Учебная работа № 1580. Новые фундаментальные физические константы

Учебная работа № 1580. Новые фундаментальные физические константы

Аннотация

Получены новые физические константы h_u , G_u , R_u ,t_u , l_u , относящиеся к физическому вакууму:

Проведенные исследования этих констант показали, что используемые в современной физике фундаментальные физические константы непосредственно происходят от перечисленных выше констант вакуума [5 15]. Установлено, что современные фундаментальные физические постоянные имеют вторичный статус по отношению к найденным константам и представляют собой различные комбинации констант h_u , t_u , l_u и чиселπ и α. Константам, входящим в (h_u ,t_u ,l_u ,π,α )базис, определен специальный статус – они определены как универсальные суперконстанты [6, 8, 13, 15]. На основе универсальных суперконстант получено новое значение гравитационной постоянной Ньютона, планковских констант и найдена универсальная формула силы. Новые фундаментальные физические константы дают широкие возможности для установления новых физических законов и поиска констант взаимодействия в различных физических законах.

ВВЕДЕНИЕ

Физика входит в 21й век с большим клубком нерешенных проблем. Если в конце 19го века в физике было «все благополучно»за исключением отрицательных результатов опыта Майкельсона и непонятнойзависимости излучения абсолютно черного тела от температуры, то к концу 20говека физика накопила невиданное количество нерешенных проблем. Наиболее важныеиз них можно найти в недавноопубликованном В.Л.Гинзбургом списке 1999 года[4].

Если только две проблемы конца 19го века привели к радикальному изменениюситуации в физике, то клубок нерешенных проблем конца 20го века способенпривести к обвальному пересмотру понимания устройства мира, за которым можетпоследовать перекраивание сложившейся научнойкартины мира. Обилие неудачных попыток всоздании новых физических теорий говорит о том, что правильное стратегическоенаправление исследований до сих пор не выявлено.Cреди нерешенных фундаментальных проблемеще не обозначена та важнейшая проблема,решение которой даст ключ к решению других проблем. Усилия ученыхнаправлены как на теоретические, так и на экспериментальныеисследования. Поиск новых подходов активно проводится в области исследования новых физических полей наоснове концепции физического вакуума .Для описания новых видов полей иновых взаимодействий необходимо проводить поиск констант взаимодействий.Весьма вероятно, чтоэто должны быть новые еще неизвестные физике константы.

В настоящей работе затронута проблема, которая, на мой взгляд, незаслуженновыпала из поля зрения физиков и до сих пор небыла обозначена в числе важнейших фундаментальных проблем. Я имею в видупроблему фундаментальных физическихконстант. Она должна стоять на первомместе, поскольку именно в ней содержится ключ к решению других проблем физики.Как будет показано ниже на некоторых примерах, эта проблема действительноявляется ключевой, а ее решение открывает большие возможности для поиска новыхфизических законов и новых физических констант.

1. ПРОБЛЕМА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТ

Проблема фундаментальных физических констант естественным образом возникла наоснове большого количества накопленных результатов исследований в области физикиэлементарных частиц. Благодаря этому направлению исследований появилось большоеколичество новых фундаментальных физическихпостоянных, которые уже выделены в отдельный класс “атомные и ядерные константы” [1]. Следует отметить,что их количество уже намного превышает количество всех других констант вместевзятых [1]. В общей сложности в физике используются уже сотни физическихконстант. Список фундаментальных физических констант рекомендованный CODATA 1998насчитывает около 300 фундаментальных физических констант [1]. То , чтоколичество констант достигло уже нескольких сотен, и все они фундаментальные – явно ненормально. Если кним подходить как к истинно фундаментальным, то их слишком много. Если исходитьиз того, что в основе мира лежит единая сущность, и что механические,электрические и гравитационные явления должны иметь единую природу, то дляописания всех физических явлений и законов не нужно такое большое количествоконстант. Если же подходить к понятию фундаментальности по полной мере, тоистинной фундаментальностью должны обладать совсем минимальное количествоконстант, а никак не сотни. Таким образом,существует большое противоречие между минимально необходимым количествомфундаментальных констант и их реальным обилием.

Можно предположить, что известные на сегодня константы являются составнымиконстантами и статус фундаментальных они носят лишь в силу историческихособенностей их появления. Тогда возникают вопросы: «из каких новых неприводимыхконстант они могут состоять и как они связаны между собой?”. Если такие первичные константы существуют, то онимогли бы претендовать на роль фундаментальных физических суперконстант изаменить собой существующие константы. Существуют ли такие суперконстанты,которые в состоянии заменить такое большое количество столь различныхфундаментальных физических констант и сколько их? На эти вопросы в рамкахсовременных знаний ответов пока нет.

Наиболее важные современные физические теории оперируют константамиG, h,c в их различных комбинациях [3]. Так, например, теорию тяготения Ньютонаможно условно назватьG теорией [3]. Общая теория относительностиявляется классической (G, c )теорией. Релятивистская квантовая теорияполя является квантовой (h, c )теорией [3]. Каждая из этих теорийоперирует одной или двумя размерными константами. Открытие планковских единицдлины, массы и временипородили надежду на возможность создания новой квантовойтеории на основе трех констант. Однако, попытки создать единую теориюэлектромагнитных полей, частиц и гравитации на основе трех размерных констант (G, c, h )теорию, окончились неудачей. Такой теории до сих пор нет, хотяна ее появление возлагали большие надежды [3]. На (G, c, h )базис все еще возлагают надежды какна основополагающую тройку констант для будущей теории. И действительно,многое

указывает на то, что трех размерных констант должно быть достаточно длясоздания единой теории. Ведь неспроста толькоиз трех основных единиц метра, килограмма и секунды можно получить всепроизводные единицы, имеющие механическую природу. Однако до сих пор неясно,какие три константы должны составить основу будущей непротиворечивой теории?Задача эта оказалась очень сложной. Я считаю,что причины сложности кроются в невыясненной сущности многих фундаментальныхконстант и вневыясненных истоках их происхождения. Проведенные исследования [5 –15 ]позволяют сказать, что минимальное количество первичных констант, из которыхсостоят современные фундаментальные физические константы, действительносуществует. При этом в минимальный константный базис входят как уже известныефизические постоянные, так и новые константы.

2.КОНСТАНТЫ ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА

При исследовании свойств физического вакуума, из соотношения для плотностиэнергии получена следующая формула для полной энергии, заключенной вдинамическом объекте вакуума

E = q² νπc •10⁷ /2. (1)

Это соотношение напоминает посвоему виду формулу ПланкаE= h•ν. Только роль квантадействия выполняет в ней не постоянная Планка, а новая константа:

h_u =e² •с•μ_v , (2)

где:μ_v –магнитнаяконстанта вакуума.

Новаяфизическая константа названа фундаментальным квантом действия [6 – 10, 13 15].Ее значение равно [6]:

Из формулы для фундаментального кванта действия (2) следуют еще две новыефизические константы:

G_u =h_u /c, (3)

R_u =h_u /e² . (4)

Значение константыG_u равно [6]:

КонстантаR_u получила название фундаментальный квант сопротивления[6].Ее значение равно [6]:

Эти три константыh_u ,G_u ,R_u являются основными константамивакуума. Примечательным является то, что они непосредственно следуют изнепрерывного поля Максвелла [5, 12, 15].

С константой вакуумаG _u связан новыйдинамический закон, свойственный физическому вакууму.Этот закон имеет вид [6]:

m_э • l = G_u , (5)

где:m_э –электромагнитная масса,l – метрическая характеристика.

Из динамического закона следует, что электромагнитная масса принимаетзначения от некоторого минимального значения донекоторой предельной величины:

m_min <m_э <m_max.

Это приводит к тому, что метрическая характеристика изменяется от некоторогомаксимального значения до некоторой предельнойвеличины:

l_min < l<l_max

Уравнение (5) представляет собой динамический закон, который отображаетдинамическую симметрию вакуума.D инвариантность вакуумаявляется новым видом симметрии и отражает наиболее фундаментальное свойство Природы. СD инвариантностью вакуума связан важнейший закон сохранения,который не нарушается при всех видах взаимодействий.

D инвариантность вакуумаявляется симметрией более высокого порядка, чем известные на сегодня симметрии.Нарушения симметрии, которые наблюдаются в Природе, вплоть до несохраненияСРинвариантности, не затрагиваютD инвариантность вакуума. ГраницейD инвариантности являются фундаментальные константыm _e иl_u , что и отражаетдинамический закон вакуума. Таким образом, динамическая симетрия вакуума непротиворечит идее развития, поскольку D инвариантность сохраняется и тогда, когда нарушаются другиевиды симметрии. В вакууме реализуется реальный физический процесс, обязанныйсвоим существованием динамической симметрии, который приводит к появлениюдискретных частиц из непрерывного физического объекта, что в математическомописании представлено как достижение физическими величинами своих предельныхквантованных значений[514].

Из соотношений (2) и (4) следует, что:

R_u =сμ_v, (6)

где:μ_v –магнитная константа вакуума .

Из формулы для фундаментального кванта действия (2) следует новая формула для элементарного зарядаe :

e=±√(h_u /cμ_v ). (7)

В системеСГСЭ соотношение для элементарного заряда примет вид:

e=±√(h_u c). (8)

Соотношения (7) и(8) представлены квадратным корнем. Из них непосредственно следует бинарностьзарядов, т. е. то, что заряды имеют два знака. Поскольку заряды определяютсятолько константами, то из этих соотношений следует также и квантованность зарядов.

Рассмотривая динамикуневещественных объектов вакуума, легко видеть, что первым фиксированнымзначением энергии, которая соответствует устойчивому физическому объекту,является энергия электрона или позитронаE_e . Тогда значение частоты, которое соответствует этой величине энергиибудет равно:

ν=E_e /h_u = 1,063870869•10²³ Гц.

Отсюда следуетчетвертая физическая константа вакуума – фундаментальный квант времени:

Используя константу скорости светас, получим пятую константу вакуума – фундаментальный квант длины:

Отметим, чтозначение этой константы в точности совпадает с классическим радиусом электрона.Все пять констант вакуумаh_u ,G_u ,R_u ,t_u ,l_u получены на основе новогоподхода к пониманию физической сущности полевых структур. Проведенныеисследования этих констант показали, чтоиспользуемые в современной физике фундаментальные физические константынепосредственно происходят от констант физического вакуума [6 8, 14].Приведенные выше основные константы вакуума позволяют получить ряд вторичныхконстант, которые являются производными константами и также относятся кфизическому вакууму.

Константы фундаментальной метрикиt_u иl_u образуют новую константуb, названную фундаментальнымускорением[5]:

b=l_u /t_u ² .

Значение этой константы равно:

Эта константа позволила получить новый закон силыF=mb [6,8, 10, 15]. Этот закон отражает связь силы с дефектом массы.

Исследования констант вакуума привели к выводу, что для динамических объектоввакуума можно определить константу магнитного момента. Такой магнитный моментбыл найден в[6]. Он получил название фундаментальный магнетонвакуума. Приводим соотношение для фундаментального магнетона вакуума:

μ_u = l_u (h_u c )^1/2 /2π .

Значение этой константы равно:

Фундаментальный магнетон μ_u и магнетон Бораμ_B связаны между собой следующимсоотношением:

μ_u =μ_B α/π.

3. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СУПЕРКОНСТАНТЫ

В [6, 8 10] получены новые результаты, показывающие, что группа константвакуумаh_u ,t_u ,l_u совместно с числамиπ иα, обладает уникальной особенностью. Эта особенность состоит в том, чтоиспользуемые в физике фундаментальные константы представляют собой различныекомбинации перечисленных констант. Таким образом, названные константы вакуумаимеют первичный статус и могут выполнять роль онтологического базиса физическихконстант. Константы, входящие в (h

Учебная работа № 1580. Новые фундаментальные физические константы