Резонансный ряд масс элементарных частиц.

В ХХ веке человечество научилось создавать новые частицы “из энергии”. Этот процесс был “позаимствован” у природы, когда было обнаружено удивительное явление рождения новых неизвестных частиц в результате воздействия мощных космических лучей на обычное вещество. Дальнейшие работы на специальных ускорителях привели к открытию сотен новых частиц [12].

Эти частицы оказались недолговечными, так как быстро распадались вплоть до уже известных устойчивых частиц. Тем не менее, исследования новых элементарных частиц вызвали большой интерес, так как они давали надежду на раскрытие тайн зарождения и устройства материи. Но надежды эти до сих пор так и не оправдались, а вопросов стало гораздо больше.

Один из этих вопросов заключался в загадочной природе собственно самого ряда масс открытых элементарных частиц, который на первый взгляд представляется бессистемным. Попытки классификации и систематизации велись с переменным успехом, и только относительно недавно стала ясной резонансная природа построения ряда масс элементарных частиц [7].

К сожалению, исследователи не придавали значения отдельным “странным” совпадениям в свойствах элементарных частиц. Впрочем, это укладывается в неприятную тенденцию современной науки – пренебрегать “неудобными” фактами в угоду “общепринятой” точке зрения.

Приведем лишь несколько примеров.

Масса бариона Ω^- (1672 МэВ) ровно в 3/2 раза превышает массу бариона Λ^о (1115 МэВ). А масса мезона D ^± (1869,4 МэВ) практически совпадает с удвоенной массой протона. Отношение масс мезонов F ^± (1971 МэВ) и K ^± (493,67 МэВ) равно четырем, как и отношение масс мезона В ^о (5274,2 МэВ) и бариона Ξ^о (1314,9) также равно четырем.

Теоретики не уделили должного внимания и вопросу о том, почему магнитные моменты протона (2,793 μ _яд) и нейтрона (-1,913 μ _яд) близки к целочисленным величинам, но “не дотягивают” до 3 μ _яд и -2 μ _яд. Изучение этого вопроса приводит к выводу, что указанное “отклонение” вызвано огромным дефицитом массы нуклонов из-за сильного взаимодействия кварков в их составе. Как следствие, частота нуклонов определяется не реальной, а некоторой эффективной массой кварков (≈ 332 МэВ). Соответственно доминирующая частота микромира – Главная частота Вселенной имеет величину 1,60∙10²³ Гц и “задает шкалу значений” ряда масс элементарных частиц. ГЧВ - усредненная величина, так как частоты двух видов кварков немного отличаются.

Если отталкиваться от величины ГЧВ, то образование тяжелых “аналогов” электрона не несет в себе ничего таинственного. Эти короткоживущие частицы взаимодействуют с гармоническими составляющими колебаний микромира: мюон имеет частоту, равную 1/3 от ГЧВ, а частота тау в 6 раз больше ГЧВ (332 МэВ). Незначительные отклонения реальных масс от указанных значений связаны с воздействием соответствующих нейтрино (мюонного и таонного), что собственно и позволило вычислить массы этих нейтрино [7, 8].

Напомним, что частота электрона “настроена” на биения, создаваемые небольшой разностью частот двух видов кварков в составе нуклонов, а массы электрона и нуклонов связаны соотношением m _е ≈ (2/5) ∙ (m_n – m_p). Исходя из массы электрона, его частота равна 2,47∙10²⁰ Гц.

Важную роль в подтверждении ключевой роли ГЧВ в формировании ряда масс элементарных частиц сыграли мезоны, эффективная масса которых практически совпадает с их реальной массой (вследствие чего они распадаются преимущественно на фотоны).

Вот некоторые примеры.

Масса π^о - мезона (134,96 МэВ) составляет 2/5 от ГЧВ (332 МэВ);

масса η^о - мезона (548,8 МэВ) составляет 5/3 от ГЧВ;

масса К^о - мезона (497,67 МэВ) соответствует 3/2 от ГЧВ;

масса F ^± - мезона (1971 МэВ) составляет почти 6 ГЧВ.

Заметим, что частоты этих мезонов соответствуют половине их масс, так как мезоны состоят из двух кварков.

Усложнение ряда масс элементарных частиц связано с тем, что у многих элементарных частиц, как и у “главных” частиц – протона и нейтрона, наблюдаются несоответствия между их частотой и массой из-за разных величин энергии внутренней связи, определяющей значения эффективных масс частиц.

Кроме того, теория элементарных частиц предполагает, что существует возможность объединения в одной частице кварков с сильно отличающимися массами (частотами). Такие “комбинации”, очевидно, также могут приводить к усложнению ряда масс элементарных частиц.

Откуда берутся эти дробные соотношения частот (масс)? Другими словами, почему в микромире при формировании ряда масс элементарных частиц (как и при формировании резонансных электронных оболочек атомов) такое значение имеют кратные и соизмеримые частоты?

На самом деле взаимодействие происходит на одной общей частоте.

Но для каждой из взаимодействующих частиц эта общая частота является одной из многочисленных гармонических составляющих, производных от ее основной частоты. Например, если для одной из взаимодействующих частиц эта частота взаимодействия совпадает с n – ой гармоникой ее основной частоты, а для другой та же частота совпадает с m – ой гармоникой ее основной частоты, то основные частоты (а во многих случаях и массы) этих двух взаимодействующих частиц являются соизмеримыми:

Это правило так ярко проявляется в микромире в связи с тем, что резонансные взаимодействия в микромире происходят в условиях отсутствия потерь энергии (в отличие от привычных для нас условий макромира).