Солитонная модель Материи

• Изъяны абстрактно-формальной парадигмы познания
• Парадокс в теоретической физике
•   Обоснование наличия Предматерии
•   Солитонная модель Материи
•     «Фотоны» и «нейтрино» – одиночные волны-импульсы
•     Сущность «массы» и «тяготения»
•     Сущность «заряда», «электрополя» и электромагнетизма»
•     Сущность «кварков» и барионов
• Сущностная космология
• Сопоставление сущностных и абстрактных единиц измерения
•   Научная значимость открытия
•   Практическая значимость открытия
• Методика верификации модели
• Список литературы

Электроны (и позитроны), являясь замкнутой стоячей волной (солитоном) тороидальной формы, проявляют свойства таких физических систем:

1. Осциллятор - поэтому узлы и пучности стоячей волны-солитона, непрерывно перемещаясь внутри тороидальной поверхности (но не выходя за её пределы) вызывают, тем не менее, передачу волн по упругим элементам Предматерии в окружающее пространство (явление "дрожание вакуума"), причем волны эти, являясь сферическими (продольными) и перемещаясь быстрее, чем поперечные (электромагнитные), позволяют предварять электромагнитные взаимодействия.
2. Свободный гироскоп - внутри тора стоячая волна, пробегая по элементам Предматерии, совершает в результате как бы вращательное движение, создавая момент количества вращательного движения (спин частицы-солитона) – поэтому внешнее воздействие на свободный гироскоп вызывает его поворот в плоскости, перпендикулярной действующей силе.
3. Частица, обладающая "зарядом", если под "зарядом" понимать способность распространять в окружающее пространство сферические волны на частоте резонанса элементов Предматерии и взаимодействовать с помощью этих волн с другими частицами. В этом случае величина "заряда" может быть охарактеризована площадью излучателя – тора-солитона.
4. Частица, генерирующая "электростатическое поле", если под "электростатическим полем" понимать пространство распространения сферических волн, с помощью которых и взаимодействуют частицы с "зарядом".

При отсутствии движения свободного гироскопа (тора-осциллятора) он ориентируется в пространстве таким образом, что внешние постоянно действующие силы уже не могут его разворачивать – взаимодействие превращается в статическое. Получается, что при движении солитон-осциллятор в целом совершает колебательные движения в плоскости, перпендикулярной движению. Из свойств солитона как гироскопа становится понятным, почему частица - солитон сохраняет постоянным направление движения при отсутствии внешнего воздействия - это свойство уравновешенного гироскопа с тремя степенями свободы устойчиво сохранять в мировом пространстве приданное ему первоначальное направление.

"Электростатическое взаимодействие" представляет собой явление взаимного воздействия колебаний, распространяющихся от замкнутых стоячих волн (частиц-солитонов), причем результат взаимодействие зависит от разности фаз колебаний:

• при нулевой разности фаз ("одноименные заряды") сферические волны отталкивают частицы-солитоны друг от друга;
• при разности фаз в половину периода колебаний ("разноименные заряды") сферические волны сближают частицы-солитоны.

Процесс взаимодействия сферических (продольных) волн, испускаемых частицами-солитонами на их параметры, заставляя их разбегаться при равенстве фаз колебаний и сближаться при противоположных фазах, может быть продемонстрирован при имитационном моделировании.

Вербальное описание процесса:

При нулевой разности фаз ("одноименные заряды") сферические волны от каждого из солитонов в каждой точке пространства, складываясь, увеличивают суммарную амплитуду колебаний. Эти увеличенные по амплитуде колебания, воздействуя на элементы Предматерии, увеличивают их волновое сопротивление, поэтому солитоны-электроны начинают перемещаться в сторону от увеличенного волнового сопротивления, то есть, отталкиваются друг от друга.

При разности фаз в половину периода колебаний ("разноименные заряды") сферические волны от каждого из солитонов в каждой точке пространства, складываясь, уменьшают суммарную амплитуду колебаний. Эти уменьшенные по амплитуде колебания, воздействуя на элементы Предматерии, уменьшают их волновое сопротивление, поэтому солитоны-электроны начинают перемещаться в сторону уменьшенного волнового сопротивления, то есть, притягиваются друг к другу.

Ранее и процесс отталкивания, и процесс притяжения зарядов "объясняли" "обменом виртуальными фотонами", что с сущностной точки зрения не является объяснением, поскольку не могут одни и те же "виртуальные фотоны" в одном случае способствовать отталкиванию, а в другом – притяжению. Только при понимании сущности "частиц" с "зарядами" и сущности самих "зарядов" стало возможным объяснить процесс электростатического взаимодействия.

"Электрическим полем" следует называть пространство, заполненное сферическими волнами, исходящими от частиц-солитонов и влияющее на другие частицы-солитоны.

Поскольку частота колебаний солитонов-электронов равняется резонансной частоте элементов Предматерии, то и сферические волны, исходящие от электронов, тоже имеют ту же частоту.

При движении частиц-зарядов, статичное электрополе проявляет дополнительные свойства: оно двигается и прямолинейно, и вращается вследствие вращения стоячей волны внутри частиц-солитонов.

Такое вращающееся электрополе одного солитона, воздействуя на другие солитоны, принуждает их изменять свою пространственную ориентацию и траекторию движения. Этот процесс, при котором двигающиеся заряды порождают в пространстве вращающееся электрополе, в физике именуют "электромагнетизмом".

Следовательно, "магнитное взаимодействие" представляет собой явление воздействия двигающихся частиц-солитонов на покоящиеся или двигающиеся частицы-солитоны.

"Магнитные взаимодействия" не порождаются отдельными частицами, не имеют никаких "центров истечения магнитного потока", а являются исключительно проявлениями основных свойств солитонов – осцилляторов – гироскопов.

Спин частиц порождается движением стоячей волны внутри солитона-тора. Это движение волны также интерпретируется как ток, порождающий магнитный момент частиц.

"Закон сохранения заряда" соблюдается потому, что разрушить солитон можно только солитоном противоположного заряда, то есть, заряды могут "уничтожаться" только попарно. Воздействие на солитон импульсами (поперечными волнами-фотонами) не приводит к их разрушению, а только прибавляет энергию и увеличивает диаметр солитона – что и наблюдается у электронов на различных орбиталях в атомах.

Таким образом, "электромагнитное поле" является вторичным явлением и возникает исключительно с появлением в элементах Предматерии стоячих волн-солитонов – в отличие от ранее принимавшихся гипотезах о том, что сначала появлялось "электромагнитное поле", затем оно воздействовало на частицы с "зарядами", сущность которых и механизмы взаимодействия не имели объяснения.

Для описания явления "электромагнетизма" в физике имеется хорошо разработанный математический аппарат (закон Кулона, уравнения Максвелла, закон Фарадея и т.д.) хотя в использованных формулах заложены эмпирические абстракции, не имеющие сущностного объяснения. Учёные и инженеры, студенты и школьники научились оперировать "Кулоном" для измерения "зарядов", "Фарадой на метр" - "диэлектрической проницаемости вакуума", "Генри на метр" - "магнитной проницаемости вакуума", "Ампером" - для измерения "потока зарядов" и т.п.

Для практических целей этих абстракций вполне достаточно, но многим – и не только учёным! – весьма важно понимать сущностную сторону этих единиц измерения физических процессов и явлений. Очевидно, что абстрактно-формальные единицы измерения должны иметь соответствие в единицах длины, массы и времени, характеризующих параметры элементов Предматерии и проявлений Материи.

Перевод размерности "электромагнитных" единиц измерения произведено на основании:

• понимания сущности "заряда" как свойства солитонов-частиц испускать сферические колебания;
• предположения о сущности "диэлектрической и магнитной проницаемости вакуума" как, соответственно, характеристик жёсткости и плотности элементов Предматерии.

Из понимания сущности электростатического взаимодействия, его сила между двумя электронами-солитонами зависит от трех параметров:

1. от жесткости элементов Предматерии зависимость прямо пропорциональная: чем выше жесткость, тем сильнее притяжение, так как при высокой жесткости становится меньше волновое сопротивление для сферических волн и они сильнее влияют на солитоны-электроны, отталкивая (или сближая – при противоположных зарядах) их друг от друга;
2. от параметра, именуемого "зарядом", зависимость прямо пропорциональная: чем больше "заряд", тем сильнее притяжение или отталкивание;
3. от расстояния между солитонами-электронами зависимость обратно пропорциональная: чем больше диаметр сферы, на поверхности которой взаимодействуют сферические волны, тем меньше сила взаимодействия.

Поскольку взаимодействие зарядов осуществляется посредством сферических волн, то параметром, определяющим силу взаимодействия солитонов, то есть, их "заряд", следует полагать эффективную поверхность солитона как излучателя.

Оформим вербальное описание математическим соотношением:

F_Э = G (S₁ S₂ ) / r² (33)

где G - модуль поперечной упругости элементов Предматерии, Н/м².

F_Э – сила взаимодействия между зарядами, Н.

S₁ и S₂ - эффективная излучающая поверхность взаимодействующих зарядов, м².

r – радиус сферы, на поверхности которой определяется сила взаимодействия зарядов, м.

Для определения эффективной излучающей поверхности электрона следует сделать два допущения:

1. как волновое образование, солитон-электрон не может характеризоваться "площадью поверхности", поэтому такая единица, как "эффективная излучающая поверхность" электрона-солитона, может быть лишь условностью;
2. геометрические размеры солитона-электрона науке известны лишь оценочно – так, диаметр тора-солитона-электрона оцениваются в 10^-10м как диаметр атома водорода, где одиночный фотон находится вокруг протона, размер которого оценивается в 10^-14м;
3. диаметр тороидальной поверхности солитона-электрона (как диаметр круга, образующего тор-электрон) следует сопоставить с научными данными о "размере электрона" в 10^-18м.

Точные размеры и площадь эффективной излучающей поверхности одиночного тора-электрона, несомненно, будут определены в будущих экспериментах, однако для оценочных расчётов можно принять вышеизложенные данные.

Эффективная излучающая поверхность тора-солитона-электрона равна:

S_э = πD²/4 = π (10^-10)²/4 м² = 0,7854 * 10^-20 м², (34)

где D – диаметр тора-солитона-электрона, равная 10^-10 м.

Сопоставим площадь эффективной излучающей поверхности с зарядом (S_э = e):

0,7854 * 10^-20 м² = 1,602176565 * 10^-19 Кл

Или 1 Кл = 0,049 м²

Определим силу взаимодействия электронов при расстоянии между ними в 1м:

F_Эе = е_e² /(4 * π * ε₀ * r²) = (1,602176565 * 10^-19 Кл)² /4 * π * 8,85418782 * 10^-12 Ф/м * 1м = 2,307 * 10^-28 Н (35)

С другой стороны:

F_Э = G (S²) / 4 * π * r² (36)

Откуда

G = F_Э * 4 * π * r²/ (S²) = 2,307 * 10^-28 Н 1 м² / (0,7854 * 10^-20 м² )² = 46,998 * 10¹² Н/м²

Или, модуль поперечной упругости Предматерии: G = 46,998 * 10¹² Н/м²

Плотность элементов Предматерии определим из соотношения:

с² = G/ρ, (37)

где с – скорость распространения волновых процессов;

ρ – плотность среды.

Откуда ρ = G/ с² = 46,998 * 10¹² Н/м² /(2,99792458 * 10⁸ м/с)² = 5,23 * 10^-4 кг/ м³

Плотность Предматерии: ρ = 5,23 * 10^-4 кг/ м³

То есть, именно гигантская жёсткость элементов Предматерии при незначительной их плотности обеспечивает скорость волновых процессов, равной почти трёмстам тысячам километров в секунду.

Определим размерность и величину "диэлектрической проницаемости вакуума", используя закон Кулона и подставляя в формулу величину заряда электрона, выраженную не в кулонах, а в квадратных метрах:

F_Э= G (S²) /4 * π * r² = F_Эе= е_e² /(4 * π * ε₀ * r²) (38)

ε₀ = (G)^-1 = (46,998 * 10¹² Н/м²)^-1 = 2,128 * 10 ^-14 м²/Н (39)

ε₀ = 2,128 * 10 ^-14 м²/Н

Таким образом, "диэлектрическая проницаемость вакуума" представляет собой величину, обратную жесткости (силе связей) элементов Предматерии.

Если теперь приравнять диэлектрическую проницаемость вакуума в абстрактной единице измерения "Ф/м" к сущностной единице измерения (м²/Н), получим:

8,85418782 * 10^-12 Ф/м = 2,128 * 10 ^-14 м²/Н

Откуда:

1 Ф = 0,24 * 10^-2 м ³ / Н = 0,24 * 10 ^-2м²сек²/кг

"Магнитная проницаемость вакуума" и "диэлектрическая проницаемость вакуума" связаны соотношением:

c = (1/ ε₀ * μ₀)^0,5 (40)

где с – скорость света;

μ₀ - магнитная проницаемость вакуума.

Откуда μ₀ = (c² * ε₀)^-1 = (2,99792458 * 10⁸ м/с)^-2 * (2,128 * 10 ^-14 м²/Н)^-1 = 5,23 * 10^-4 кг/ м³

μ₀ = 5,23 * 10^-4 кг/ м³

Таким образом, "магнитная проницаемость вакуума" представляет собой объёмную плотность Предматерии.

μ₀ = 1,25663706 * 10^-6 Гн/м = 5,23 * 10^-4 кг/ м³,

1 Гн = 4,160 * 10² кг/ м²,

Полученные соотношения позволяют найти соответствие между остальными "механическими" и "электрическими" единицами измерения:

Ток = заряд / время или 1 Кл / 1 сек = 1 А

Тогда: 1 А = 0,049 м²/ сек

то есть, размерность тока – скорость перемещения зарядов (количество зарядов в единицу времени).

Мощность = ток * напряжение или 1 А * 1 В = 1 Вт

Тогда 1 В = 1 Вт / 1 А = 1 Вт / 0,049 м²/ сек = 20,41 кг/сек

Размерность сопротивления определим из формулы:

R = U/I или 1 Ом = 1 В / 1 А

1 Ом = 20,41 кг/сек / 0,049 м²/ сек = 416,49 кг/м²

Переход науки и практики при рассмотрении процессов электромагнетизма от абстракций к сущностным единицам измерения зависит, в наибольшей степени, от удобства практического использования преобразованных абстрактно-формальных уравнений электромагнетизма в сущностные.

Сущность «массы» и «тяготения» Сущность «кварков» и барионов