самом деле кванты ведут себя очень похоже на частицы, и потому называть электроны, кварки, нейтрино, фотоны, глюоны, W-частицы и частицы Хиггса «частицами» не будет катастрофическим обманом. Но слово «квант» подходит для этого лучше – потому что это именно кванты.

Чем фермионы и бозоны отличаются друг от друга

• Все элементарные частицы делятся на фермионы и бозоны.
• Фермионы (включая электроны, кварки и нейтрино) удовлетворяют принципу запрета Паули – два фермиона одного типа не могут делать одно и то же.
• Бозоны (включая фотоны, W и Z частицы, глюоны, гравитоны и частицы Хиггса) другие: два или более бозонов одного типа могут делать одно и то же.

Именно поэтому из фотонов можно делать лазеры – поскольку они бозоны, они могут находиться в одинаковом состоянии и порождать мощный луч одного света. Но лазер нельзя сделать из электронов, являющихся фермионами.

Как проявляет себя это различие на языке математики? Оказывается, что приводимые мною формулы подходят для бозонов, а для фермионов их нужно изменить – слегка, но с большими последствиями. Для бозонов у нас будет:

Что означает, что энергия каждого кванта равна h ν. Это подразумевает, что кванты-бозоны могут делать одно и то же; когда n больше 1, у бозонного поля волна будет состоять из нескольких квантов, колеблющихся и движущихся совместно. Но для фермионов:

Энергия одного кванта всё ещё равна h ν, так что всё обсуждение частиц и их энергий, импульса и масс остаётся в силе. Но количество квантов у электронной волны может равняться только 0 или 1. Десять электронов, в отличие от десяти фотонов, нельзя организовать в одну волну большей амплитуды. Поэтому не существует фермионных волн, состоящих из большого количества фермионов, колеблющихся и движущихся совместно.

Фотон повел себя как частица при взаимодействии с электроном

Израильские ученые впервые показали, как фотон взаимодействует с электроном, проявляя при этом свойства частицы, а не волны. Результаты работы могут иметь важное значение для будущих исследований, посвященных изучению фотонов и их взаимодействия со свободными электронами.

Никита Шевцев
SimplySci Animations

Обычно свет ведет себя как волна при взаимодействии со свободными электронами, но ученым удалось сделать так, чтобы фотоны вели себя как частицы

В течение нескольких десятилетий физикам было известно, что свет можно описать одновременно как волну и частицу. Этот так называемый корпускулярно-волновой дуализм света обусловлен классической и квантовой природой электромагнитных возбуждений — процессов, посредством которых создаются электромагнитные поля. До сих пор во всех экспериментах, в которых свет взаимодействует со свободными электронами, он описывался как волна.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Однако исследователи из Израильского технологического института Технион смогли показать на практике существование нового типа взаимодействия свободных электронов с фотонами, в котором последние проявляют свойства частиц. Экспериментальное исследование основывалось на двух теоретических исследованиях, проведенных за два года до этого. Работы предсказывали существование такого взаимодействия, и тогда физики начали поиск системы, в которой они смогли бы экспериментально проверить это.

Для этого ученым понадобились два компонента: устройство, которое бы обеспечило наилучшее электрон-фотонное взаимодействие, и генератор фотонов, создающий максимально интенсивное излучение. Обратившись за помощью к коллегам, физики смогли разработать метод, позволяющий увеличить эффективность взаимодействия частиц в сто раз по сравнению со всеми предыдущими экспериментами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Объединив различные элементы и проведя очень сложный эксперимент с использованием сверхбыстрого просвечивающего электронного микроскопа, ученые смогли достичь основной цели: они продемонстрировали первое взаимодействие между свободным электроном и светом с различными квантовыми свойствами. Авторы наблюдали, как меняется энергетический спектр электронов в ответ на взаимодействие с фотонами. Изменение статистики, которое они наблюдали, варьировалось в зависимости от интенсивности накачки лазера в оптическом усилителе.

Результаты работы исследователей доказывают, что можно временно формировать электроны с помощью света с непрерывной волной (CW). Этот результат может позволить интегрировать кремниевые фотонные чипы в электронные микроскопы, чтобы расширить возможности этого метода — например, снизить временное разрешение до диапазона в несколько аттосекунд без ущерба для пространственного разрешения.

Свет, фотоны, скорость света, эфир и другие «банальности»

Методология современной физики, возникшая на «дрожжах» теории относительности, привела к невиданному шатанию умов и к появлению на ее основе множества научных теорий, похожих больше на фантазии средневековых схоластов.

Так, например, профессор Вейник, печально известный тем, что пострадал за критику теории относительности (он просто ее высмеял), пишет в «Термодинамике» – учебнике для студентов [1]: «…важный недостаток квантовой механики – это отсутствие руководящих идей, которые бы позволили судить о структуре частицы. В результате такая банальная элементарная частица, как фотон, попала в разряд исключительных (этому, по-видимому, способствовало то, что свет длительное время считался волной, а также формула Е = mc 2 Эйнштейна). На самом деле фотон в принципе не отличается от электрона и других элементарных частиц (об этом можно судить по фотографиям…). Достаточно было разобраться в структуре электрона или фотона, чтобы составить полное представление обо всем микромире и об управляющих ими законах. Согласно общей теории (Вейника – Н.Н.), элементарная частица – это ансамбль микрозарядов. К последним относятся: масса (субстанционы), пространство (метроны), время (хрононы), электрон, термон, постоянная Планка и т.д. Число различных элементарных частиц бесконечно велико».

Таким образом, мы видим как пространство – время, волна – частица, принцип неопределенности, эквивалент массы – энергии и другие «сущности» продолжают порождать все новых чудовищ в виде термонов, метронов, хрононов и субстанционов. Что же касается фотографии, то если бы Вейнику показали снимок ночного шоссе, он точно так же определил бы «банальность» автомашины, оставляющей след фар на фотоснимке. «Сон разума порождает чудовищ» (Гойя).

«Причину всех естественных явлений постигают при помощи соображений механического характера, в противном случае приходится отказаться от всякой надежды когда – либо и что-нибудь понять в физике». (Гюйгенс «Трактат о свете» [2]). Эту же мысль в разных вариантах высказывали известнейшие исследователи и мыслители разных времен: Аристотель, Галилей, Ньютон, Гук, Декарт, Даламбер, Френель, Фарадей, Гельмгольц и многие другие. Так, Максвелл в «Трактате об электричестве и магнетизме» [3] написал: «В настоящее время мы не можем понять распространение (взаимодействия – Н.Н.) во времени иначе, чем-либо, как полет материальной субстанции через пространство, либо как состояние движения или напряжения в среде, уже существующей в пространстве… Действительно, как бы энергия не передавалась от одного тела к другому во времени, должна существовать среда или вещество, в которой находится энергия, после того как она покинула одно тело, но еще не достигла другого… Следовательно, все эти теории (волновые, взаимодействия и электромагнетизма – Н.Н.) ведут к понятию среды, в которой имеет место распространение, и если мы примем эту среду как гипотезу, я думаю, она должна занять выдающееся место в наших исследованиях, и следует попытаться построить мысленное представление ее действия во всех подробностях; это и являлось моей постоянной целью в настоящем трактате».

Но попытаемся теперь представить по Вейнику возникновение фотона: летел, летел «возбужденный» электрон по орбите, и вдруг от него отрывается некая «банальная сущность», которая, не имея на то никаких причин и оснований, независимо от скорости и циклической частоты электрона, приобретает свою частоту колебаний (после подсчета количества энергии, которую он должен забрать?), а массу – уж какая получится! Следствие здесь не порождено причинами, а физические соображения не подкреплены логикой и законами механики. Какие уж тут «мысленные представления» Максвелла?!

Итак, Максвелл утверждает, что энергию на расстояние можно перенести лишь двумя способами: либо вместе с веществом (массой), либо волнами через промежуточную среду. Существование якобы особого вида материи – электромагнитного поля – результат проникновения в физику ненаучного мышления. Это даже не теплород, которым достаточно успешно описывалась энергия колебания атомов и молекул вещества и, одновременно, тепловое (электромагнитное) излучение. Это просто попытка завуалировать свое незнание и бессилие перед загадкой природы.

Над этой загадкой бьются великие умы человечества, начиная с древнегреческих, древнеарабских, древнеиндийских и древнекитайских мыслителей, с Ньютона, Гука, Гюйгенса, кончая современными исследователями, которые, хотя и добились великих достижений в использовании света (лазеры и др.), однако их знания о существе света остались еще очень далеки от истинных.

Взгляды Ньютона [4] на природу света были весьма противоречивы и непоследовательны. Хотя он и явился родоначальником истинно научного мышления, боязнь выдвижения научных гипотез без достаточного запаса экспериментальных и наблюдательных фактов привела его к другой крайности: к скованности мышления и к отсутствию последовательности в выводах. Так, его взгляды относительно взаимодействия тел на расстоянии привели его к мысли о существовании промежуточной среды; но при рассмотрении природы света он отвергает эту среду только из-за того, что «нет достаточного запаса опытов, коими законы действия этого эфира были бы точно определены и показаны».

Конечно, в его время постановка вопроса о свойствах и составе эфира была преждевременна, поскольку отсутствовали даже такие науки, как оптика, электромагнетизм, атомная и молекулярная физики и многие другие. И даже в наше время такие науки как о ядре атома и об элементарных частицах еще «плавают в тумане». Что же говорить об эфире – следующей ступени строения вещества?

Однако наблюдений, фактов, экспериментов и знаний о свойствах эфира становилось все больше, и все великие и сколько-нибудь значимые теории возникли лишь благодаря «мысленному построению его действия». Эйнштейн и Инфельд назвали его «лесами» для строительства теорий, которые можно убрать в угоду существования общего принципа относительности. Но теперь трудно себе представить, что возникли бы такие науки, как оптика и электромагнитная теория, если бы общий принцип относительности появился раньше их.

«Волновая теория победила теорию истечения Ньютона безукоризненно качественной и количественной точностью своих предсказаний» (С. Вавилов [5]) и не только этим. Во-первых, независимость скорости света от скорости источника нельзя объяснить теорией истечения. Ньютон как раз считал, что скорость фотонов складывается со скоростью источника. Во-вторых, теория истечения предсказывала увеличение скорости света в более плотной среде, а волновая теория Гюйгенса – уменьшение этой скорости. Прямые эксперименты по замеру скорости в плотной среде, произведенные Физо и Фуко, подтвердили волновую природу света.

Волновая теория света была подтверждена и теоретическими и экспериментальными работами Фарадея, Максвелла, Герца, Лебедева и других исследователей. Максвелл, например, в своем «Трактате…» написал: «…светоносная среда при прохождении света через нее служит вместилищем энергии. В волновой теории, развитой Гюйгенсом, Френелем, Юнгом, Грином и др., эта энергия считается частично потенциальной и частично кинетической. Потенциальная энергия считается обусловленной деформацией элементарных объемов среды, и значит, мы должны рассматривать среду как упругую. Кинетическая энергия считается обусловленной колебательным движением среды, поэтому мы должны считать, что среда имеет конечную плотность. В теории электричества и магнетизма, принятой в настоящем трактате, признается существование двух видов энергии – электростатической и электрокинетической, и предполагается, что они локализованы не только… в телах, но и в каждой части окружающего пространства… Следовательно, наша теория согласуется с волновой теорией в том, что обе они предполагают существование среды, способной стать вместилищем двух видов энергии». При этом и Максвелл и Фарадей как люди широких научных взглядов указали на то, что эфир нужен не только для волновой теории света (электродинамизма), но и для передачи взаимодействий. Этот весьма важный аргумент игнорируется до сих пор современными исследователями как результат необходимости видеть «новое платье короля» – искривление пространства-времени.

Вот как написал об этом сказочник Андерсен: «Они выдали себя за искусных ткачей и сказали, что могут соткать такую чудесную ткань, которая отличается удивительным свойством – становится невидимой для всякого человека, который сидит не на своем месте или непроходимо глуп… «Я не глуп, – думал сановник. Значит я не на своем месте? Вот тебе раз! Однако нельзя и виду подавать!»

С. Вавилов написал: «Волновая теория торжествовала, казалось, окончательную победу… Но торжество оказалось очень преждевременным… Волновая теория оказалась беспомощной перед квантовыми законами действия света». [5]

Мы же теперь зададимся вопросом: неужели этот единственный факт против множества других смог так резко изменить мнение ученых?! Да, присутствует дискретность излучения; да, фотон летит как монолитная частица. Но разве нет аналогичного поведения звука в воздухе? Или наоборот: разве нет поведения электромагнитных волн подобного звуку?

Герц [6] и его последователи прекрасно увидели свойство электромагнитного излучения передавать в окружающее пространство сферические волны, не локализованные в пространстве. (Кстати, они и не квантованы, как утверждают современные светила, поскольку они – результат не перескока электронов с одной орбиты на другую, а ускоренного движения свободных электронов в проводнике). Благодаря такому свойству длинных электромагнитных волн мы смотрим телевизор и слушаем радиоприемник из любой точки сферы вокруг излучателя. Однако, как только частота электромагнитных волн переходит некоторую границу в сторону увеличения, появляется направленность излучения.

То же самое происходит и со звуком. Правда, такие свойства звука были открыты совсем недавно, в связи с получением ультразвука. Оказалось, что ультразвуковые волны имеют острую направленность и могут рассматриваться как частицы, локализованные в пространстве. Вот вам и «беспомощность волновой теории»! Оказывается, что каждый раз, когда исследователи сами беспомощны что-либо объяснить, они обвиняют в этом классическую механику.

Как показал Фейнман [7], законы колебаний зависят от частоты, так как от нее зависит характер процессов, протекающих в среде. Однако сам он удовлетворился лишь выводом уравнения колебаний, когда давление и температура в упругой волне меняются адиабатически. Ни один из исследователей, в том числе и Фейнман, не рассмотрели высокие частоты колебаний относительно длины свободного пробега частиц, когда процессы, происходящие при этом, приводят к поглощению тепла. В этом случае совершенно очевидно, что колебание не может распространяться сферической волной из-за распределения направлений движения отдельных частиц. Оно может быть только остро направленным, поскольку частота колебаний меньше «частоты» свободного пробега частиц.

Из аналогии со свойствами ультразвука следует вывод о том, что локальность совсем не противоречит волновой теории. Мало того, не окажется ли, что воздух ведет себя при этом как металл, и ультразвук обладает поперечными волнами?

Кроме локальности, фотоны, в отличие от радиоволн, обладают еще одним важным свойством, связанным с их происхождением: строго дозированной энергией. Это свойство фотонов связанное со строением атомов, не должно распространяться на весь спектр электромагнитных волн. И тут, тем более, постоянная Планка как характеристика энергии фотонов не должна рассматриваться в более широком смысле, как это делается на каждом шагу в физике в последнее время. К дискретности времени, пространства и массы постоянная Планка не имеет никакого отношения.

В связи со строгой дозированностью энергии фотонов возникла новая наука – квантовая механика, в которой с самого начала и до сих пор осталось несколько нерешенных вопросов. Первый: почему электроны атома, двигаясь по круговой или эллиптической орбите, не излучают фотонов, хотя испытывают при этом центростремительное ускорение? Второй: каков механизм испускания и поглощения фотонов?

Первый вопрос связан с заблуждением, которое повторяется во всех учебниках и научных трудах по квантовой механике. Так, например, у Семенченко в «Избранных главах теоретической физики» [8] читаем: «Электроны не могут двигаться вокруг ядра продолжительное время, так как по законам классической электродинамики всякий ускоренно движущийся электрон излучает электромагнитную энергию. Вследствие этого кинетическая энергия электрона уменьшается, и в конце концов он должен упасть на ядро». А Кайгородский даже подсчитал в «Физике для всех» [9] время падения электрона на ядро – сотые доли секунды!

Прошу посмотреть читателя на уравнение классической электродинамики Вебера, состоящее из трех слагаемых. Первое слагаемое – закон Кулона, второе – изменение силы взаимодействия в результате запаздывания потенциала, третье – это то, что относится к нашей теме излучения. Здесь мы видим, что в формулу Вебера входит скалярная величина расстояния между взаимодействующими частицами. Это означает, что при неизменном расстоянии между ядром и электроном и первая и вторая производные равны нулю. Следовательно, в этом случае должны отсутствовать запаздывание потенциала и излучение. А значит, не всякий ускоренно движущийся электрон излучает энергию. Движущийся по круговой орбите электрон не должен излучать! Поражает, как долго осталась незамеченной столь существенная ошибка!

Решение второго вопроса было подсказано Гюйгенсом. Он предположил: «Свет возникает благодаря толчкам, которые движущиеся частицы тел наносят частицам эфира». До появления соотношения де Бройля для длин волн эта фраза Гюйгенса как бы «висела в воздухе». Соотношение де Бройля должно было стать фундаментом для исследования причин появления как самого соотношения, а как следствия волн де Бройля – появления фотонов. Однако вывод об индетерменированности квантовой механики, сделанный Борном, Гейзенбергом и Бором, а также отказ от эфира, сделанный Эйнштейном, увел физиков в сторону от этой проблемы.

Видимо, следует предположить, что волны де Бройля – реальный процесс «толчкового» движения частиц, причиной которого является неравномерность запаздывания потенциала, а фотон является отрезком локальных (остронаправленных) волн эфира, имеющих в начале и в конце немного разную частоту колебания (ширину спектральной линии), что связано с замедлением скорости электрона при перескоке его с одной устойчивой орбиты на другую.

Толчковое движение частиц как следствие неравномерности запаздывания потенциала может явиться решением еще одного из вопросов квантовой механики – существования устойчивых дискретных орбит электрона. Устойчивые орбиты являются, видимо, результатом резонанса циклических и толчковых колебаний.

Таким образом, несмотря на множественные заклинания ортодоксальных релятивистов о том, что возвращения к классической физике, к эфиру, к механическим взглядам, к причинности и к волновым представлениям света нет и быть не может, мы должны это сделать, иначе «придется отказаться от всякой надежды когда-либо и что-нибудь понять в физике»

Литература:

1. А.И. Вейник. Термодинамика. Высшая школа, Минск, 1968, стр. 434.
2. Х. Гюйгенс. Трактат о свете. Лейден, 1703. Пер. с лат. в сб. под ред. Г.М. Голина и С.Р. Филоновича «Классики Физической науки», Высшая школа, 1989, стр. 131-140.
3. Дж. К. Максвелл. Трактат об электричестве и магнетизме, т. 1, 2, Оксфорд, 1873. Пер. с англ. Наука, М., 1989.
4. И. Ньютон. Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света. Лондон, 1706. Пер. с лат. под ред. Г.С. Ландсберга, Гостехиздат, М., 1981.
5. С.И. Вавилов. Глаз и солнце. Наука, М., 1976.
6. Г. Герц. О весьма быстрых электрических колебаниях. der Ph., b. 31, s. 421…448. Пер. с нем. в сб. под ред. Г.М. Голина и С.Р. Филоновича «Классики Физической науки», Высшая школа, 1989.
7. Г. Герц. Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении. Ann. der Ph., b. 34, s. 609…623. Пер. с нем. в сб. под ред. Г.М. Голина и С.Р. Филоновича «Классики Физической науки», Высшая школа, 1989.
8. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Пер. с англ., т. 3, 4, Мир, М., 1976, стр. 391…398.
9. В.К. Семенченко. Избранные главы теоретической физики. Просвещение, М., 1966, стр. 131.
10. А.И. Китайгородский. Физика для всех, т. 3 (Электроны), Наука, М., 1979.

Ранее опубликовано: «Наука Казахстана» №5 (65), 1…15 марта 1996 г.

Фотон, нейтрино, электрон, протон, нейтрон

1. ФОТОН обменная частица у электрона.
2. Электрон может, как излучать, так и поглощать фотон.
3. Излучившись, фотон летит прямолинейно со скоростью света.
4. Скорость фотонов не постоянная, а зависит от скорости источника и скорости приёмника, алгебраически складываясь с ними.
5. Фотон не обладает ни электрическими, ни магнитными свойствами и не является электромагнитным полем. Фотон электронейтрален, так как не взаимодействует ни с электрическими, ни с магнитными полями.
6. Фотон надо представить как частицу, состоящую из определённого количества фотоников, которые как единое целое движутся в пространстве со скоростью света, и с каждым колебанием излучающую эфирную частицу фотоник. В полёте фотон совершает поперечные колебания частицами фотониками, из которых он состоит.
7. Из этого следует, что теоретически энергия (инерция) фотона вычисляется по формуле ,
где: — энергия (инерция) фотоника, самый минимальный квант электромагнитной энергии в природе;
— масса фотоника, ;
— количество фотоников;
— скорость света.
Это теоретическая формула для определения энергии фотона, а практически пользуются формулой Планка ,
где: — частота фотона;
— коэффициент пропорциональности.
8. Любой коэффициент пропорциональности должен быть определён экспериментально. Но во времена Планка это ещё не было возможным. Вместо эксперимента в качестве коэффициента Планк ‘подыскал’ якобы константу из другой формулы, связанную с инфракрасным диапазоном, что недопустимо. Экспериментом для определения коэффициента пропорциональности связи частоты и энергии в формуле Планка является аннигиляция электрона и позитрона , в результате которой появляются два фотона с массой и энергией, как у взаимодействующих частиц. Однако до настоящего времени эта частота не измерена. А этот эксперимент якобы был произведён в 1933 году. Фальшивыми являются и другие частоты, которые рассчитываются не в результате экспериментов, а через постоянную Планка. Поэтому разбираться с постоянной Планка придётся в будущем. Пользоваться пока будем коэффициентом постоянная Планка взятым с ‘потолка’.
9. Место фотонов в составе материи.
Состав материи. Материя состоит из трёх субстанций.
1 субстанция — эфир (фотоники и нейтриники).
2 субстанция — обменные частицы (фотоны и нейтрино).
3 субстанция — вещество (элементарные частицы вещества: электроны и протоны).
Структура материи. Вся материя состоит из двух частиц — фотоников и нейтриников. Сразу можно сказать, что фотон, электрон и позитрон состоят из фотоников. Это доказывает реакция аннигиляции .
Таким образом, вещество можно разделить на две части: зарядовую и нейтральную.
Зарядовая — это электрон и позитрон. Нейтральная — это ‘протон без позитрона’.
10. Характеристики фотонов: масса, скорость, частота, амплитуда и энергия (инерция).
11. Фотон — это частица, обладающая, как и положено частицам массой. Любые объекты материи в природе (Вселенной) обладают массой, так как количественная мера материи — это масса. Объекты материи, не обладающие массой, — это либо фантазии, либо больное воображение. О таком обмане и написал Андерсен в сказке про голого короля.
12. Вот доказательства того, что фотон частица, обладающая массой, а не волна.
12.1. Волна — это процесс передачи колебания от одной частицы упругой среды к другой частице. В этом процессе должна быть обязательно упругая среда и должен быть обязательно процесс передачи колебаний от одной частицы к другой по направлению распространения волны. Поэтому волны бывают только акустическими и могут происходить только в упругой среде. Колеблется сама среда, и это назвали звуком (звуковой волной). Среда состоит из атомов и молекул, связанных между собой молекулярным или гравитационным взаимодействием, и поэтому обладает упругостью. Среда колеблется только за счёт упругости.
Излучившись, фотоны летят прямолинейно. В полёте фотон совершает поперечные колебания своими структурными частицами — фотониками. Подлетая к дифракционной щели, фотон в зависимости от фазы (амплитуды) поперечного колебания, цепляется за край щели и отклоняется от прямолинейного направления движения, рисуя за решёткой интерференционную картинку.
Акустические волны бывают только продольными, так как распространяться колебательный процесс в среде может по всем направлениям и только последовательно вперёд. Поперечные колебания передаваться вперёд не могут. Поэтому легко представить, что поперечных волн в природе не может быть.
12.2. Поляризованным бывает только свет, так как он представляет собой прямолинейно движущиеся частицы фотоны, которые в полёте совершают поперечные колебания относительно направления движения. Это доказывает эффект дифракции и интерференции. Именно,частицы фотоны, а не волны.
Если луч света пропустить через прозрачное вещество, например, турмалиновую пластинку, то он станет поляризованным. Это значит, что у фотонов ось колебаний будет отклонена от направления движения на строго определённый угол, зависящий от вещества пластинки. Это смещение оси колебаний фотона по отношению направления движения фотона и является эффектом поляризации. У волн такого эффекта быть не может. Волны поляризовать нельзя. Поэтому называть свет электромагнитной волной абсурдно и невежественно. В физике такого абсурда и невежества очень много. Этот абсурд и невежество утверждены программой образования и обязательны для всех.
А фотон — это частица, совершающая поперечные колебания относительно направления полёта. Поэтому ось колебаний фотона может не совпадать с направлением полёта. То есть фотон может лететь боком. Такой эффект может быть только у частиц. Это доказывает, что фотон частица. Только частица может стать поляризованной. Какие Вам ещё нужны доказательства, что свет это не волна, а частицысовершающие колебания в полёте.
Теперь можно ответить на вопрос: Могут ли волны быть поляризованными? А если нет, то, что из этого следует? А из этого следует, что свет (фотоны) нельзя называть электромагнитными волнами. Это доказывает эффект поляризации. Кроме того, фотон — это частица, и как положено всякой частице обладает массой. Характеристики фотона: частота, скорость, амплитуда, масса и энергия (инерция). Никакой длины волны нет — это обман. Необходимо подбирать терминологию, соответствующую процессам в природе и правильно этот процесс описывающим. Термин электромагнитная волна — это один из основных элементов запутывания физики и одурачивания людей. Вы поняли, что Вас до сих пор заставляют заучивать много абсурдных и невежественных терминов, неправильно описывающих процессы в природе. Всегда вместо частоты подсовывается длина волны.
ПРИМЕЧАНИЕ. ‘В первые годы XIX столетия исследованием этого явления занялся французский военный инженер Этьенн Малюс (1775 — 1812). В 1808 г. он обнаружил, что свет, отраженный от воды под углом 52градусов 45′, обладает тем же свойством, что и свет, прошедший через кристалл исландского шпата, причём отражающая поверхность как бы является главным сечением кристалла. Как раз в то время, когда Малюс проводил свои исследования, Парижская Академия наук объявила конкурс (1808 г.) на лучшую математическую теорию двойного лучепреломления, подтверждаемую опытом. Малюс принял участие в этом конкурсе и получил премию за свой имеющий историческое значение труд «Theorie de la double refraction de la lumiere dans les substances cristalisees» («Теория двойного лучепреломления света в кристаллических веществах»), опубликованный в 1810 г. В нем Малюс описывает свое открытие и найденный им закон. Для его объяснения он принимает точку зрения Ньютона, объявив себя, таким образом, сторонником корпускулярной теории света. В естественном свете, как он теперь называется, корпускулы света ориентированы по всем направлениям, при прохождении же двояко преломляющего кристалла или при отражении они ориентируются определенным образом. Свет, в котором корпускулы имеют определенную ориентацию, Малюс назвал поляризованным; это слово и его производные остались в физике и до наших дней’. (Из энциклопедии).
Получается, что и Ньютон, и Малюс ещё в те времена правильно понимали и правильно описывали исследуемые процессы. Свет в их представлении это частицы (корпускулы), а не волны. Гюйгенс и его волновая теория света не смогли объяснить явление поляризации, поскольку световые волны в его теории предполагались продольными.
С этого времени волновая теория света потерпела крах. Объяснить явление поляризации света в те времена смог только Ньютон, придерживавшийся корпускулярной теории света. Он выдвинул идею об отсутствии осевой симметрии светового луча и этим сделал важный шаг к пониманию поляризации света.
Однако при составлении утверждённой программы образования в начале 20 века открытия Ньютона и Малюса специально были фальсифицированы (свет стал одновременно частицей и волной, а это вершина маразма) и включены туда в искажённом виде и стали обязательны для всех. Поэтому с начала 20 века (точнее с 1905 года, когда появилась первая теория Эйнштейна) Вас заставляют называть свет электромагнитной волной.
13. Фотоны — это кванты электромагнитного излучения.
Диапазоны частот электромагнитного излучения (гамма-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение и радиодиапазон) мы можем регистрировать. Кванты с массой и энергией меньше радиодиапазона мы регистрировать не можем.
14. Какие функции выполняют фотоны в природе?
Фотоны создают эфирные частицы — фотоники и переносят электромагнитную энергию (инерцию) всех диапазонов частот, в частности, инфракрасные фотоны переносят тепловую энергию (инерцию).

Активированная ссылка на статью с формулами находится внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/terminy51-1.shtml

НЕЙТРИНО обменная частица у протона. Протон может, как излучать, так и поглощать нейтрино. Нейтрино надо представить как частицу, состоящую из определённого количества нейтриников, которые как единое целое движутся в пространстве со скоростью отличающейся от скорости света (смотри стр. 162), и с каждым колебанием излучают нейтриник.
Место нейтрино в составе материи.
Состав материи. Материя состоит из трёх субстанций.
1 субстанция — эфир (фотоники и нейтриники).
2 субстанция — обменные частицы (фотоны и нейтрино).
3 субстанция — вещество (элементарные частицы вещества: электроны и протоны).
Структура материи. Вся материя состоит из двух частиц — фотоников и нейтриников. Сразу можно сказать, что фотон, электрон и позитрон состоят из фотоников. Это доказывает реакция аннигиляции .
Таким образом, вещество можно разделить на две части: зарядовую и нейтральную.
Зарядовая — это электрон и позитрон. Нейтральная — это ‘протон без позитрона’.
Нейтрино, ‘протон без позитрона’ состоят из эфирных частиц нейтриников.
Нейтрино — это кванты нейтрального излучения. Регистрировать и идентифицировать их (утверждать, что нейтрино солнечное или другое) невозможно во всём диапазоне частот. Однако есть способы регистрации нейтрино определённых масс и энергий. (Об этом на стр. 158). Они основаны на взаимодействии нейтрино с ядрами химических элементов. Вычисляют массу и энергию нейтрино как ‘дефект массы’ при излучении или поглощении ядром химического элемента, чтобы соблюдался закон сохранения массы и энергии. ‘Улавливают’ их с помощью нейтринных телескопов, установленных в шахте на глубине 1,5 км. Нейтринный телескоп представляет собой баллон 390000 литров, заполненный перхлорэтиленом (C2Cl4) весом 615 тонн. За 3 — 4 месяца всего лишь около 40 ядер изотопа , содержащегося в перхлорэтилене, благодаря взаимодействию с нейтрино превращаются в ядра радиоактивного аргона, который уже можно непосредственно регистрировать:
или .
Эта реакция имеет энергетический порог 814 кэВ, поэтому регистрируются только нейтрино с относительно высокими энергиями. Считается, что величина нейтринного потока определяется по количеству образовавшегося аргона. Но это неверно и даже невежественно, так как таким способом регистрируются нейтрино одной строго определённой частоты. При других реакциях бета-распада нейтрино будут других частот, масс, энергий. Фотоны и нейтрино рождаются в звёздах при реакциях термоядерного синтеза. При каждой реакции излучается фотон и нейтрино, поэтому во Вселенной фотонов и нейтрино одинаковое количество. Современный метод регистрации нейтрино меньших энергий основан на использовании галлия в качестве детектирующего материала:
.
Энергетический порог в данном случае составляет 233 кэВ. Однако это довольно дорогостоящий эксперимент.
Итак, нейтрино попавшее в сечение ядра хлора или галлия взаимодействует с одним нейтроном. Нейтрон состоит из протона и электрона. Протон в составе нейтрона поглощает нейтрино и отпускает электрон . Электрон вылетает из ядра хлора. Но так как вместо нейтрона остаётся положительно заряженный протон, в состав которого добавилось нейтрино, то хлор превращается в следующий химический элемент аргон, аналогично галлий превращается в германий.
Электроны хорошо поддаются регистрации. Нейтринные телескопы с разными детекторами (хлор, галлий) показывают, что при бета-распаде ядер разных химических элементов поглощаются нейтрино разных частот (энергий, масс). То есть нейтрино также как и фотоны имеют свою шкалу диапазонов частот нейтрального излучения. Оценка скорости нейтрино произведена на стр. 162.
Прямая регистрация нейтрального излучения невозможна, только косвенная. Распад нейтрона (бета-распад) в ядре химического элемента, регистрируемый в нейтринных телескопах, происходит только при поглощении нейтрино строго определённой частоты (энергии, массы). И, наоборот, образование (синтез) ядер химических элементов, в том числе нейтронов в составе ядер, происходит с излучением нейтрино (термоядерный синтез). Об этом в разделе 22 этой главы.
Какие функции выполняют нейтрино в природе?
1. Нейтрино создают эфирные частицы — нейтриники.
2. Выполняют роль энергии связи в реакциях термоядерного синтеза при образовании новых химических элементов. При термоядерном синтезе из двух протонов и одного электрона образуется ядро дейтерия. При этом излучается фотон и нейтрино. Фотон и нейтрино называют дефект массы или энергия связи. Электрон излучает фотон, а один из протонов излучает нейтрино. Значит протон в своём составе имеет нейтрино. Это подтверждается также бета-распадом в нейтринных телескопах. Поэтому формула распада нейтрона ошибочна.
3. Обеспечивают бета-распад.
4. Нейтрино обеспечивают подвижность атомов и молекул вещества, в виде непрерывной нейтринной бомбардировки атомов и молекул. В результате этого газ объёмный. Если газ нагреть, то увеличится его объём (закон Гей-Люссака). Если объём газа при этом будет ограничен, то увеличится давление (закон Шарля). Во всех этих случаях тепловые фотоны увеличивают размеры молекул, а непрерывная нейтринная бомбардировка увеличивает длину свободного пробега молекул и, соответственно, объём газа. В камере внутреннего сгорания двигателя, например, при сжигании топлива мгновенно выделяется большое количество инфракрасных фотонов, которые увеличивают размеры молекул. В результате увеличивается длина свободного пробега молекул и, соответственно, объём газа, который двигает поршень. Такой процесс мы называем совершение газом работы. Работа совершается за счёт непрерывной нейтринной бомбардировки (энергии подвижности атомов и молекул).
5. Присутствие нейтрино в протоне, не даёт электрону упасть на протон.
Обо всём этом подробно написано в 7 издании ‘Эволюционный круговорот материи во Вселенной’.

Активированная ссылка на статью с формулами находится внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/terminy51-1.shtml

ЭЛЕКТРОН — элементарная частица вещества. Элементарными частицами вещества являются электрон и протон.
Место электронов в составе материи.
Состав материи. Материя состоит из трёх субстанций.
1 субстанция — эфир (фотоники и нейтриники).
2 субстанция — обменные частицы (фотоны и нейтрино).
3 субстанция — вещество (элементарные частицы вещества: электроны и протоны).
Структура материи. Вся материя состоит из двух частиц — фотоников и нейтриников. Сразу можно сказать, что фотон, электрон и позитрон состоят из фотоников. Это доказывает реакция аннигиляции .
Таким образом, вещество можно разделить на две части: зарядовую и нейтральную.
Зарядовая — это электрон и позитрон. Нейтральная — это ‘протон без позитрона’.
Электрон надо представить как частицу, состоящую фотоников, каждый из которых движется по индивидуальному объёму замкнутых траекторий со скоростью света, в направлении согласно знаку заряда. От распада на составляющие электрон как единое целое удерживает сверхсильное взаимодействие (эфир). Определённое количество фотоников выполняют функцию заряда. Это количество фотоников строго нормировано. Заряд электрона неделим. Небольшая часть фотоников в составе электрона выполняет функцию обменных частиц — фотонов. Эта часть фотоников непостоянна. Электрон при определённых условиях то излучает, то поглощает фотоны. Поэтому у электрона нет постоянной массы.

Активированная ссылка на статью с формулами находится внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/terminy51-1.shtml

ПРОТОН сложная частица. Протон состоит из позитрона, ‘протона без позитрона’, нейтрино в составе ‘протона без позитрона’ и фотонов в составе позитрона. О роли перечисленных частиц будет рассказано в других разделах книги при описании их участия в тех или иных процессах природы. От распада на составляющие протон, как единое целое, удерживает эфир.
ПОЗИТРОН во всём аналогичен электрону, но направление движения фотоников по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий противоположное, согласно знаку заряда. Только такой моделью можно объяснить аннигиляцию электрона и позитрона. Позитрон обращается вокруг частицы ‘протона без позитрона’. Заряды электронов и позитронов неделимы. Также как у электрона определённое количество фотоников выполняют функцию заряда. Это количество фотоников строго нормировано. Небольшая часть фотоников в составе позитрона выполняет функцию обменных частиц — фотонов. Эта часть фотоников непостоянна. Позитрон при определённых условиях то излучает, то поглощает фотоны. Поэтому масса позитрона непостоянна. Однако условия излучения и поглощения фотонов позитроном будут отличаться от электрона. Излучение и поглощение позитроном фотонов связаны со скрытой теплотой плавления и кипения, а также ударом и трением атомов и молекул между собой в составе вещества. Об этом в разделе 26 этой главы.
Позитрон был открыт в 1932 г. американским физиком Андерсоном при наблюдении космического излучения с помощью камеры Вильсона, помещённой в магнитное поле. Что происходило в камере Вильсона? Космический луч выбивал из протона позитрон. Позитрон аналогичен электрону по массе, но имеет противоположный заряд — плюс. Поэтому позитрон отклонился к магниту, но не как электрон, а к противоположному полюсу. Это отклонение, сам след-трек и кривизна трека являются неоспоримым доказательством новой открытой частицы — позитрона. На этом открытие новых элементарных частиц было закончено. Далее пошёл обман, одурачивание и запутывание всей физики элементарных частиц. Их сейчас якобы 400. Очень коротко. Начну с опыта Андерсона. Когда космический луч выбил позитрон из протона, то должно было быть два трека. Один, который сфотографировал Андерсон и второй трек от оставшейся частицы ‘протон без позитрона’. Ведь осталась очень массивная частица ‘протон без позитрона’, масса которой в 1836 раз больше массы позитрона, но трек был один, только у позитрона.
Вот отсюда и начались фальсификации. Умалчивание об этой частице. Почему у неё нет трека? Почему нет названия у этой частицы? Как это всё можно объяснить? Но объяснять это запрещено, также как и дискуссировать на нежелательные для научной мафии темы.
Что же происходит на самом деле при распаде протона?
Почему от Вас скрывают, что вещество состоит зарядовой части вещества и нейтральной части вещества? Потому, что эти вопросы приведут к составу и структуре материи и, соответственно, к эфиру. А это научной мафии не нужно. Ей надо всё запутать. И всех заставлять учить это запутанное.
Зарядовая — это электрон и позитрон, регистрируемая часть вещества. Нейтральная — это ‘протон без позитрона’, нерегистрируемая часть вещества. Пока позитрон обращается вокруг ‘протона без позитрона’ — это протон, его можно регистрировать. Но как только позитрон будет выбит из протона, то оставшуюся нейтральную часть вещества зарегистрировать будет невозможно.
Без заряда (позитрона) оставшаяся нейтральная часть вещества ‘протон без позитрона’ сожмётся в 1015 раз, превратившись в микро ‘чёрную дыру’. Это нерегистрируемая часть вещества и это видно только при моделировании вещества. Чтобы это было понятно, сначала надо представить структурную модель вещества и, соответственно, его место в составе материи.
В дальнейшем для запутывания физики элементарных частиц стали применять ускорители. Появилась так называемая ускорительная физика.
Роль ускорителей заряженных частиц сильно ограничена. Разогнать можно только заряженные частицы. Если в ускорителе в результате бомбардировки какого-то «тяжёлого» химического элемента получен новый, то доказательства есть. Достаётся, если его достаточное количество, этот новый элемент и исследуется. Вот этим и заканчивается роль ускорителей.
Последним событием в исследовании элементарных частиц был опыт Андерсона с помощью камеры Вильсона.
Имейте в виду, что разгоняется не одна частица, а пучок частиц, к которым примешаны другие частицы, так как абсолютный вакуум не получить. Наблюдать, что происходит с частицами в трубе ускорителя без камеры Вильсона невозможно. Что происходит там, якобы расскажут ‘учёные’, которые будут обрабатывать показания детекторов. А детекторы якобы укажут треки частиц при столкновениях. Далее идёт обработка треков от разных столкновений корреляционной функцией. Но треки детектор якобы строит магнитным полем, которое фиксирует только заряженные частицы. А как быть с нейтральной частью вещества, которая регистрации не поддаётся, а она в 1000 раз больше зарядов? Разработаны и утверждены методики как нужно вести обработку математических моделей открываемых новых частиц. Жизнь всех этих частиц длится от 10-26с до 10-8с. Что с этими частицами происходит дальше — ‘секрет’. Всё это издержки «современной» фундаментальной науки, её тупик.
Так, что, когда Вам начнут что-то рассказывать о новых элементарных частицах, например, про бозон Хиггса (и что происходит там внутри ускорителя — коллайдера) — это просто лапша на уши. Вот очевидное жульничество, с которого всё и началось — это расчет дефекта массы и состав нейтрона. Об этом подробно написано в разделе 22 этой главы. Затем сами решайте можно так ошибиться или это сделано специально.
Электрон и позитрон обладают свойством аннигиляции. При столкновении электрона и позитрона ( ) получаются два фотона, каждый из которых имеет массу аннигилирующих частиц. Обратное превращение фотонов в пару электрон и позитрон, пока всего лишь неправильные объяснения некоторых опытов при облучении веществ гамма-излучением.
‘ ПРОТОН БЕЗ ПОЗИТРОНА’ — это нейтральная часть вещества. Его надо представить как частицу, состоящую нейтриников, каждый из которых движется по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий. Нейтральная часть вещества по массе в 1000 раз больше, чем зарядовая (электроны и позитроны). Если электрон и позитрон, а также протон можно зарегистрировать, то ‘протон без позитрона’ регистрации не поддаётся. Нейтральная часть вещества никаких аннигилирующих пар не имеет, и превратиться в фотоны не может. Аннигилирующая пара ( ) в природе одна. Никакого антивещества в природе не существует. Какой абсурд несёт ‘современная’ физика и формула Эйнштейна для полной энергии вещества , где под массой m подразумевается всё вещество как зарядовая её часть, так и нейтральная. На самом деле формула ( ) только для расчётов фотонов.

Активированная ссылка на статью с формулами находится внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/terminy51-1.shtml

НЕЙТРОН не является элементарной частицей вещества. Нейтрон состоит из двух элементарных частиц: из протона и электрона, обращающегося вокруг протона на расстоянии, соизмеримым с размерами частиц.
В обычных звёздах из протона и электрона нейтрон образоваться не может. Почему? Об этом в разделе 19.3 этой главы.
Если нейтрон находится в ядре химического элемента, то он считается также стабильным. Однако, если нейтрон находится вне ядра химического элемента, то существует в среднем 15 минут и считается, что он распадается на протон, электрон и антинейтрино: . Но это не так. Кроме того, масса нейтрона меньше массы протона. Об этом в разделе 22, глава 1.
Как самостоятельное, слабое взаимодействие (образование нейтрона) происходит только в нейтронных звёздах.
А какова ситуация с нейтроном в обычном веществе?
Из протона и электрона в обычной звезде нейтрон образоваться не может. При образовании новых химических элементов слабое взаимодействие (образование нейтрона) происходит только в составе сильного взаимодействия. При этом, нейтрона, как самостоятельной частицы, в ядрах атомов нет. Внутри ядра электрон по очереди обращается вокруг протонов. То есть внутри ядра нейтрон существует условно, как виртуальная частица. Такое состояние нейтрона довольно стабильное. Но когда нейтрон покидает ядро атома химического элемента, то время его существования до 15 мин. Это время существования нейтрона, как самостоятельной частицы до тех пор, пока он не поглотит нейтрино строго определённой частоты. Тогда он распадётся на протон и электрон. Это реакция бета-распада .
Таким образом, слабое взаимодействие мы регистрируем только при бета-распаде.

Статью с формулами можно прочитать внизу в разделе РЕЦЕНЗИИ
http://samlib.ru/n/nikolaew_s_a/terminy51-1.shtml

Используемые источники:
1. Николаев С.А. «Эволюционный круговорот материи во Вселенной», 7-ое издание, СПб, 2014 г., 320 с.
2. Николаев С.А. «Ложь об электромагнитной волне и о шкале электромагнитных излучений», СПб, 2014 г., 32 с.