Теория поля

    То  есть, энергия взаимодействия одной частицы [е] - это есть энергия поля. Следовательно:

полная  энергия частицы  равна произведению её массы, на энергию  поля, из которого она  состоит.

    Из  анализа, проведенного на основе Теории Относительности, была выведена формула полной энергии, заключенной в веществе. Известная формула Эйнштейна показывает это количественное взаимоотношение:

E=mc².

    Сравнивая полученную выше зависимость с этой формулой, можно сделать вывод  что:

e=c²

    В данном случае величина [c] применяется как скорость распространения электромагнитной волны. Но ведь вполне очевидный вывод, как следствие из Теории Относительности, что [c] - это не что иное, как предельная скорость передачи информации для данного поля.

    Поскольку мы рассматривали понятие поля в  общем смысле, то тогда:

энергия поля равна квадрату предельной скорости передачи информации в этом поле.

    Из  этого следует, что скорость распространения  световой волны [c] является пределом только для электромагнитного поля, из составляющих структур которого состоит вещество. И если возьмём поле с меньшим значением удельной энергии взаимодействия, например поле гравитационного взаимодействия, то скорость передачи информации с помощью этого поля будет меньше предыдущей. И, естественно, наоборот - поля более высокого порядка обладают большими скоростями передачи своих взаимодействий.

    Теперь  представим себе такую ситуацию: попытаемся наращивать в каком-то ограниченном объёме количество каких-либо частиц. Как только мы достигнем определённого  предела, наши вихри сольются, и будет  образован больший вихрь, следующего уровня. Таким образом, мы перейдём в новое качество, т.е. образуется новая частица. И сколько бы мы не повторяли этот опыт с новыми частицами, результат будет тот же. Можем рассматривать частицу как точку, для структур высшего уровня или как пространство, для структур низшего уровня.

    Из  характера протекания этого процесса можно сделать вывод, что:

существует  предел накопления энергии  в пространстве.

    Можно ввести понятие удельной плотности  энергии или накапливаемой энергии  в единице пространства или точке.

где: П - пространство.

    Такое соотношение показывает, что, сколько  бы мы ни пытались увеличить плотность  энергии, каждый раз будем переходить на новый уровень организации  мировых структур, и эта величина всегда и везде будет постоянной для нашего мира.

    Для исследуемой частицы занимаемое ею пространство будет равно kπR³, тогда из этого следует, что:

или:

rc² = const

.

где: r - плотность материальных структур в объёме, занимаемом частицей. Или относительно энергии поля получим:

                     re = const,

                     то есть:

ρ f e

Отсюда следует  еще один вывод:

плотность материальных структур, составляющих частицу, пропорциональна  энергии поля, из которого она образована.

    Сейчас  интенсивности известных нам  полей взаимодействий измерены с  большой точностью. Для наглядности  можно привести их сравнение по отношению к полю сильного взаимодействия. Если интенсивность этого поля принять за единицу, тогда уровни известных фундаментальных полей будут иметь следующие значения:

Поле сильного взаимодействия -1

Поле электрического взаимодействия 10^-3

Поле слабого  взаимодействия 10^-14

Поле гравитационного  взаимодействия 10^-40

    Из  такого сравнения можно сделать  вывод, что и плотность материальных структур, составляющих частицу, образованную из этих полей, будет иметь аналогичный  характер изменения. В описании исследуемых материальных структур мы не можем говорить о веществе, упакованном в частице, так как подобное понятие определяет только частный случай из всей цепочки приведенной на диаграмме.

    Весьма  наглядно это состояние можно показать на графике. Здесь определена область существования материальных структур нашего мира, удовлетворяющих приведенному выше соотношению.

    

Рис.4 Пространственно-энергетические диапазоны существования мировых структур

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 

       В таком процессе, накопление энергий в определенном объёме, приводит к образованию некоторого скачка в структурах материального мира, который проявляется в образовании новой частицы. Достигаемый уровень концентрации накапливаемых энергий будет предельным для нашего мира и является одним из его характеристических числовых выражений. Принципиально этот эффект проявляется в невозможности сконцентрировать в одной точке энергии выше определенного значения.

    Подобные  явления наблюдаются довольно часто. Например, в термодинамике известно соотношение зависимости величины теплоемкости веществ от температуры, при постоянном объеме. Исследуя характер изменения этой теплоемкости C_v от температуры Т для водорода, получим график примерно такого вида, как показано на рис.19. Здесь скачкообразное изменение функции С_v(Т) связано со ступенчатым изменением энергии в системе, порожденным включением новых степеней свободы (вращательных

Рис.5 Характер зависимости теплоемкости водорода от температуры, при постоянном объеме.

и колебательных) внутренних структур по мере увеличения температуры. Горизонтальный участок АА₁ соответствует только поступательному движению молекул, участок ВВ₁ -поступательному и вращательному движениям. На участке DD₁ все молекулы имеют ещё и колебательные степени свободы. Любая попытка изменить энергетический баланс замкнутой системы, всегда будет приводить к подобным скачкам. Другое дело, чем будут обуславливаться эти ступенчатые переходы.

    Ранее мы рассмотрели зависимость массы частицы от количества поглощаемых меньших вихревых структур. Здесь можно  также привести пример из области микромира. Весьма характерное скачкообразное изменение энергетического состояния исследуемых объектов наблюдают физики при изменении строения исследуемых элементарных частиц. Так ядро атома может иметь только определенные уровни внутреннего энергетического состояния. Именно на таких стабильных уровнях находятся долгоживущие частицы. Все промежуточные состояния, при любых внешних условиях, являются нестабильными. Такие зависимости внутреннего состояния, от количества нуклонов в ядре атома, также изображаются ступенчатым графиком.

    Наиболее  стабильными являются те частицы, которые  имеют одинаковое количество нейтронов и протонов, N=Z. Это так называемый эффект симметрии, наблюдаемый в строении элементарных частиц. Весьма характерны проявления стабильного состояния этих объектов при увеличении отдельных составляющих частиц.

Ступенчатый переход на новую материальную

структуру, следующего уровня существования, весьма

показателен в отношении накопления энергий в определенном объёме. В данном случае рассматривается образование ядер атомов, которые составляют один из классов, исследуемых нами частиц.

Поскольку принципы образования вихревых структур не зависят от принадлежности к определенному  классу рассматриваемых частиц, понятно, что и звезда, и другие объекты будут иметь такие же ступенчатые переходы. На этом графике явно просматривается ступенчатый характер этих зависимостей. Здесь приведено всего два примера, один из области макроструктур - это газ, и второй из явлений микромира. Опыт исследования физических объектов совершенно очевидно показывает, что подобное явление свойственно всем материальным структурам нашего мира.

    Разберемся  в некоторых классических понятиях из нашего окружающего мира и попытаемся осмыслить их внутреннее содержание, в свете тех представлений, которые только что были изложены.

    Зачастую  мы рассматриваем применяемые здесь  понятия в связи с принадлежностью  их к определенному классу материальных объектов: - звезда это вещество, атом тоже вещество, электрон - и вещество, и в то же время в некоторых случаях проявляет свойства поля. Дальше, все частицы указанные на диаграмме, относятся к понятию поле. Но, как мы выяснили ранее, изменяя энергетику частицы или поля, просто изменяем количество меньших частиц в некоторой точке нашего условного пространства. Так мы переходим из одного класса понятий в другой. Или другими словами, выстраивается такая линейная цепочка:

энергия - поле - вещество

    

    

Рис. 5 Соответствие исследуемых структур и категорий материи.

    Это всё суть одно и то же. И одно состоит из другого. Все эти понятия, определяющие физические структуры, с точки зрения описываемых процессов, построены по единому принципу. Это всё поток непрерывно взаимодействующих между собой частиц, переходящих одна в другую. На той же диаграмме можно изобразить условное деление принадлежности некоторых частиц к известным классам понятий.

 

    

    Такое деление чисто условное и провести меду ними чёткие границы практически  невозможно. В этой связи можем  ввести некоторое условное определение: там, где концентрация энергии позволяет организовать частицы большего уровня -вещество, где концентрация энергий меньше - поле. Тогда, переход из одного понятия в другое, это просто переход на другой уровень существования материального мира. Между ними нет принципиальных различий во внутренних структурах и нет смысла отделять эти понятия друг от друга. В этом случае мы можем говорить только о диапазоне существования применяемых понятий, относительно всей совокупности частиц нашего мира.

    Ещё раз акцентирую внимание на условности применяемых здесь определений - большие и малые объекты. Масштабное соотношение здесь применяется только с позиций нашего восприятия окружающего мира. Хотя в действительности, рассуждать об идентификации размеров некоторых частиц, находящихся за пределами чувствительности современных методов их регистрации, пока не приходится.

    Немного перефразировав вывод, сделанный в  первой главе и применяя его к  полученному условному разделению этих понятий, из этой же диаграммы  следует, что увеличивая количество частиц в какой-то точке, мы будем уменьшать количество других частиц, рядом стоящих по диаграмме. В этом варианте рассмотрим диапазон, в котором существует понятие энергии, например m-частицы, тогда получим:

К_µ + DК_µ = К_m - DК_m = К_Ад + DК_Ад

    То  есть, уменьшая концентрацию m-частиц, в произвольной точке, мы автоматически будем увеличивать, в этой же точке, количество µ-частиц и адронов, обе частицы рядом стоящие по диаграмме. Точно так изменяя концентрации частиц любого другого уровня, результат получим тот же. Или, учитывая приведенную выше пропорциональность между количеством поглощаемых частиц и накапливаемой энергией, можем записать для понятия энергий:

E_µ + DE_µ = E_m - DE_m = E_Ад + DE_Ад

    А это не что иное, как закон сохранения энергии.

    

    

    Это несколько другая интерпретация того же вывода о постоянстве уровня накопления энергии в отдельно взятой точке или области пространства:

    В связи с такими выводами, ещё раз  следует остановиться на процессе всасывания вихрем окружающих его частиц. Как  уже неоднократно отмечалось, существование частиц нашего мира поддерживается непрерывным вовлечением в вихревое движение структур меньшего уровня. Продвигаясь к центру вращения, частицы меньшего уровня распадаются на структуры их составляющие. Подобный распад такой же сложный процесс. Дело в том, что в структуре любой частицы те вихри, из которых она образована, развёрнуты и, как это уже описывалось, их в этой точке просто не существует, так сказать в чистом виде, как самостоятельный шарик. А в таком случае идёт обратный процесс, частица разрушается. В этот момент снова образуются составляющие их частицы. Мысленно это можно представить небольшим примером. Рассмотрим процессы, происходящие при образовании, а также те, которыми поддерживается существование видимой нам частицы - Звезда. Для этого нам придется разбить период существования этого огромного вихря на несколько этапов, которые мы сможем реально наблюдать у таких частиц.