Новый гипотетический закон сохранения и его проверка

[lebed 2]

Новый гипотетический закон сохранения и его проверка

Введение

Некоторая информация, представленная тем или иным способом, может быть перезаписана в двоичном коде. Использование двоичного кода в подавляющем большинстве вычислительных устройств обусловлено предельно простым способом записи информации. В двоичном коде используется только логическая единица и ее инверсия (операция «НЕ») – логический ноль. Попытаемся применить «принцип минимального кодирования» для записи свойств элементарных частиц, т.е. предположим, что свойства частиц могут быть записаны с помощью некоторого минимального, универсального набора «элементов». Будет искать ответы на следующие вопросы:

1. Сколько и какие базисные элементы будут необходимы для минимального кодирования?
2. Какие новые законы и правила необходимо использовать?
3. Можно ли доказать, что «минимальное кодирование» соответствует или не соответствует фактическому составу частиц?

Будем придерживаться следующего плана. Зададим минимальное число и тип базисных элементов (зарядов). Используя, в частности, одну из забытых идей П. Дирака, найдем кодировки стабильных частиц. Введем новый закон сохранения и, на его основе запишем правила, определяющие реакции распада нестабильных частиц. Наконец, используя десятки известных сегодня реакций распада, проверим корректность принятой гипотезы и, тем самым, докажем или опровергнем существование нового закона сохранения.

Представим некоторую большую группу, состоящую из мужчин, мальчиков, женщин и девочек. Можно ввести кодировку состава группы, основанную, например, на дифференциации по двум признакам: полу и возрасту. Если такая кодировка не содержит ошибки, то при разделении большой группы, возникнет однозначная связь с составом всех меньших групп, полученных при таком разделении. Причем, в процессе кодировки нас не интересуют признаки объектов, и даже сами объекты, - это может быть абстрактный набор чисел (не обязательно нулей и единиц), характеризующий «элементы группы» с не изменяющимися свойствами. Таким образом, при существовании определенных правил сохранения, решение сложнейшей задачи по определению внутренней структуры частиц, можно свести к проверке элементарных арифметических соотношений, связывающих состав исходной большой группы с полным составом всех меньших групп.

1. Минимальный набор кодирования

Обозначим базисный элемент (базисный заряд) буквой $A$ и зададим его свойства: собственный момент импульса: $+1/2$; электрический заряд: $+1$. Запишем эти свойства в виде:

$$A(1/2, 1).$$

Расширим состав элементов этого типа, добавив электрически нейтральное состояние:

$$a(1/2, 0).$$

Свойства базисных элементов второго типа зададим, как и в двоичном коде, с помощью операции «НЕ»:

$$B(-1/2, -1).$$ $$b(-1/2, 0).$$

Любые другие, комбинации, имеющие отличающиеся свойства, например

$$C(0, -1)$$

и т.д. – не рассматриваются, возможно, таких комбинаций в природе не существуют.

2. Некоторые свойства базисных зарядов и простейшие коды

Назовем связанное состояние двух базисных зарядов – «базисной парой»:

$$AB(0, 0) = ab(0, 0).$$

По условию, любая частица может быть записана в виде некоторой комбинации базисных зарядов. Источником «материала» для формирования стабильных частиц могут быть только базисные пары. Гипотетические реакции разделения зарядов с образование стабильных частиц имеют вид:

$$AB(0, 0) \to A(1/2, 1) + B(-1/2, -1).$$

$$ab(0, 0) \to a(1/2. 0) + b(-1/2, 0).$$

$$AB +2ab \to B(ab) + A(ab).$$

$$2ab \to aa + bb.$$

Предположительно, в результате первой реакции образуется протон и антипротон, второй реакции - нейтрино, третьей – электрон и позитрон и четвертой – фотоны.
Спин и электрический заряд сложных комбинаций определяется как сумма соответствующих компонент, например для электрона:

$$B(ab) = (-1/2+1/2-1/2, -1+0+0) = (-1/2, -1).$$

Существует красивая реакция, предложенная П. Дираком, и сегодня основательно забытая:

$$AB + AB \to B(ab) + A.$$ $$AB + AB \to A(ab) + B.$$

.
В зависимости от типа смещенного заряда формируются пары электрон – протон и позитрон – антипротон. Эта реакция экспериментально не подтверждена, возможно, необходимые условия были на ранней стадии эволюции Вселенной.
Базисная пара имеет нулевые параметры и, в силу этого, является принципиально не наблюдаемой, т.е. соответствует некоторому «фону», хотя сам «фон» можно характеризовать вполне конкретными физическими величинами. Это создает иллюзию генерирования частиц из "пустоты".
Предположительно, экспериментально не наблюдаемой (скрытой) является реакция формирования пары виртуальных фотонов:

$$2ab \to aa_v + bb_v\to 2ab.$$

Для обозначения виртуальных фотонов в отличие от реальных, будем использован нижний индекс «v». Существование «виртуальных» фотонов, косвенно, подтверждает т.н. эффект осцилляции нейтрино:

$$a + ab + ab \to a + bb_v + aa_v \to b + ab + aa_v\to …$$

Системный (общий) момент импульса не зависит от осцилляций и всегда равен $+1/2$ (в данном примере).

3. Новый фундаментальный закон сохранения и его следствия

Приведенные выше реакции с участием базисных зарядов, имеют равное число и тип зарядов в правой и левой части реакции. Можно предположить, что это условие выполняется для всех без исключения реакций, в том числе при распаде нестабильных частиц. Дадим следующую формулировку гипотетического закона сохранения: запрещается:

- создание или уничтожение базисной пары;
- создание или уничтожение одиночного базисного заряда;
- изменение типа одиночного базисного заряда.

Новый закон сохранения в сочетании с принятой выше кодировкой стабильных частиц позволяет установить неизвестные до настоящего времени или принятые априори правила. Было установлено несколько правил, связывающих кодовые комбинации нестабильных частиц с продуктами их распада, причем часть этих правил должна выполняться одновременно:

3.1. Наличие электрического заряда обусловлено присутствием в кодировке электрически заряженного базисного заряда. Закон сохранения исключает возможность создания или уничтожения или изменения типа базисного заряда. В результате: электрический заряд любой нестабильной частицы всегда будет точно равен общему электрическому заряду частиц, возникших в результате реакции.
3.2. Число и тип базисных зарядов в правой части реакции всегда должно быть равно числу и типу этих зарядов в левой части реакции распада.
3.3. Любая реакция, путем добавления к правой или левой части базисной пары, должна удовлетворять правилу 3.2.
3.4. Если число зарядов в кодировке любой нестабильной частицы нечетное, то и число зарядов в продуктах распада всегда должно быть нечетным.
3.5. Если число зарядов в кодировке любой нестабильной частицы четное (включая ноль), то и число зарядов в продуктах распада всегда должно быть четным (включая ноль).
3.6. Если спин некоторой нестабильной частицы кратен 1/2, то и общий спин продуктов распада должен быть кратен 1/2.
3.7. Если спин некоторой нестабильной частицы кратен 1 (включая ноль), то и общий спин продуктов распада должен быть кратен 1(включая ноль).
3.8. Если реакция записана в базисных зарядах, то значение спина нестабильной частицы и общий спин продуктов распада должны быть точно равны между собой.
3.9. Если нестабильная частица имеет электрический заряд равный нулю и целый спин, то в результате ее распада должно генерироваться четное число нейтрино, включая ноль.
3.10. Если нестабильная частица имеет электрический заряд равный нулю и полуцелый спин, то в результате ее распада должно генерироваться нечетное число нейтрино.
3.11. Если нестабильная частица имеет электрический заряд не равный нулю и целый спин (включая ноль), то в результате ее распада может генерироваться только нечетной число нейтрино.
3.12. Если нестабильная частица имеет электрический заряд не равный нулю и полуцелый спин, то при ее распаде должно генерироваться четное число нейтрино.

Доказательство этих правил тривиально, докажем, например, правило 3.11. Пусть нестабильная частица имеет электрический заряд и целый спин. В результате полного распада должна генерироваться стабильная электрически заряженная частица и, возможно, пары частиц с противоположными электрическими зарядами. Но из правила 3.7 и с учетом того, что все стабильные электрически заряженные частицы имеют спин равный $\pm1/2$, следует, что левая часть реакция должна быть дополнена до целого спина, а это возможно только с помощью электрически нейтральной частицы со спином $1/2$, единственной такой частицей является нейтрино (спин $1/2$).

Часть правил (3.9 – 3.12) может быть записана в обратной форме: как определение свойств частицы по продуктам ее распада. Нельзя исключить, что существуют и другие правила.

4. Проверка концепции минимальной кодировки и нового закона сохранения.

Используем следующую форму записи. Первые цифры – номер реакции. В таблицах, например: http://pdg.lbl.gov/2016/tables/contents_tables.html нумерация будет отличаться. После номера, запишем реакцию распада в традиционном виде, в следующей строке – запись с использованием базисных зарядов. Проверка выполняется по всем правилам, соответствующим данной частице, например для нейтрона ‘это правила: 3.1-3.4, 3.6, 3.8 и 3.10. Для других частиц номера будут отличаться.

4.1. Нейтрон: $n$, реакция:

$$n\to p + e +\nu$$

.

Гипотетическая минимальная кодировка нейтрона: $(B-A-b)$ или $(Bb=A)$ (знаком $=$ обозначена «двойная зарядовая связь»), реакция:

$$(Bb=A) + ab \to A + B(ab) + b.$$

Проверяем:
Правило 3.1: в левой и правой части реакции электрический заряд идентичен (ноль).
Правило 3.2: левая часть: $B, b, A, a, b,$ правая часть реакции: $A, B, a, b, b$ – заряды идентичны.
Правило 3.3: в левой части реакции добавлена «скрытая» базисная пара $ab$.
Правило 3.4: в левой и правой части реакции число зарядов нечетное.
Правило 3.6: в левой и правой части реакции общий спин кратен $1/2$.
Правило 3.8: в левой и правой части реакции общий спин равен $-1/2$. Необходимо отметить, что в результате осцилляций, знак спина нейтрино может изменяться, но общий знак при этом не изменяется, например:

$$(Bb=A) + 3ab \to A + B(ab) + b + 2ab\to A + B(ab) + b + aa_v + bb_v \to A + B(ab) + a + ab + bb_v.$$

.
Правило 3.10: в правой части реакции находится нечетное число нейтрино.

4.2. Мезон $\pi^0$(135) имеет несколько вариантов распада. В кодировке через базисные заряды нейтральный и заряженные $\pi$ – мезоны имеют вид, соответственно

$$(B(ab)-A(ab)),$$

спин равен нулю, электрический заряд равен нулю.

$$(B(ab)-A(Ab)),$$

спин равен нулю, электрический заряд равен $+1$.

$$(B(aB)-A(ab)),$$

спин равен нулю, электрический заряд равен $-1$.

4.2.1.

$$\pi^0\to2\gamma.$$

$$(B(ab)-A(ab))\to bb+aa+AB.$$

4.2.2.

$$\pi^0\to e + e^++ \gamma.$$

$$(B(ab)-A(ab))+2ab \to B(ab)+A(ab)+aa_v +bb.$$

4.2.3.

$$\pi^0\to e+e^++e+e^+.$$

.

$$(B(ab)-A(ab))+3ab\to B(ab)+A(ab)+B(ab)+A(ab).$$

.
4.2.4.

$$\pi^0\to e+e^+.$$

$$(B(ab)-A(ab))\to B(ab)+A(ab).$$

4.2.5.

$$\pi^0\to4\gamma.$$

$$(B(ab)-A(ab))+ab\to 2bb+2aa.$$

4.2.6.

$$\pi^0\to3\gamma.$$

$$(B(ab)-A(ab))+ab\to 2bb+aa+aa_v.$$

4.2.7.

$$\pi^+\to \mu^++\nu.$$

$$(B(ab)+A(Ab))\to A(A-B)+b+ab.$$

В этой реакции представлена еще одна кодировка, соответствующая мюону.

4.2.8.

$$\pi^+\to e^++\nu.$$

$$(B(ab)+A(Ab))\to A(ab)+b+ab.$$

4.3.Мюон $\mu$(105). Кодировка: $A(A-B)$ или $B(A-B)$.

4.3.1.

$$\mu^+\to e^++\nu^- +\nu.$$

$$A(A-B)+ab\to A(ab)+a+b.$$

4.3.2.

$$\mu^+\to e^++\nu^- +\nu+\gamma.$$

$$A(A-B)+3ab\to A(ab)+a+b+aa+bb_v.$$

4.3.3.

$$\mu^+\to e^++\nu^- +\nu+e^++e.$$

$$A(A-B)+4ab\to A(ab)+a+b+A(ab)+B(ab).$$

4.3.4.

$$\mu^+\to e^++\gamma.$$

$$A(A-B)+ab\to A(ab)+aa+bb_v.$$

4.3.5.

$$\mu^+\to e^+ +e^+ +e.$$

$$A(A-B)+3ab\to A(ab)+A(ab)+B(ab).$$

4.3.6.

$$\mu^+\to e^+ +2\gamma.$$

$$A(A-B)+2ab\to A(ab)+aa+bb.$$

4.4.

$$\Lambda^0.$$

$$(B(aB)-(aAb)-A(ab)).$$

4.4.1.

$$\Lambda^0\to p+\pi^-.$$

$$(B(aB)-(aAb)-A(ab))\to A+(B(aB)-A(ab)).$$

4.4.2.

$$\Lambda^0\to n+\pi^0.$$

$$(B(aB)-(aAb)-A(ab))\to (Bb=A)+(B(ab)-A(ab)).$$

4.4.3.

$$\Lambda^0\to n+\gamma$$

$$(B(aB)-(aAb)-A(ab)) \to (Bb=A) + aa + bb_v + ab.$$

4.4.4.

$$\Lambda^0\to p+e+\nu.$$

$$(B(aB)-(aAb)-A(ab))\to A + B(ab) + b + 2ab.$$

Количество реакций и тип частиц можно было значительно расширить, впрочем, и в расширенном варианте, нарушений правил пока найдено не было. Необходимо подчеркнуть следующее. Как и в примере с группой людей, если кодировки не корректно описывают состав группы, то и результаты по распадам также не совпадут. С этой точки зрения, рассмотренная гипотеза является внутренне согласованной.

Вывод

1. Предложен принцип «минимального кодирования» частиц. На основе набора «базисных зарядов» и нового закона сохранения были получены правила, определяющие распад нестабильных частиц. Как показала проверка, особенностью этих правил является их абсолютный характер, исключений не найдено.

2. Окончательное заключение о корректности рассмотренной гипотезы можно будет сделать после дополнительных исследований, в частности, найденные кодировки в базисных зарядах, в некоторых случаях, до безобразия упрощают вычисление таких величин, как область распределения зарядов и масса покоя.

20 мая 2017 г. Лебедев Владимир

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Пургаторий (Ф)»
Причина переноса: один раз уже попробовали, в результате тема оказалась здесь же.

-- 20.05.2017, 21:08 --

lebed 2, предупреждение за дублирование темы из Пургатория.

[Pphantom]

По итогам переписки в ЛС и с учетом заявлений lebed 2 о "нежелании барахтаться в болоте", "зажимании всего нового" и желании покинуть форум, аккаунт lebed 2, а также созданный тем же человеком ранее аккаунт lebed блокируются бессрочно.

[Munin]

lebed 2 в сообщении #1217636 писал(а):

Любые другие, комбинации, имеющие отличающиеся свойства, например

$$C(0, -1)$$

и т.д. – не рассматриваются, возможно, таких комбинаций в природе не существуют.

Вот только в природе-то они существуют. Природе наплевать на неграмотные выдумки.