Возможности и задачи “резонансной физики микромира”.

Известно, что использование квантовой механики для решения конкретных задач сопряжено с большими трудностями, и поэтому примеров успешного ее применения, откровенно говоря, не много. Теперь же, кроме трудностей “технического” характера, стала очевидной изначальная ограниченность самой теории, не учитывающей взаимодействия частиц на гармонических составляющих собственных частот. Именно это обстоятельство повлекло за собой принципиальную ошибочность квантово-механической теории атома, считавшейся одним из главных “достижений” современной физики.

Каковы возможности “резонансной физики микромира”?

Принципиально новые подходы к познанию природы и к прикладным исследованиям открываются, главным образом, благодаря формированию адекватной физической картины мира.

Неопровержимые факты, говорящие о резонансной природе строения атома и резонансной основе ряда масс элементарных частиц, коренным образом меняют наши представления о микромире. Мистическая концепция микромира уступает место представлениям, которые основываются на изучении реально существующих волновых и колебательных процессов.

Понимание природы микромира открывает дополнительные возможности для совершенствования методов анализа с использованием компьютерной техники, которая принципиально изменила не только практику обработки больших массивов экспериментальных данных, но и создала удобную виртуальную среду для использования моделирования в теоретических исследованиях.

Еще относительно недавно среди теоретиков бытовала “практика” аналитического вывода огромных формул путем “умопомрачительных” математических преобразований. Соответственно для читателя изучение такой статьи по физике превращалось в изнурительные математические упражнения, за которыми можно было потерять саму суть проблемы.

Иногда такой подход оправдан. Но в большинстве случаев мы можем теперь избрать другой метод и последовать примеру самой Природы, которая “использует” относительно небольшой набор элементарных процессов и взаимодействий, но “применяет” их многократно. Другими словами, основываясь на знании реальных волновых процессов и взаимодействий, происходящих в микромире, становится легче моделировать сложные физические явления путем их “разложения” на более простые составляющие.

Поучительный и наглядный пример анализа физического явления путем его “разложения” на элементарные однотипные шаги был приведен Р.Фейнманом при рассмотрении взаимодействия фотона с электронами стекла [13]. Результат сводился к сумме большого количества “стрелочек” (амплитуд вероятности), каждая из которых претерпевала последовательные изменения угла вращения (фазы) и длины (модуля), определяемые соответственно расстоянием до конкретного электрона и коэффициентом взаимодействия.

Процессы в микромире захватывают одновременно все частицы и сопровождаются взаимным обменом энергией. В этой сложнейшей картине в качестве базового “звена” для анализа логично выделить взаимодействие двух частиц и попытаться представить общую картину в виде комбинации взаимодействий отдельных пар частиц.

Направление передачи энергии между двумя взаимодействующими частицами как колебательными системами зависит от разности фаз колебаний этих частиц. В свою очередь эта взаимная фаза изменяется пропорционально разности частот частиц. Таким образом, передача энергии будет происходить периодически – то в одну, то в другую сторону (подобно связанным маятникам). Интенсивность потока энергии между частицами, в свою очередь, зависит от расстояния между ними. Сочетание этих двух факторов определяет итоговый результат взаимодействия – долю энергии (массы) частиц, которая участвует в волновом процессе энергообмена.

Возвращаясь к анализу одновременного взаимодействия большого количества частиц, заметим, что даже одинаковые частицы имеют отличающиеся частоты (эти отличия образуются из-за движения частиц относительно друг друга и из-за разности в энергиях под воздействием полей). Поэтому взаимодействия сопровождаются процессами обмена энергией, но создаваемая ими сложная интерференционная картина обычно не имеет каких-то выделенных направлений.

Нам важно научиться управлять этими потоками энергии (массы) для того, чтобы направлять процессы в нужное русло и получать необходимые результаты.

Особенно действенными направленные процессы “перекачки” энергии между частицами могут быть в периодических структурах и в длинных цепочках атомов (типа ДНК). Подобные структуры обладают свойством суммирования эффектов взаимодействия отдельных частиц.

В частности, атомы и входящие в их состав частицы, как мы знаем, являются источниками “набора гармоник” стоячих волн (потенциалов), которые в периодических структурах и длинных молекулах создают сложнейшую интерференционную картину. “Сторонний” атом, попадая в такие максимумы, либо попадает в резонанс с этим набором частот, либо его “не воспринимает”.

Поэтому упорядоченные структуры, усиливающие относительно слабые отдельные эффекты, могут быть использованы в качестве своеобразных катализаторов направленного синтеза молекул и даже ядер атомов.

Результатом усиления (сложения) множества переходных процессов может быть, в частности, “исчезновение” частицы в одном месте и “появление” частицы в другом месте. Перескок в пространстве достигается “перекачкой” энергии-массы частицы между точками пространства с помощью упорядоченной структуры, создающей интерференционные максимумы волновых процессов. Такая “технология” дает возможность внедрить нужную частицу в создаваемую структуру нового химического соединения, или при синтезе новых ядер атомов.

Каковы ближайшие задачи развития резонансной концепции микромира?

Прежде всего, необходимо завершить, образно говоря, подготовительные работы. Следует детально изучить те самые “элементарные звенья” процессов в микромире для того, чтобы затем можно было перейти к моделированию и решению конкретных проблем.

Поэтому насущной задачей “резонансной физики микромира” следует считать завершение работ по резонансной теории атома. Необходимо подробно исследовать виды и характеристики резонансов многоэлектронных оболочек всех атомов, переменные потенциалы вокруг атомов, закономерности распределения электронов между электронными оболочками и т.д.

Знание резонансных характеристик отдельных атомов даст возможность перейти к следующему этапу - исследованию роли и значения резонансных явлений в химических соединениях.

Более того, можно прогнозировать появление методов синтеза веществ с использованием искусственной резонансной “накачки” межатомных связей, то есть, применение специального излучения для “управления” этими связями.

Новые подходы (в том числе, с учетом резонансных явлений в микромире), несомненно, помогут сдвинуть с “мертвой точки” создание экологически чистой энергетики [14], усовершенствовать методы получения химических соединений и материалов с заданными свойствами, разработать принципиально новые технологии получения высокотемпературных сверхпроводников [8] и т.д.

Трудно предугадать и перечислить все направления работ, которые могут возникнуть в связи с развитием резонансной физики микромира. Важно начать эти работы, а результаты не заставят себя долго ждать.

В заключение хочется выразить надежду, что, слепая вера многих физиков в магию “универсальных уравнений”, в конце концов, уступит место пониманию ограниченности их возможностей.

Любая модель, в конце концов, исчерпывает себя. Поэтому необходимо продолжать поиск новых подходов к анализу явлений и объектов природы, каждый раз сверяя новые модели с экспериментальными данными.

Более того, даже “общепризнанные” известные теории необходимо перепроверять по мере накопления результатов экспериментов.

В частности, квантово-механическая теория атома (вместе с диаграммами Гротриана) не выдержала такую проверку экспериментальными данными.

Интересно, сколько же времени понадобится для осознания этого факта, и когда студентам перестанут, наконец, преподавать эту ошибочную теорию?

 

Литература

1. Верин О.Г. Гармоническое единство спектра атома. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/14412.html

2. Верин О.Г. Законы формирования электронных оболочек атомов. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/14288.html

3. Верин О.Г. Физические основы строения атома. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/14155.html

4. J. A. Wheeler and R. Feynman. Interaction with the Absorber as the Mechanism of Radiation. Rev. Mod. Phys. 17, 157 (1945).

5. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т.6. М.: Мир, 1966.

6. Верин О.Г. Фейнман умолчал о главном? http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10450.html

7. Верин О.Г. Динамика вакуума и солитонная теория элементарных частиц. М.: РТ-Пресс. 2002 г.

8. Верин О.Г. Природа элементарных частиц, квантовая теория и Великое Объединение. М.: Контур-М. 2005 г.

9. Шпольский Э.В. Атомная физика. т. 2: Основы квантовой механики и строение электронной оболочки атома. 5-е изд. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1984. — С. 439.

10. Баранов М.А., Дятлова И.В., Ракитин Р.Ю. Устойчивость кристаллов, образованных атомами с тонкими сферическими электронными оболочками. Научно-образовательный журнал АлтГТУ. Выпуск 5 (2003 год). http://edu.secna.ru/media/f/bar05.pdf

11. Потапов А.А. Оболочечная модель электронного строения атомов. Вестник Иркутского государственного университета. 2006. №3. С 109 – 115. http://www.bourabai.kz/articles/potapov/index.htm

12. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Элементарные частицы. М.: “Наука” 1986. – С. 256.

13. Фейнман Р. КЭД странная теория света и вещества. Гл. ред. физ.-мат. литературы. - М.: Наука, 1988. - С. 144.

14. Верин О.Г. Энергия. Вещество и поле. М. Контур-М. 2006 г.

Дата публикации: 26 апреля 2015