Рассмотрены первые стадии эволюции Вселенной, физический смысл СРТ-теоремы и происхождение барионной асимметрии, механизм возникновения кванта действия. Все эти 3 области физического знания: космология, учение о симметрии, физика микромира рассматриваются с единой точки зрения, в рамках проективной концепции Мироздания, в которой математическим образом Субстанции является проективное пространство.

Введение и постановка проблем

Как и первая часть (Часть I), которая была посвящена наиболее фундаментальным космологическим вопросам: происхождению пространства-времени, материи и взаимодействий, данная работа развивает проективную концепцию Мироздания.

В Части I показано, что достаточно 3-х этапов эволюции лежащей в основе Мироздания Субстанции, которая имеет смысл внутреннего пространства в форме кватернионного проективного пространства НP³, чтобы получить пространство-время, вместе со всеми его свойствами, а также все известные типы частиц материи вместе со всеми взаимодействиями, в которых участвуют частицы.

В данной работе рассматриваются 3 основные проблемы:

1. почему операции инверсии пространства и времени (Р-операция и Т-операция) связаны с операцией изменения знака заряда (С-операция), а совместное осуществление этих 3-х операций является мировым инвариантом: почему имеет место СРТ-теорема?

2. как образуется барионная асимметрия Вселенной?

3. почему в микромире действие является квантованным, т.е. всегда проявляется в виде порций одинаковой величины (квантов)?

Цель и содержание работы

Целью работы является указать возможные пути решения данных 3-х проблем. Содержание работы включает 3 раздела:

в I разделе более детально рассмотрена проективная модель строения материи, которая необходима для получения ответов на все 3 проблемы, а также дано объяснение природы сохранения барионного заряда.

во II разделе показано, что все 3 дискретные симметрии С, Р, Т и, соответственно, СРТ-теорема отражают природу внутреннего пространства, а также указана физическая причина, которая приводит к барионной асимметрии Вселенной,

в III разделе предложен предварительный ответ на основную проблему микромира: «Какова природа квантов действия, энергии, импульса?».

I. СТРОЕНИЕ МАТЕРИИ

Согласно проективной модели строения материи, все частицы, как обычной, так и темной материи устроены единообразно. Центральной частью каждой частицы служит замкнутая поверхность, и различие между частицами заключается лишь в типе данной поверхности. Поскольку имеется 2 типа замкнутых поверхностей: односторонние и двусторонние (обычные) поверхности, то существует 2 типа частиц материи: частицы на основе односторонних поверхностей и частицы на основе двусторонних поверхностей. Частицы первого типа – это обычная материя, а частицы второго типа – темная материя.

Конкретный вид частиц материи зависит от вида центральной поверхности, которая выполняет функцию жесткого кора частицы. Все известные частицы обычной материи построены на основе 3-х наиболее простых видов замкнутых односторонних поверхностей: заряженные и нейтральные лептоны – на основе односторонней сферы и одностороннего тора, адроны – на основе поверхности Боя.

Примечание 1. Возможно существование частиц материи, построенных на основе более сложных односторонних поверхностей. Первым кандидатом здесь является поверхность Штейнера: она имеет 6-лепестков и на ее основе могут быть образованы тетракварки и пентокварки, а также пока еще не обнаруженные 6-кварки.

Примечание 2. Простейшие разновидности частиц темной материи построены на основе обычной сферы и обычного тора.

Второй составной частью частиц материи является связка проективных прямых: множество всех прямых, проходящих через фиксированную точку пространства. Связка является столь же необходимым компонентом частицы, как замкнутая поверхность.

Каждая частица материи получается, когда центр связки совмещается с особой точкой замкнутой односторонней поверхности: у сферы и тора такой точкой является центр, у поверхности Боя – тройная точка. Объекты, полученные путем объединения замкнутой поверхности и связки прямых, представляют собой частицы материи.

Связки прямых и замкнутые поверхности – это объекты внутреннего пространства, поэтому, строго говоря, частицы материи (как обычной, так и темной) принадлежат внутреннему пространству. Однако как показано в Части I, пространство-время построено из координат, описывающих внутреннее пространство, поэтому частицы материи оказываются объектами, принадлежащими также 4-мерному пространству-времени.

Свойства связки прямых определяют физические свойства частиц материи, включая наличие у частиц зарядов и участие во всех взаимодействиях. В современной физической картине мира взаимодействия считаются следствием существования зарядов. При этом сами заряды выступают как непознанные сущности: в Стандартной модели вопрос о том, какова природа электрического заряда обходится молчанием.

В проективной модели общепринятая связь между зарядами и взаимодействиями обращается: заряды порождаются носителями взаимодействий в виде связок прямых. Первичными являются прямые, входящие в состав связок частиц материи, а заряды являются по отношению к связкам вторичными объектами.

Рассмотрим, как проективная модель материи объясняет происхождение 3-х основных физических величин, которые характеризуют частицы материи: массу, заряд, спин. Все эти 3 величины имеют единую природу, которая заключается в наличии у каждой частицы материи связки вещественных проективных прямых (RP¹).

1. Масса является проявлением натяжения прямых связки.

Центр связки свободной от внешних воздействий частицы располагается в фиксированной точке внутреннего пространства. Одной из физических интерпретаций внутреннего пространства является (обобщенное) пространство скоростей. Это означает, что свободные частицы находятся в состоянии с неизменной скоростью. В фиксированной точке внутреннего пространства частицы могут находиться сколь угодно долго, поэтому состояние движения с постоянной скоростью не ограничено по времени (закон инерции).

В состоянии инерциального движения все прямые связки натянуты равномерно. Однако когда под действием каких-либо сил частица приобретает ускорение и переходит в соседнюю точку внутреннего пространства скоростей, то в процессе перехода натяжение прямых связки перестает быть равномерным: те части аффинно-проективных прямых, которые ориентированы противоположно ускорению, натягивается сильнее, что вызывает появление сил, направленных в данную сторону. Эти силы пропорциональны натяжению связки, а само натяжение пропорционально ускорению. Данные силы представляют собой силы инерции, а коэффициент пропорциональности является массой частицы (m).

Законы Ньютона являются следствием существования внутреннего пространства скоростей, а также наличия у частиц материи связок прямых этого пространства, натяжение которых определяет направление и величину сил инерции.

В рамках проективной модели находит объяснение существование внутренней энергии (Е₀): внутренняя энергия представляет собой энергию натяжения прямых связки частиц материи. Поскольку внутренняя энергия и масса обусловлены одной и той же физической причиной (натяжением связки прямых), они должны быть пропорциональны: Е₀ ~ m. Величина коэффициента пропорциональности зависит от выбора системы единиц, и этот выбор может быть сделан так, чтобы данный коэффициент был равен квадрату скорости света (с²). В итоге, получаем формулу Е₀ = mс², которая была установлена Эйнштейном в теории относительности. Одновременно выявляется ее физический смысл: формула Е₀ = mс² выражает единую природу внутренней энергии и массы: обе величины порождаются натяжением связок аффинно-проективных прямых.

Примечание. Как детально разъяснил Окунь, сам Эйнштейн слегка «плавал» в интерпретации своей формулы.

Масса и внутренняя энергия имеют единую физическую природу: натяжение связки вещественных RP¹-прямых, входящих в состав каждой частицы материи.

2. Электрические заряды являются следствием вращения RP¹-прямых.

Наличие вращения обусловлено тем, что RP¹-прямые имеют форму окружности и находятся в натянутом состоянии. Еще одним условием вращения является наличие у RP¹-прямых ориентации, направление которой задает направление вращения.

Во внутреннем пространстве каждая пара частиц имеет общие RP¹-прямые, поэтому вращение приводит к тому, что центральные коры частиц непрерывно обмениваются отрезками общих прямых. Этот обмен проявляется в виде кулоновского взаимодействия между частицами.

Кулоновское взаимодействие является следствием того, что центральные коры частиц непрерывно обмениваются отрезками общих RP¹-прямых.

Примечание. Тем самым выявляется физическая причина генерации и поглощения зарядами виртуальных фотонов: их функцию выполняют отрезки вращающихся RP¹-прямых, которые непрерывно «выходят» и «входят» в центральные коры частиц.

В проективной модели Мироздания заряды из непознанных сущностей, которые непонятным образом «вселяются» в отдельные типы частиц материи, переводятся в разряд вторичных проявлений связок проективных прямых, которые являются неотъемлемыми элементами частиц материи. Заряды возникают путем фокусирования прямых связок центральными корами частиц: в результате такого фокусирования внутри кора возникают точки, в которых собираются все проходящие через кор прямые. Данные точки интерпретируются как (точечные) электрические заряды.

Электрические заряды – это точки фокусов, в которые собираются (ориентированные) прямые связок, проходя через центральные коры частиц.

Закон сохранения заряда отражает невозможность уничтожения связки ориентированных прямых.

Тем самым, выявляется единая природа гравитации и электричества: массы и заряды, которые создают гравитационное и электрическое поля, образуются одними и теми же связками RP¹-прямых, входящими в состав каждой частицы материи.

3. Спин обусловлен кручением RP¹-прямых.

Кручение является неотъемлемым свойством RP¹-прямой. Крутящий момент прямых связки придает центральному кору частицы момент количества движения, который выступает в качестве собственного, спинового момента частицы.

Для свободных частиц момент кручения каждой прямой связки компенсируется: обойдя все внутреннее проективное пространство (RP³), RP¹-прямая возвращается в исходную точку «в противофазе». Это означает, что моменты кручения, создаваемые RP¹-прямыми в диаметрально противоположных точках центрального кора, направлены в противоположные стороны и компенсируют друг друга. Однако когда частица попадает в область пространства, где имеется электрическое или магнитное поле, «половинки» аффинно-проективной прямой, ориентированной в направлении напряженности поля, становятся самостоятельными объектами и кор частицы оказывается соединенным с одной из «половинок». В результате, компенсация моментов вращения, создаваемых концами этих «половинок», перестает иметь место, и кор частицы приобретает вращение в одном из 2-х направлений: либо вдоль, либо против направления поля. Моменты количества движения, создаваемые крутящим моментом проективной прямой в этих направлениях, представляют собой 2 проекции спина частицы величиной s = h/4π = (1/2)ħ.

Спиновый момент количества движения порождается кручением прямой связки, которая ориентирована в данном, выделенном направлении.

Связка «крутящихся» RP¹-прямых создает своеобразный «спиновый заряд», являющийся источником обменного взаимодействия: обменное взаимодействие – это результат наложения связок крутящихся RP¹-прямых.

Лептоны и адроны

В данном разделе более подробно рассматривается строение отдельных типов частиц, а также причина отличия разных типов частиц друг от друга.

Достаточно рассмотреть только частицы первого семейства. Частицы второго и третьего семейств имеют точно такое же строение и отличаются лишь тем, что связки прямых, входящие в состав частиц этих семейств, проходят через вторую и третью компоненты связности 3-связного внутреннего СP³\СP¹-пространства. Вследствие этого, частицы второго и третьего семейств имеют те же квантовые числа, что и частицы первого семейства. Единственное отличие состоит в большей величине массы. Причина в том, что прямые, составляющие связки этих частиц, проходят более длинные пути во внутреннем пространстве, вследствие чего величина их натяжения становится больше, что обуславливает большие значения масс частиц второго и третьего семейств.

1. Односторонняя сфера.

Частицы, построенные на основе односторонней сферы – это электроны и позитроны, т.е. заряженные лептоны.

Единственное отличие между электроном и позитроном состоит в том, что в случае электрона все прямые связки ориентированы в направлении на сферу, а в случае позитрона – от сферы. Это различие ориентации RP¹-прямых определяет различие знака зарядов данных частиц: для электрона этот знак принимается (по определению) отрицательным, соответственно, знак заряда позитрона получается положительным.

2. Односторонний тор.

Частицы, построенные на основе одностороннего тора – это нейтрино и антинейтрино, т.е. нейтральные лептоны.

Ориентированные RP¹-прямые, проходя через односторонний тор, изменяют свою ориентацию 2 раза, поэтому изменение ориентации не происходит. Это означает, что входящие и выходящие из тора прямые имеют противоположные ориентации, и результирующие прямые оказываются неориентированными. По этой причине прямые связки не испытывают вращения и обмен отрезками общих RP¹-прямых не проходит. Вследствие этого нейтрино и антинейтрино оказываются электрически нейтральными.

Вместе с тем, отрезки, заключенные между двумя сферическими поверхностями, которые образуют поверхность тора, остаются ориентированными: у нейтрино эти отрезки ориентированы в направлении от центра тора, а у антинейтрино – на центр тора. Нейтрино и антинейтрино различаются ориентацией электрических силовых линий (RP¹-прямых) внутри центрального кора в форме одностороннего тора.

Примечание. У нейтрино и антинейтрино электрическое поле все же имеется, но оно полностью заключено внутри центрального кора частиц.

Очевидно, что никаких других частиц на основе односторонней сферы и одностороннего тора построить невозможно. Хотя вид центрального кора этих 2-х типов частиц различен, они объединяются в один класс, который получил название «лептоны».

3. Поверхность Боя.

Частицы, построенные на основе поверхности Боя – это адроны. Поверхность Боя содержит 3 неразрывно связанных друг с другом лепестков. Каждый лепесток способен создавать собственный электрический центр, в котором фокусируются проходящие через лепесток прямые связки: этот центр выступает в качестве кваркового заряда данного лепестка. Поскольку количество лепестков равно трем, минимальная величина заряда лепестка равна (1/3)е, е – элементарный заряд, порождаемый прямыми связки, заполняющими полный телесный угол. Однако доля связки, приходящаяся на один лепесток, может «перескочить» на другой лепесток, в результате чего заряд данного лепестка увеличится в 2 раза и будет иметь абсолютную величину (2/3)е.

Нижние и верхние кварки представляют собой лепестки поверхности Боя, соединенные с долями связки прямых, имеющими абсолютную величину 1/3 и 2/3.

Примечание 1. Данное строение адронов делает излишней гипотезу о независимом существовании кварков и разрешает проблему «невылетания» (конфайнмента) кварков. Кварки не могут «покинуть» адроны и существовать в свободном состоянии, поскольку такая возможность отсутствует у лепестков поверхности Боя: в силу своей геометрической природы, лепестки не могут быть отделены от поверхности Боя.

Примечание 2. Тем самым, «повисает в воздухе» целый раздел физики: квантовая хромодинамика. Законы квантовой хромодинамики не имеют отношения к физической реальности: вся динамика, которой подвержены кварки – это все возможные виды колебаний лепестков в составе (целостной) поверхности Боя.

Набор кварков в составе адронов определяется из условия, что с поверхностью Боя всегда связана полная связка прямых, и эта связка может существовать в 3-х видах:

1. связка прямых с определенной ориентацией: это соответствует адронам с зарядом ±1,

2. связка неориентированных прямых: в этом случае адроны имеют заряд, равный 0,

3. в связке неориентированных прямых, составленной из 2-х связок противоположно ориентированных прямых, одна из этих 2-х связок изменяет ориентацию, в результате чего ориентации связок становятся одинаковыми и получаются адроны с зарядом ±2.

В процессе рождения адронов, в дополнение к распределению полной связки прямых, на каждом лепестке могут образоваться виртуальные пары связок величиной +1/3, -1/3 или +2/3, -2/3, и эти доли связок могут произвольным образом распределиться по лепесткам поверхности Боя. В результате совместного осуществления этих 2-х процессов, на 3-х лепестках поверхности Боя формируются все возможные сочетания долей связок, кратных 1/3, что приводит к полному спектру адронов.

Полный спектр адронов получается в результате всех возможных способов распределения долей связок величиной 1/3 и 2/3 по лепесткам поверхности Боя при условии, что полный заряд адрона может иметь 5 значений: 0, ±1, ±2.

Примечание. Утверждение квантовой хромодинамики, что для получения спектра адронов необходима унитарная симметрия, не соответствует действительности.

Мезоны и барионы различаются тем, что в мезонах связки прямых распределены по двум лепесткам поверхности Боя, тогда как в барионах – по всем трем лепесткам.

Данное различие в строении мезонов и барионов объясняет природу закона сохранения барионного заряда: этот закон отражает запрет на преобразование состояния, в котором полная связка прямых соединена со всеми тремя лепестками поверхности Боя, в состояние, когда эта связка соединена только с двумя лепестками.

Примечание. Кроме того, имеется запрет на преобразование поверхности Боя в одностороннюю сферу: если бы этот запрет отсутствовал, барионы могли бы преобразовываться в заряженные лептоны.

Данное понимание закона сохранения барионного заряда роднит барионный и электрический заряды: оба закона отражают свойство связки проективных прямых.

Модель нуклонов (как частного случая адронов) на основе поверхности Боя находит подтверждение в экспериментах с атомными ядрами (см. Приложение).

II. СИММЕТРИИ

Данный раздел посвящен исследованию 3-х проблем:

1. уточнение природы дискретных симметрий С, Р, Т,

2. выявление физического смысла СРТ-теоремы,

3. объяснение барионной асимметрии Вселенной.

1. С, Р, Т симметрии, как симметрии внутреннего пространства.

1.1. С-операция.

Как указано выше, электрические заряды являются точками фокусов, которые совпадают с центрами связок. Знак заряда определяется ориентацией прямых связки: если прямые ориентированы от кора к бесконечности, то заряд положительный, а если от бесконечности к кору, то заряд отрицательный.

Соответственно, операция зарядового сопряжения (С-операция) представляет собой изменение ориентации прямых, входящих в состав связки данной частицы.

1.2. Р-операция.

Р-операция представляет собой операцию изменения знака 3-х однородных координат х₁, х₂, х₃ внутреннего пространства. Данная операция влечет за собой зеркальное отражение (и поворот на 180⁰) в обычном, физическом пространстве.

Примечание. Обратное неверно: зеркальное отражение в обычном пространстве никоим образом не затрагивает внутреннее пространство. Данное обстоятельство соответствует тому, что пространственно-временные координаты являются вторичными по отношению к координатам внутреннего пространства [1].

1.3. Т-операция.

Аналогичным образом, Т-операция представляет собой не замену начальной и конечной точек при движении в пространстве, как утверждает современная физическая теория, но представляет собой изменение знака координаты х₀ внутреннего пространства.

Это означает, что Т-операция включает также инверсию временной координаты частиц в системе отсчета, связанной с данной частицей (в состоянии «покоя»), т.е. реальное обращение направления течения времени.

Итак, Р-операция и Т-операция – это более сложные операции, нежели зеркальное отражение пространства и изменение знака четвертой координаты пространства-времени: обе операции, в действительности, осуществляются во внутреннем пространстве.

Примечание. В Стандартной модели остается непонятно, как отражение в зеркале и изменение направления движения в пространстве могут изменять знак электрического заряда (тем более, что сама природа заряда также неизвестна).

Все 3 дискретные симметрии осуществляются во внутреннем пространстве.

2. Доказательство СРТ-теоремы.

Согласно пункту 1, С-операция представляет собой изменение ориентации всех прямых в связке данной частицы материи. В системе отсчета, связанной с данной частицей и задаваемой указанными прямыми, такое изменение их ориентации приводит к изменению знака всех 4-х координат х₀, х₁, х₂, х₃ точек внутреннего пространства.

В свою очередь, как указано выше, в пространстве-времени изменение знака координат х₀, х₁, х₂, х₃ внутреннего пространства проявляется в виде произведения 2-х операций (Р, Т), т.е. в виде РТ-операции.

Таким образом, С-операция сопряжена с РТ-операцией: выполнение С-операции сопровождается выполнением РТ-операции.

Это означает, что обе операции (С и РТ) представляют собой одну и ту же операцию инверсии, выполненную относительно точки внутреннего пространства, в которой расположен центральный кор данной частицы. Операция инверсии, выполненная 2 раза, возвращает систему в исходное состояние. Эта двукратная инверсия имеет вид СРТ-операции, откуда следует, что СРТ-операция эквивалентна тождественному преобразованию. Данный вывод и составляет содержание СРТ-теоремы.

Примечание. Это наиболее краткое и, вместе с тем, наиболее точно отражающее физическую природу, доказательство СРТ-теоремы. Во всяком случае, авторы наиболее популярного руководства по теоретической физике: Ландау и Лившиц сами признают, что их доказательство СРТ-теоремы страдает логическими изъянами.

3. Барионная асимметрия Вселенной.

Как указано в разделе I, центральным кором барионов (как всех адронов) является поверхность Боя. Эта поверхность не имеет плоскости симметрии, т.е. не обладает зеркальной симметрией (Р-четностью). Кварковые заряды располагаются вблизи вершин лепестков поверхности Боя.

В большинстве адронов (в том числе и в нуклонах) величины кварковых зарядов не одинаковы. Это означает, что данная система зарядов, как любое Р-нечетное распределение неодинаковых зарядов не обладает СР-симметрией: практически для всех адронов (включая нуклоны) СР-симметрия нарушена.

Степень нарушения СР-симметрии зависит от типа адронов. Наибольшую величину нарушение СР-симметрии имеет место для мезонов. Это объясняется тем, что связка прямых мезонов соединена с двумя, а не с тремя лепестками поверхности Боя, поэтому «перекос» конструкции мезонов больше, чем у барионов.

Дополнительный «перекос» кварковой системы зарядов адронов происходит, если кварки принадлежат разным семействам. В этом случае, порождающие заряды этих кварков доли связки прямых проходят через разные компоненты связности внутреннего пространства, что создает дополнительной нарушение СР-симметрии.

Таким образом, нарушение СР-симметрии должно иметь наибольшую величину для К-мезонов и В-мезонов, как это и наблюдается на опыте (а также для D-мезонов, что пока не обнаружено). Эксперимент показывает, что нарушение СР-симметрии для К-мезонов и В-мезонов находится на уровне сотых долей процента (для К-мезонов ~ 2*10^-3).

В соответствие с вышеизложенным, степень нарушения СР-симметрии для нуклонов много меньше, чем для К-мезонов, однако маловероятно, что этот коэффициент меньше 1/10⁷. Это означает, что степень нарушения СР-симметрии в нуклонах не менее 10^-7*(2*10^-3) ~ (10^-9 - 10^-10). Именно такое превышение количества нуклонов над антинуклонами требуется для создания барионной асимметрии Вселенной.

Барионная асимметрия – это следствие отсутствия у нуклонов СР-четности.

Данная модель генерации барионной асимметрии допускает экспериментальную проверку. Имеется 2 хорошо отработанные методики для обнаружения нарушения СР-симметрии в нейтронах: обнаружение электрического дипольного момента нейтрона и измерение угловых корреляций между спином нейтрона и импульсами продуктов распада. Оба типа экспериментов имеет существенный запас повышения точности. Если эксперименты покажут, что степень нарушения СР-симметрии в нейтронах лежит в интервале (10^-9 - 10^-10), это будет веским аргументом в пользу предлагаемого механизма образования барионной асимметрии Вселенной.

Примечание 1. Данная модель образования барионной асимметрии не требует вводить постулат о существовании закона не сохранения барионного заряда, как это было сделано академиком Сахаровым 50 лет назад. Само нарушение СР-симметрии в барионах является причиной не сохранения барионного заряда.

Примечание 2. Данный механизм генерации барионной асимметрии реализуется и в том случае, если время жизни протона бесконечно. Соответственно, эксперименты по обнаружению распада протона не имеют особого физического смысла: гораздо более важно измерить степень нарушения СР-симметрии в нейтронах.

III. КВАНТЫ

Чтобы разобраться в физической природе процессов, протекающих в микромире, необходимо найти ответы на следующие 2 ключевые вопроса:

1. откуда берутся (одинаковые) кванты действия?

2. как формируются кванты энергии и импульса?

Чтобы получить ответы на эти вопросы, воспользуемся проективной моделью строения частиц материи. Суть этой модели в том, что каждая частица материи состоит из 2-х элементов внутреннего пространства: замкнутая поверхность и связка прямых.

Поскольку внутреннее пространство является проективным, то составляющие связку прямые также являются проективными. Проективные прямые обладают кручением: именно это свойство проявляется в наличии у частиц материи спина. Спин возникает, когда крутящие моменты двух точек аффинно-проективной прямой, которые соединены с противоположными точками центрального кора, разносятся друг от друга. В результате, центральный кор приобретает вращение, задаваемое одной из половинок аффинно-проективной прямой: это вращение и выступает в качестве спина частицы s = (1/2)ħ.

Однако имеется другая возможность: эти 2 крутящих момента складываются в фазе, что приводит к возникновению объекта, обладающего спином s = (1/2)ħ + (1/2)ħ = ħ. Данный объект естественно отождествить с квантом электромагнитного поля: фотоном.

Примечание. Это происходит при условии, что прямые обладают ориентацией, т.е. частица является заряженной.

Описанный процесс генерации электромагнитного излучения является частным случаем процесса преобразования крутящего момента проективных прямых в действие. Кванты действия формируются из спиновых моментов количества движения, порождаемых проективными прямыми, входящими в состав частиц материи.

Существование квантов действия – это прямое следствие наличия у частиц материи спина: кванты действия получаются в результате преобразования спинового (собственного) момента количества движения частиц материи.

Процессы преобразования крутящего момента проективных прямых в действие занимают определенный временной (Δt) и пространственный (Δх) интервалы. Плотности кванта действия в этих интервалах находятся из соотношений ħ/2 ~ ΔЕ*Δt и ħ/2 ~ Δр*Δх, здесь величины ΔЕ и Δр обозначают искомые плотности. Данные плотности имеют смысл приращений энергии и импульса: ΔЕ ~ (ħ/2)/Δt и Δр ~ (ħ/2)/Δх.

Кванты энергии и импульса представляют собой плотности квантов действия, при распределении по временному и пространственному интервалам.

Именно таким образом возникают кванты энергии и импульса в процессах, которые протекают в микромире. Данные соотношения представляют собой предельные выражения соотношений неопределенности (записанные «справа на лево»).

Кванты момента количества движения (спины), кванты действия и кванты энергии-импульса имеют единую природу: они создаются кручением проективных прямых, входящих в состав связок, присущих каждой частице материи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе рассмотрен широкий спектр явлений материального мира, начиная с законов Ньютона и заканчивая выявлением природы квантов действия, энергии и импульса. Кроме того, предлагается новое понимание сути дискретных симметрий, а также новый механизм образования барионной асимметрии.

Все эти явления естественным образом вписываются в проективную модель Мироздания. Согласно проективной модели, частицы материи являются объектами внутреннего пространства и состоят из 2-х элементов этого пространства: замкнутой поверхности (выполняющей функцию жесткого кора) и связки прямых. Данное понимание частиц материи позволяет уточнить природу массы, заряда и спина: все эти 3 величины имеют общую природу, поскольку являются разными проявлениями связок вещественных проективных прямых, присущих каждой частице материи.

Одним из важнейших результатов работы является выявление природы закона сохранения барионного заряда. Данный закон, также как и закон сохранения электрического заряда отражает невозможность уничтожить полную связку прямых. В случае электрического заряда рассматривается связка ориентированных прямых, а в случае барионного заряда полная связка состоит из 3-х частей (выделяемых благодаря соединению с поверхностью Боя), которые могут иметь разные знаки и величины.

Выявлена природа операций зарядового сопряжения и инверсии пространства-времени. Показано, что в действительности эти операции осуществляются во внутреннем пространстве, и для каждой частицы материи С-операция не может быть осуществлена без того, чтобы не происходила также РТ-операция (относительно точки внутреннего пространства, в которой расположена данная частица). Эти операции сопряжены друг с другом, что обуславливает справедливость СРТ-теоремы.

Данное понимание природы дискретных симметрий и СРТ-теоремы позволяет разрешить небольшой парадокс, на который в квантовой теории поля обычно не обращают внимания. Суть парадокса заключается в том, античастицами, по определению, считаются частицы, которые получаются после проведения (только) С-операции, однако, в соответствие с СРТ-теоремой утверждается, что все физические параметры античастиц будут по абсолютной величине совпадать с физическими параметрами частиц только в том случае, если дополнительно будет осуществлена РТ-операция.

Парадокс разрешается тем, что С-операция и РТ-операция осуществляются совместно: античастицы получаются не просто путем изменения знака заряда, но одновременно осуществляется зеркальное отражение и изменяется направление времени.

Примечание. Известное утверждение Фейнмана, что «позитрон – это электрон, движущийся обратно во времени» является ошибочным. Позитрон принципиально отличается от электрона направлением ориентации электрических силовых линий, но позитрон действительно движется в обратном направлении времени и является зеркально отраженным (поэтому электроны всегда левые, а позитроны – правые).

Нарушение СР-симметрии в адронах осуществляется не за счет какого-то сверхтонкого взаимодействия, а является следствием Р-нечетности поверхности Боя и несимметричного расположения кварковых зарядов в 3-х лепестках этой поверхности.

Барионная асимметрия Вселенной обусловлена тем, что степень нарушение СР-симметрии в нуклонах имеет величину (10^-9 - 10^-10).

Квант действия – это проявление крутящего момента проективных прямых в связке, входящей в состав каждой частицы материи: квантование является естественным следствием проективной модели материи.

ВЫВОДЫ

2. Физический смысл формулы Эйнштейна Е₀ = mс² состоит в том, что внутренняя энергия и масса частиц имеют единую природу в виде натяжения связок прямых, входящих в состав каждой частицы материи.

3. Единая природа гравитации и электричества обусловлена тем, что создающие гравитационное и электрическое поля массы и заряды порождаются одними и теми же связками RP¹-прямых, входящими в состав частиц материи.

4. Закон сохранения электрического заряда отражает невозможность уничтожить связку ориентированных прямых.

5. Закон сохранения барионного заряда отражает невозможность отделения полной связки прямых от 3-х лепестков поверхности Боя.

6. Все 3 дискретные симметрии (С, Р, Т) отражают свойства внутреннего пространства.

7. СРТ-теорема является следствием того, что С-операция осуществляется совместно с РТ-операцией, и эти 2 операции являются обратными друг к другу.

8. Барионная асимметрия Вселенной является следствием отсутствия СР-четности у нуклонов.

9. Кванты действия появляются в результате преобразования крутящих моментов проективных прямых, входящих в состав связок частиц материи.

10. Кванты энергии и импульса представляют собой плотности кванта действия по временной и пространственной координате.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Доказательства в пользу проективной модели нуклонов.

Согласно проективной модели строения адронов, все адроны и, следовательно, нуклоны, построены на основе поверхности Боя. Здесь указывается несколько типов экспериментов, выполненных в ядерной физике, которые служат косвенным подтверждением, что центральным кором нуклонов служит поверхность Боя.

1. Как неоднократно указывалось в основном тексте работы, поверхность Боя не обладает Р-четностью. Имеются многочисленные эксперименты с атомными ядрами, в которых обнаружено нарушение Р-четности (Абов Ю.Г., Крупчицкий П.А. УФН т. 118, вып.1, 1976 с. 141). В настоящее время считается, что данные эффекты обусловлены исключительно слабым взаимодействием. Однако, как указано в цитированной работе, эта гипотеза не позволяет дать количественное объяснение наблюдаемым эффектам (прежде всего в легких ядрах, включая реакцию взаимодействия протона с нейтроном).

Естественно предположить, что нарушение четности в атомных ядрах обусловлено тем, что центральные коры нуклонов являются Р-нечетными. Согласно проективной модели строения материи, определяющий вклад в эффекты не сохранения четности в ядерных системах вносит Р-нечетность центрального кора нуклонов.

2. В последнее время получены новые результаты в экспериментах по центральному столкновению протонов (Дремин Ю.Г. УФН т. 187, №4, 2017 с. 353). Суть этих результатов состоит в том, что при повышении энергии столкновения относительная доля упругого рассеяния, по сравнению с неупругим, увеличивается.

Примечание. Необычность данного эффекта можно пояснить следующим наглядным способом: на боксерском ринге противники бьют друг друга с все более возрастающей силой, однако гематомы на лицах соперников становятся все меньше.

В цитированной работе честно признается, что в рамках квантовой хромодинамики нет удовлетворительной модели объяснения столь странного эффекта. Между тем, модель протона на основе поверхности Боя дает качественное объяснение данного эффекта.

Согласно проективной модели строения протонов, каждый протон можно представить в виде прямоугольного тетраэдра, у которого прямоугольная вершина совпадает с тройной точкой поверхности Боя (которая служит центральным кором протонов), а 3 вершины основания совпадают с вершинами лепестков поверхности Боя (в этих вершинах располагаются кварковые заряды). Спин протона создается спином d-кварка, и этот спин ориентирован перпендикулярно плоскости основания тетраэдра.

Примечание. Данная модель многократно рассматривалась автором в работах на сайте «Академия Тринитаризма».

При небольших энергиях сталкивающиеся протоны ориентированы друг относительно друга произвольным образом. Это означает, что в абсолютном большинстве случаев плоскости оснований сталкивающихся протонов-тетраэдров не параллельны, а проходят друг через друга под каким-то углом. При таком пересечении указанные плоскости «разрезают» связи, существующие между кварковыми зарядами, что способствует разрушению протонов, т.е. увеличивает долю неупругих столкновений.

Примечание. Эта же самая причина проявляется при нецентральных столкновениях, вследствие чего для нецентральных столкновений обсуждаемая удивительная зависимость отсутствует.

Однако когда протоны движутся со скоростями, близкими к скорости света, их спины ориентируются в направлении, параллельном скорости (это чисто релятивистский эффект, справедливый для всех частиц). Это означает, что при релятивистских скоростях в системе отсчета, связанной с общим центром инерции сталкивающихся протонов, протоны сталкиваются таким образом, что основания моделирующих их тетраэдров оказываются параллельными друг другу: тетраэдры налетают друг на друга «плашмя» и основания тетраэдров уже «не разрезают» друг друга. Кроме того, при данной геометрии столкновения все 3 кварка протона взаимодействуют с тремя кварками другого протона в течение наименьшего времени, что также способствует тому, что протоны будут взаимодействовать как единое целое (без разрушения друг друга). Вследствие этих причин вероятность того, что протоны сохранят индивидуальность, увеличивается, что и проявляется в наблюдаемом увеличении доли упругих столкновений.

Описанный механизм объяснения удивительной особенности протонных столкновений допускает несложную экспериментальную проверку. А именно, в области невысоких энергий, где еще не проявляются релятивистские эффекты, следует использовать поляризованные пучки протонов и определить отношение доли упругих столкновений к неупругим столкновениям при различных направлениях поляризации.

Если предлагаемый механизм соответствует действительности, то доля неупругих столкновений будет максимальной, когда в одном из пучков спины протонов ориентированы вдоль направления движения, а в другом пучке – перпендикулярно этому направлению, а максимальная доля упругих столкновений будет в том случае, если спины протонов в обоих пучках будут ориентированы параллельно направлению движения.

Положительные результаты данного эксперимента явятся веским доказательством в пользу проективной модели строения протонов.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Пространство-время, материя, взаимодействия // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23205, 29.03.2017