Источник массы и электрического заряда частиц

[pc20b]

photon:

часть сообщений отделена из темы: Новый Большой адронный коллайдер = Новая физика

Доля шутки вокруг БАК'а

Cobert писал(а):

http://fishki.net/comment.php?id=37860

Хотелось бы услышать научные доводы на языке, который бы понимал человек со знанием школьной физики.

Можно попробовать. Внешне всё будет выглядеть прилично : будут сталкиваться лоб в лоб протоны и антипротоны с полной массой порядка $10^{-21}$ г (в 1000 раз большей их массы покоя), имеющих размер (т.н. классический радиус) порядка $10^{-19}$ см (в 1000 раз меньший, чем они имеют в состоянии покоя). Ясно, что это очень маловероятное событие, даже при той светимости пучков этих адронов (протонов и антипротонов), которую собираются достичь где-то примерно к 2010 г ***.

*** После выхода ускорителя на проектную энергию в 14 ТэВ все параметры улучшаться в 10 раз : $10^{-20}$ г, $10^{-20}$ см.

Т.к. при лобовом соударении вся кинетическая энергия может идти на взаимодействие (центр масс системы остается неподвижным), то при таком рассеянии (аннигиляции частицы и античастицы) возможно в принципе получить частицы с массой покоя порядка 1000 масс покоя протона (10 000 масс покоя). К примеру, бозон Хиггса, "масса" которого где-то в районе сотен масс покоя протона ..., который, как принято считать в самой "свежей" модели, является гипотетическим источником масс у всех частиц - переносчиков элементарных взаимодействий.

(Кстати, в расположенном там же электрон-позитронном коллайдере с энергией взаимодействия примерно в 400 масс протона ($m_0c^2$, естественно) эти бозоны так и не обнаружили.)

Разговоры насчет черных дыр, "дырочек", их быстрого "испарения" и т.д. - это, как говорится, досужие домыслы, мечты и, конечно, реклама с целью увеличения финансирования (раньше примерно в этом же ключе шутили : "Чем неустойчивее плазма, тем устойчивее заработная плата").

Но парадоксальность и трагикомизм сложившейся ситуации в том, что эти шуточки-прибауточки даже не то что близки к истине, а укрывают (по незнанию, конечно же) более серьёзную опасность, вероятность которой вполне конечна. Хоть и мала, скорее всего.

В чем она состоит. Согласно строгому результату теории гравитации (общей теории относительности, ОТО), являющемуся следствием точного решения её уравнений, внутри протона (и соответственно антипротона, отличающегося от него лишь знаком электрического заряда), который в состоянии покоя выглядит как узкая горловина в кривом четырехмерном пространстве-времени с радиусом горлышка порядка $10^{-16}$ см (примерно в 2000 раз меньше, чем у электрона), которой соответствует физически масса покоя порядка $10^{-24}$ г (примерно в 2000 раз больше, чем у электрона), находится внутренний мир из пылевидной материи - вселенная (с точки зрения внутреннего наблюдателя), имеющая полную массу порядка $0,81 \cdot 10^{30}$ г, т.е. порядка 100 масс Земли, которая сжата собственным гравитационным полем до размера, который в состоянии её максимального расширения порядка $1,20\cdot 10^2$ см.

Вот что в принципе, либо какая-то часть чего, может высвободиться по недоразумению.

[Someone]

pc20b писал(а):

Согласно строгому результату теории гравитации (общей теории относительности, ОТО), являющемуся следствием точного решения её уравнений, внутри протона (и соответственно антипротона, отличающегося от него лишь знаком электрического заряда)...

Вот только не нужно свои выдумки выдавать за "строгие результаты".

[pc20b]

Someone писал(а):

Вот только не нужно свои выдумки выдавать за "строгие результаты".

Нет. Немного не так : не нужно Ваши неудачные попытки опровергнуть строгие результаты выдавать за "строгие результаты". Хоть я, ещё раз повторяю, Вам благодарен за единственную попытку неспециалиста в ОТО (но математика) как-то разобраться в полученных результатах и конструктивные замечания (которые, к сожалению, коснулись лишь несущественных частностей склейки).

[Munin]

pc20b
А вы - специалист в ОТО? Может, тогда для вас не составит труда указать точную библиографическую ссылку на публикацию, в которой был получен этот "строгий результат", и привести точную цитату из этой публикации?

[Someone]

pc20b писал(а):

которые, к сожалению, коснулись лишь несущественных частностей склейки

Которую Вы не умеете осуществлять, поскольку имеете более чем смутные представления о дифференциальной геометрии, из-за чего никакой склейки у Вас и нет, а потому нет и корректного решения. Не пугайте неспециалистов своими ошибками.

На этом обсуждение заканчиваем, как не имеющее отношения к БАК.

[pc20b]

Munin писал(а):

pc20b
А вы - специалист в ОТО? Может, тогда для вас не составит труда указать точную библиографическую ссылку на публикацию, в которой был получен этот "строгий результат", и привести точную цитату из этой публикации?

Пожалуйста *** :
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/r_128_300.pdf
(ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300) (JETP 101, 2, 2005, p. 259.)

*** Тоном пренебрежем.

[Someone]

pc20b писал(а):

(ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300) (JETP 101, 2, 2005, p. 259.)

Это всё долго обсуждалось. "Склейка" производится так: делается замена координат, при которой якобиан на поверхности склейки обращается в ноль, а условия склейки вырождаются в тождественное равенство 0=0. Что и позволяет "склеить" что угодно с чем угодно. При этом автор убеждён, что замена координат превращает одно многообразие в совершенно другое.

[pc20b]

Someone писал(а):

Которую Вы не умеете осуществлять, поскольку имеете более чем смутные представления о дифференциальной геометрии, из-за чего никакой склейки у Вас и нет, а потому нет и корректного решения. Не пугайте неспециалистов своими ошибками.

Чепуха всё это. Даже возражать не хочется. Ваш снобизм ни на чем не основан. Дифференциальную геометрию Вы так же знаете смутно, как и любой другой (убедиться в этом можно хоть сейчас). Это не аргумент в дискуссии. Склейка к решению не имеет отношения. Никакого. Вы просто уперлись в ерунду. Да, там есть проблемы. На горловине нарушается римановость. Вы этого не понимаете.

Цитата:

На этом обсуждение заканчиваем, как не имеющее отношения к БАК.

Есть, товарищ командир.

К БАК имеет отношение то, что, согласно новому результату ОТО, бозон Хиггса искать не надо : масса покоя любой элементарной частицы имеет чисто геометрическое происхождение. Её численное значение можно найти по кривизне пространства-времени в любой его точке и через две фундаментальные константы : гравитационную постоянную (связывающую геометрию с физикой) и скорость света.

[pc20b]

Someone писал(а):

При этом автор убеждён, что замена координат превращает одно многообразие в совершенно другое.

Ну ладно, зачем Вы так, нехорошо : автор вовсе не "убеждён, что замена координат превращает одно многообразие в совершенно другое", а автор, в отличие от Вас, знает, что многообразие - это ко всему прочему ещё и множество допустимых систем координат, связанных невырожденными преобразованиями (с ненулящимися якобианами). И обратно : если на каком-либо подмногообразии преобразование вырождается, то его принадлежность многообразию требует аккуратного исследования.

[Munin]

pc20b писал(а):

Пожалуйста *** :
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/r_128_300.pdf
(ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300) (JETP 101, 2, 2005, p. 259.)

*** Тоном пренебрежем.

На первой же странице читаю:

Цитата:

нельзя распространять полученное решение для электрического заряда на реальные элементарные заряженные частицы — электрон, протон и т. д.

Это, мягко говоря, расходится с вашими заявлениями. Someone прав, обсуждать тут нечего.

[pc20b]

Munin писал(а):

pc20b писал(а):

Пожалуйста *** :
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/r_128_300.pdf
(ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300) (JETP 101, 2, 2005, p. 259.)

*** Тоном пренебрежем.

На первой же странице читаю:

Цитата:

нельзя распространять полученное решение для электрического заряда на реальные элементарные заряженные частицы — электрон, протон и т. д.

Это, мягко говоря, расходится с вашими заявлениями. Someone прав, обсуждать тут нечего.

Поперек батьки в пекло. Ведь говорили же Вам, не кажи гоп, поки не перескочиш : примечание :

Цитата:

нельзя распространять полученное решение для электрического заряда на реальные элементарные заряженные частицы — электрон, протон и т. д.

осталось в записке по недоразумению : оно было написано для некоторых физиков в МИФИ, от которых зависела её публикация в печати, не мыслящих себе физики, если в ней нет константы планковской $\hbar$. Да, элементарные частицы - квантовые объекты. Но и ОТО - отнюдь не классическая теория. Это тоже можно показать : $\hbar$ можно получить средствами ОТО.

На самом деле результат работы вполне приложим к заряженным элементарным частицам. Единственное упрощение : ввиду центральной симметрии, в которой он получен, пока не учтен спин - неустранимое вращение внутреннего мира частицы. Но его учет не изменит параметров горловины.

Так что напрасно Вы разволновались : математика это вовсе не слова.

Добавлено спустя 25 минут 46 секунд:

Источник массы и электрического заряда частиц - гравитационное поле

Чтобы не быть голословным, разрешите показать, что, действительно, хиггсовский бозон не нужен, чтобы объяснить происхождение массы покоя у, скажем, к примеру, переносчика электромагнитного поля - электрического заряда : её источник - кривизна пространства-времени $\equiv$ гравитационному полю :

Все физические параметры заряженной частицы с зарядом $e$ и массой покоя $m_0$ восстанавливаются по кривизнам пространства-времени :

Фундаментальные константы :

$$e=\frac{c^2}{\sqrt k}(_0 K_r^{(2)-1}(_0 K^{(4)}-K^{(4)})^{1/2})$$

,

$$m_0=\frac{c^2}{2k}(_0 K_r^{(2)-{3/2}}(_0 K^{(4)}-K^{(4)}+_0 K_r^{(4)}))$$

.

Напряженность радиального электрического поля и плотность энергии электромагнитного поля в сопутствующей веществу системе отсчета во внутреннем мире частицы и в её внешнем вакуумном мире в системе отсчета, где она покоится :

$$E_r=\frac{c^2}{\sqrt k}(_0 K^{(4)}- K^{(4)})^{1/2}$$

,

$$\kappa\varepsilon_f=_0 K^{(4)}- K^{(4)}$$

.

Плотность энергии пылевидного вещества во внутреннем мире частицы (во внешнем вакуумном мире кривизна $K^{(4)}=0$) :

$$\kappa\varepsilon_s=K^{(4)}$$

.

Здесь $c$, $k$ - фундаментальные константы : скорость света и гравитационная постоянная, связывающие геометрию с физикой (их можно положить равными, скажем, единице и измерять все величины в сантиметрах);
$\kappa$ - постоянная Эйнштейна, равная $8\pi k/c^4$;
$_\alpha K_\beta ^{(a)}$ - кривизна 2-поверхности, образованной координатными линиями ${x^\mu,x^\nu}$, перпендикулярной координатам ${x^\alpha,x^\beta}$ ($\alpha\neq \beta\neq \mu\neq \nu)$, в пространстве $a$-измерений; $(\mu,\nu = 0,1,2,3)$ ;
$_\alpha K^{(a)}$ - кривизна 3-гиперповерхности, ортогональной координате $x^\alpha$;
$ K^{(4)}$ - скалярная кривизна 4-пространства-времени (гауссова, или внутренняя, кривизна).

Если наблюдатель находится в гравитационном поле любой заряженной частицы (электрона, скажем), как внутри неё (во вселенной), так и вне её (в вакууме), то он может найти данные величины по чисто геометрическим измерениям, находясь в малой окрестности любой точки пространства-времени.

Единственное замечание. Масса покоя $m_0$ - это полная (гравитационная) масса (энергия) внутреннего мира на горловине. В вакууме она будет постоянной при измерениях в любой точке. Если же её измерять и вычислять по данной формуле изнутри, находясь во вселенной, то она будет уже функцией точки - полной массой $M(r)$ (энергией) внутреннего мира в данной точке $r$, - как один из первых интегралов уравнений гравитационного поля. На горловине она достигает минимума, равного $m_0$ из-за "гравитационного дефекта массы" - уменьшения видимой (полной) энергии под влиянием кривизны пространства-времени (т.е.гравитационного поля).

[Munin]

Прошу модератора пресечь офтопик или разделить темы.

Для этого есть //photon

[pc20b]

Someone писал(а):

pc20b, хватит пугать публику своими выдумками. Независимо от того, правильно ли Вы склеили внутреннее или внешнее решение (а склеили Вы их неправильно), утверждение, что это решение описывает электрон или протон, является всего лишь продуктом Вашей безудержной фантазии. Оно совершенно точно не описывает ни протона, ни электрона. Хотя бы потому, что нет спина. И нет структуры, которая просматривается в протоне.

Вы же знаете, что Вам всё прощается, т.к. Вы единственный, кто более менее попытался по сути разобраться с данным решением в ОТО.

Аргумент, что решение не описывает электрон и протон из-за неучтенности спина, надуман, просто от безысходности : в физике так и принято описывать явления в последовательности усложняющихся абстрагирований : спин будет учтен в следующей, аксиальной симметрии. Решение задерживается исключительно по технической причине - сложности интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка относительно трех независимых переменных. Лучше бы помогли.

Нет структуры у протона? У электрона? Да побойтесь бога - внутри любой элементарной частицы - вселенная, заполненная электрически нейтральным веществом и пронизывающим её электрическим полем (в сопутствующей веществу внутреннего мира системе отсчета). Кулоновская расходимость исчезла : горловины частицы, соединяющие её с внешними миром и антимиром, никогда не закрываются. Решена таким образом проблема барионной асимметрии : стало понятно, что невзаимодействующие мир и антимир расположены на двух параллельных гиперповерхностях в 4-пространстве-времени, между которыми все видимые элементарные частицы являются "норами", их соединяющими. Это - реализация идеи Уилера в чистом виде. А Вы - "нет структуры" ...

Примечание. Это - вовсе не оффтопик, а, во-первых, ответ на возражение по применимости данного результата к проблеме техники безопасности на БАК' е, во-вторых, помощь баковцам в планировании будущих экспериментов. От нашего стола - вашему (от теоретиков - экспериментаторам).

[pc20b]

Выходит, не всякую : повели себя агрессивно, наговорили малограмотной чепухи, нажаловались модераторам - и в кусты.

Добавлено спустя 1 час 21 минуту 55 секунд:

Параметры протона-антипротона в БАК'е :

Внешние :

Масса покоя - $1,67\cdot10^{-24}$ г = $0,938$ МэВ
Классический радиус (радиус кривизны горловины) - $1,54\cdot10^{-16}$ см
Кинетическая энергия - $14$ ТэВ = $15000$ масс покоя протона
Продольный размер ускоренного протона - $1,01\cdot10^{-20}$ см
Максимальная возможная масса покоя рожденной при $p^{+}p^{-}$ рассеянии пары частица-античастица - $7500$ масс покоя протона = $7 000$ ГэВ

Внутренние :

Полная масса внутреннего мира (из пыли) - $0,81\cdot10^{30}$ г = $135$ масс Земли
Максимальный радиус внутреннего мира - $1,20\cdot10^2$ cм
Плотность вещества внутри протона в состоянии максимального расширения внутреннего мира - $1,11\cdot10^{23}$ $g/cm^3$

Максимально возможная энергия, которая может выделиться при полном распаде протона - $135$ масс Земли

[Munin]

А что, это уже новая тема? Тогда повторю то, что уже было сказано: спина нет, спектра масс нет, форм-факторов нет - это не протоны, а нечто не имеющее к ним ни малейшего отношения. Соответственно, ваши громкие заявления - в топку.