Вас вітає Інтернет конференція!
Вітаємо на нашому сайті
ОЦІНЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ І ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ КОНСТАНТ НА ОСНОВІ БІКВАНТОВОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДОСЛІДЖУВАНОЇ РЕЧОВИНИ
11.04.2023 16:35
[3. Технічні науки]
Автор: Рябков Віктор Іванович, доктор технічних наук, професор, професор кафедри проектування літаків та вертольотів, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Україна
ORCID: 0000-0001-6512-052X
Вступ. Фізичні константи повною мірою визначають властивості спостережуваного світу. Розуміння фізичного змісту та ролі окремих постійних, що входять в якості характеристичних параметрів до структур різних фізичних теорій, неможливе без стислого викладу сутності цієї теорії. Наприклад, історично перша константа фізики – постійна тяжіння G, вводить нас у коло проблем теорії гравітації, найбільшої та досі не розв'язаної проблеми сучасної фізики [1]. Вивчення різних аспектів такої фізичної сталої, як швидкість світла c, не можна уявити без викладення основних ідей спеціальної та загальної теорій відносності А. Ейнштейна. Постійна Планка h відкриває шлях до пізнання фізики мікросвіту. Фізика елементарних частинок вимагає обговорення сучасних теорій об'єднання різних взаємодій. При цьому на авансцену виходять, пов'язані з класичними розмірними фізичними постійними нові фундаментальні безрозмірні величини – константи сильної αs, електромагнітної αe, слабкої αw і гравітаційної αг взаємодій, розмірність фізичного простору N [2, 3, 4].
Тлумачення та кількісна оцінювання фізичних і фундаментальних констант ускладнюється ще й тією обставиною, що речовина, яку спостерігають на сьогодні, складається не тільки з добре досліджених баріонів, а й з так званої "темної" маси, відкритої астрофізиками на початку XXI століття. При цьому також встановлено, що речовини в "темній" масі майже в сім разів більше, ніж баріонів разом узятих, і "темна" маса електромагнітної αe, слабкої αw і гравітаційної αг взаємодій, розмірність фізичного простору N [5, 9] зумовлює властивості баріонної складової речовини.
Факт наявності в структурі спостережуваної речовини двокомпонент різної природи, безумовно, вимагає й уточнення значень фізичних і фундаментальних раніше визначених експериментальним шляхом констант.
Постановка задачі. Оцінити значення фізичних і фундаментальних констант на основі біквантового моделювання речовини.
Рішення поставленої задачі
Основні положення теорії біквантового моделювання властивостей спостережуваної речовини
Дослідження особливостей гравітаційної та електромагнітної взаємодій у структурі спостережуваної речовини здійснюють на основі таких положень:
1 – нової біквантової моделі спостережуваної речовини, утвореної локальними (4π) і позалокальними (4е) формами квантів, що перебувають в енергетичній взаємодії.
2 – енергетичних еквівалентів, що відображають взаємодію локального баріонного кванта (4π) і позалокального квант "темної" маси (4е).
У теорії біквантового моделювання [6] встановлено, що структуру спостережуваної речовини утворюють квант баріонної речовини, що "світиться" (б), і квант "темної" маси (т) (рис. 1).
Рисунок 1. Кванти, що утворюють структуру маси спостережуваної речовини
а – баріонний квант – сфера 4π з позитивним радіусом кривизни, локальний простір; б – квант «темної» маси – псевдосфера 4е з від’ємний радіус кривизни, позалокальний простір
Найважливішим положенням теорії біквантового моделювання спостережуваної речовини є енергетичні еквіваленти квантів у гравітаційній та електромагнітній взаємодії (рис. 2). Один з одним.
Рисунок 2. Прийнята схема взаємодії кванта речовини, що "світиться" (б) та кванта "темної" маси -(т).
Закон збереження енергії в таких моделях має вигляд
Екб = Епб + ∆Еб (1)
Ект = Епт + ∆Ет (2)
де Екбт і Епбт – кінетична та потенційна енергії баріонного й тахіонного квантів;
∆Еб і ∆Ет – енергії, що витрачаються квантами на взаємодію один з одним.
Подання закону збереження енергії в такому вигляді забезпечує масам обох квантів можливість володіти кінетичною та потенційною енергіями, отже, зберігати свою величину незмінною від швидкості взаємодії.
Під час реалізації другого основного положення теорії біквантового моделювання, тобто формування енергетичних еквівалентів взаємодії квантів, скористаємося принципом відповідності, що був висунутий Н. Бором [3] у межах квантової механіки й обґрунтований збереженням у квантах визначальної фізичної величини [10, 11, 12]. Це дало змогу з урахуванням перетворень Ек і Еп, викладених у роботі [6], сформувати енергетичні моделі взаємодії двох квантів індивідуальних Ебк, Ебт, Етк, Етб, а також робіт ∆Еб і ∆Ет, які витрачаються квантами на взаємодію (табл. 1 і табл. 2).
Таблиця 1. Енергетичні еквіваленти часу і радіусів взаємодії та маси
Тут індекси п, к, р – потенційна (п), кінетична (к) енергії та робота (р), витрачені на взаємодію.
Таблиця 2. Енергетичні еквіваленти похідних параметрів баріонного (б) кванта та (т) кванта "темної" маси
Чисельні значення енергетичних еквівалентів визначалися на основі розв'язання системи рівнянь (3)
для нормативних термодинамічних умов за гравітаційної взаємодії квантів.
Це дає змогу визначити вихідні параметри квантів і фізичні константи спостережуваної речовини (табл. 3) у гравітаційній взаємодії її складових, тобто баріонних квантів і квантів "темної" маси.
Властивості спостережуваної речовини в електромагнітній взаємодії оцінимо на основі ідентифікації електромагнітних констант у параметрах мас, радіусів і часів взаємодії:
Параметри маси, радіусів і часу взаємодій, які входять до цих виразів, вже отримали свої енергетичні еквіваленти (табл. 1), тільки з індексами еф, а їх використання дає змогу чисельно оцінити величини енергій електромагнітної взаємодії квант. Слід лише уточнити представництво обох квантів в електромагнітній взаємодії (рис. 3).
Рисунок 3. Представлення квантів, що взаємодіють (б) і (т), в електромагнітному біполі: фотона (ф) і магнітного монополя (м), що входить до структури "темної" маси
За таких умов електромагнітної взаємодії баріонного кванта і кванта "темної" маси, чисельну оцінку енергій, що входять у модель, здійснено на основі розв'язання такої системи рівнянь.
Чисельне оцінювання основних констант електромагнітної взаємодії біквантів наведено в табл. 3.
У цій самій таблиці наведено також чисельні значення фізичних констант спостережуваної речовини в гравітаційній взаємодії її біквантів.
Відповідність фізичних констант, отриманих на основі квантово-енергетичних моделей та експериментальним шляхом різними дослідниками в різний календарний час [4], спостерігається у співставленні їхньої точності значень цих величин, вперше визначених на основі єдиної теорії біквантового моделювання властивостей речовини. А експериментальні їхні значення отримано різними дослідниками та в різний час, то, ймовірно, значення констант, знайдені розрахунковим шляхом, слід вважати більш точними.
Переконливим прикладом дотримання принципу відповідності є визначення швидкостей поширення взаємодії в баріонному кванті та в кванті "темної" маси.
Настільки повна відповідність розрахункового й експериментально знайденого значень швидкості поширення взаємодії в баріонному кванті дає підставу вважати, що швидкості:
– магнітного монополя, як частинка електромагнітної взаємодії
υм = 1,102735×1019 м/с;
– і аксіома , як гравітаційної частинки "темної" маси
υт = 1,671146×1056 м/с,
отримані за допомогою енергетичних еквівалентів, відповідають їх істинним значенням
Таблиця 3. Чисельні значення фізичних констант, отримані експериментальним шляхом і на основі квантово-енергетичних еквівалентів
Посилання на принцип відповідності може бути виправдане й тією обставиною, що всі фізичні константи як у гравітаційній, так і в електромагнітній взаємодіях, отримані шляхом використання квантово-енергетичних моделей, що входять до структури єдиної теорії біквантового моделювання властивостей і параметрів спостережуваної на цей час речовини.
Висновки
Уперше розроблено метод оцінювання фізичних і фундаментальних констант на основі положень теорії біквантового моделювання властивостей спостережуваної речовини.
Під спостережуваною речовиною мається на увазі матеріалізована структура, утворена баріонною речовиною, що "світиться", і так званою "темною" масою.
Астрофізики встановили, що ця матеріалізована структура притаманна всім локальним і позалокальним просторам із різним співвідношенням мас баріонної речовини і "темної" маси.
Біквантове моделювання такої структури речовини відображає природний стан сумарної маси і вимагає уточнення параметрів спостережуваної речовини, особливо фізичних і фундаментальних її констант.
Розв'язання проблемного завдання здійснено за допомогою двох основних положень теорії біквантового моделювання властивостей і параметрів спостережуваної речовини:
• нової біквантової моделі спостережуваної речовини, утвореної локальними (4p) і позалокальними (4е) формами квантів, що перебувають в енергетичній взаємодії.
• енергетичних еквівалентів, що відображають гравітаційну взаємодію локального баріонного кванта (4p) і позалокального кванта "темної" маси (4 L).
Використання таких положень дало змогу вперше розрахунковим шляхом кількісно встановити значення таких фізичних і фундаментальних констант, як нормальний тиск, нормальна температура, нормальний мольний об'єм, число Лошмідта, постійна Больцмана, постійна Стефана-Больцмана, універсальна газова константа, швидкість світла, елементарний електричний заряд, електрична константа, магнітна константа, число Фарадея, константа Планка, магнетон Бора та інші і порівняти з їхніми експериментальними значеннями, отриманими різними дослідниками в різний час.
Проведено порівняльне оцінювання чисельних значень низки фізичних і фундаментальних констант, отриманих за допомогою теорії біквантового моделювання спостережуваної речовини, з їх експериментальними їхніми значеннями, отриманими різними дослідниками, в різний час і в умовах невідомих термодинамічних параметрів.
Таке зіставлення показало повну адекватність розрахункових значень з експериментальними даними. Однак є деякі розбіжності. Розрахункові значення слід визнати більш достовірними, оскільки їх отримано на основі єдиної теорії біквантового моделювання з урахуванням впливу на константи факту присутності "темної" маси в структурі спостережуваної речовини.
Крім того, у процедурі оцінювання констант речовини, на основі біквантового моделювання, виявлено та оцінено значення раніше відомих параметрів таких маловивчених об'єктів, як базон Хіггса та магнітний іонополь Дірака.
Так основні параметри Базона Хіггса дорівнюють:
• маса бозона – mн = 4,61106×10-25 кг;
• температура утворення – Тн = 10-25 К;
• енергії суперчастинки кінетична – Екн, Епн = 2,506737×1035 Дж;
• швидкість гравітаційної взаємодії – υн = 7,37309×1029 м/с;
• густина речовини – pн = 5,655301×1074 кг/м3;
• число Лошмідта – NLм = 1,226449×1099 1/м3.
Цей високоенергетичний базон і є джерелом утворення мікрочастинок баріонної речовини, таких як нейтрон, протон, електрон тощо.
Магнітний монополь Дірака, як частина "темної" маси, має наступні параметри в електромагнітній взаємодії з фотоном (представником речовини, що "світиться) (табл. 4).
Таблиця 4. Чисельні значення фізичних і фундаментальних констант
Таким чином, представлення фізичних і фундаментальних констант, базону Хіггса і магнітного монополя Дірака в їх чисельних значеннях на основі єдиної теорії біквантового моделювання спостережуваної речовини, істотно розширює наше розуміння природного світу.
Література:
1. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. – М.: Наука, – 1989. – 688 с.
2. Фейнман Р. Квантовая электродинамика странная теория света и вещества. – М.: Наука, 1988. – 144 с.
3. Бор Н. О спектрах и строении вещества. Наука, М.: Мосполиграф, 1923. – 156 с.
4. Спиридонов О.П. Фундаментальные физические постоянные. – М.: Высш, шк., 1991. – 236 с.
5. Ксанфомалити Л. Темная Вселенная // Наука и жизнь. – 2005. – № 5. – С. 58-68.
6. Рябков В.І. Результативність сучасних напрямків дослідження енергетичної властивості речовини / В. І . Рябков, Н. Г. Толмачов // Авіаційно космічна техніка і технологія, 2011, № 7 (24). С. 126-135.
7. The Biggest Bangs/ The Mystery of Gamma-Ray Bursts/ The Most Violent Explosion the Universe. 1. Katz. Oxford University Press, 2002.
8. Flash! The Hunt for the Biggest Explosions in the Unsverse. Covert Schilling.
[Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.amazon.com/Flash-Hunt-Biggest-Explosions-Universe/dp/0521800536. – 5.01.2023.
9. Ройзен И. Новый сюрприз Вселенной: «темная» энергия / И. Ройзен // Наука и жизнь – 2004. – № 3. – С. 52-68.
10. Wendy L. Freedman 1. Measurements of the Hubble Constant: Tensions in Perspective. The Astrophysical Journal. Volume 919, Number 1. Published 2021 September 17. DOI: 10.38’47/1538- 435/a0e95.
11. Centers, G.P., Blanchard, J.W., Conrad, J. et al. Stochastic fluctuations of bosonic dark matter. Nature Communications. 12, 7321. Published 16 December 2021. DOI: 10.1038/s41467-021- 27632-7. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27632-7. – 11.02.2023.
12. Ruth Durrer. Testing general relativity with cosmological large scale structure. General Relativity and Gravitation. 2022; 54(8): 88. Published online 2022 Aug 18. . DOI: 10.1007/sl0714- 022-02966-9. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9388425. – 4.01.2023.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Інші наукові праці даної секції
-
ДООЧИЩЕННЯ РІДИНИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМ ГРУПУВАННЯМ ДОМІШОК
30.03.2023 19:12 -
СУЧАСНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗБЕРІГАННЯ ЖИРОВМІСНИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ
30.03.2023 09:32 -
ІННОВАЦІЙНІ ПЕДАГОГІЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ В СУЧАСНІЙ ПРОФЕСІЙНІЙ ПІДГОТОВЦІ
28.03.2023 23:46 -
ЗАСТОСУВАННЯ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГІЙ
27.03.2023 19:21
Конференції
Конференції 2024
Конференції 2023
Конференції 2022
Конференції 2021
