Считается, что судьбы положительных и отрицательных p-мезонов, затормозившихся в достаточно плотной вещественной среде, принципиально различаются. Положительный p-мезон, якобы, отталкивается от ядер и, не вступая с ними в контакт, распадается с рождением положительного m-мезона, который, в свою очередь, распадается с рождением позитрона. Отрицательный же p-мезон, якобы, притягивается ядрами (как будто атомарных электронов нет), поэтому он быстро захватывается ядром, которое и разваливает на высокоэнергичные осколки, формирующие «звезду» треков. Сами по себе «звёзды», свидетельствующие о развалах ядер, наблюдались нередко – но, как правило, они инициировались неионизирующими частицами, не оставлявшими треков. На этом «фоне», «звёзды» в конце треков мезонов были довольно редки. «Мы наблюдали шесть таких событий при полном количестве «звёзд», равном восьмистам » - сообщали Оккиалини и Пауэлл [О1]. Что касается только тех «звёзд», которые ассоциированы с треками мезонов, то картина примерно такова: «Мы проанализировали 65 треков мезонов, которые дошли до конца своего пробега в эмульсии… 15 из них произвели дезинтеграции [ядер] с эмиссией двух или более тяжёлых частиц… и, ещё в четырёх случаях, одиночной вторичной частицей являлся протон или более тяжёлое ядро » [Л1]. Даже с учётом небольшого превышения количества положительных p-мезонов над отрицательными, вместо примерно 30 развалов ядер, которые можно было ожидать, их обнаружилось 19 – по-видимому, здесь тоже имели место случаи «тихого распада» (см. выше).
Каков же, согласно ортодоксальным представлениям, механизм дезинтеграции ядра при попадании в него отрицательного p-мезона? Считается, что вся энергия, эквивалентная массе покоя p-мезона, т.е. около 130 МэВ, превращается в энергию возбуждения ядра [Ф2,Г4]. Вообще-то, в таком случае, от бывшего p-мезона должен ещё остаться элементарный заряд, не имеющий вещественного носителя – но поначалу теоретики не занимались такими пустяками, сосредоточившись на главном. А именно: при средней энергии ядерных связей в 8 МэВ на нуклон, энергии возбуждения в 130 МэВ, по логике теоретиков, достаточно не только для разрыва ядра на осколки, но и для сообщения им значительной кинетической энергии.
Тезис о том, что частица может полностью исчезнуть, а энергия, эквивалентная бывшей массе этой частицы, может превратиться в другую форму энергии – этот тезис представляется нам недопустимо вольной трактовкой закона сохранения энергии, при очевидном нарушении закона сохранения вещества. Можно возразить, что закон сохранения вещества допускает исключения – например, аннигиляцию пар электрон-позитрон, а также рождение этих пар. Отнюдь: наш анализ первых экспериментов в этой области [Г5,Г2] показал, что при «аннигиляции» электрона и позитрона, они не исчезают полностью и не рождают при этом два гамма-кванта по 511 кэВ – они образуют предельно связанную пару, с энергией связи 511 кэВ, с выходом одного гамма-кванта на 511 кэВ. И, наоборот, гамма-квант, даже имеющий достаточную энергию, не может родить электрон-позитронную пару «на пустом месте» - непременно требуется тяжёлое ядро, в которое попадает этот квант, и которое затем испытывает двойной бета-плюс-минус-распад (ещё один вариант «рождения» пары электрон-позитрон – это диссоциация предельно связанной пары). При всём этом, закон сохранения вещества не нарушается – в согласии с логикой «цифрового» физического мира [Г2]. Действительно, частица существует в физическом мире, пока работает пакет программ, обеспечивающий это существование. Уничтожить элементарную частицу в физическом мире можно лишь через остановку работы её формирующего пакета программ – и нам не известно о «чисто физических» пертурбациях, которые способны так «гасить» реальность на программном уровне. Аналогично, и новая частица не может появиться в физическом мире благодаря «чисто физическим средствам» - например, родиться из кинетической энергии других частиц. Когда экспериментаторы заявляли, что они таким образом получили антипротоны [Ч2] – они выдавали желаемое за действительное [Г2].
От наших представлений можно было бы отмахнуться, если концепция о том, что масса разрушающей ядро частицы превращается сначала в энергию возбуждения этого ядра, подтверждалась бы на опыте. Однако, известны факты, которые в эту концепцию не вписываются. Во-первых, при цепной ядерной реакции, ядро разваливается на пару осколков при попадании в него теплового (!) нейтрона. При этом общая кинетическая энергия осколков, около 200 МэВ [М1], не может быть ассоциирована ни с кинетической энергией инициирующего нейтрона, ни с его массой. Во-вторых, ещё поразительнее выглядит тот малоизвестный факт, что при инициировании деления ядер урана протонами с энергией 450 МэВ, кинетическая энергия осколков составляет около 160 МэВ, т.е. примерно столько же, сколько и при инициировании тепловыми нейтронами [Б3]. Наконец, в-третьих, вернёмся к нашим мезонам, с массой около 270 m e: их поглощение «иногда приводит к освобождению в ядре количества энергии, соответствующего массе покоя частицы порядка 400 m e» [Л3]. Все эти факты свидетельствуют о том, что кинетическая энергия осколков ядра – это не бывшая масса инициирующей частицы и не бывшая её кинетическая энергия.
Поразительно, но теоретики применяют свои представления о взаимодействиях мезонов с ядрами даже к случаю ядер водорода – которые не могут возбуждаться (ибо у них нет энергии ядерных связей) и не могут разрываться на осколки. Более того, именно для случая с ядрами водорода сообщалось об оглушительных экспериментальных результатах. Речь идёт о работе Панофского и др. [П2], в которой авторы уверяют нас, что они исследовали спектр гамма-излучения, рождающегося при захвате p-мезонов ядрами водорода, т.е. протонами. Физика того, как протон может «захватить» мезон, давая на выходе нейтрон и гамма-квант, в статье не рассматривается. По логике авторов, если реакция p-+ p +®???® n 0+g не нарушает известных законов сохранения, то это вполне достаточно для того, чтобы она происходила.
Отрицательные p-мезоны у них рождались при бомбардировке вольфрамовой мишени пучком протонов с энергией 330 МэВ. Часть этих p-мезонов проникала внутрь стального баллона высокого давления с газообразным водородом. Там, якобы, происходили захваты этих мезонов протонами, с испусканием гамма-квантов с энергиями до ~130 МэВ. Для исследования спектра этих гамма-квантов использовался спектрометр, идея работы которого заключалась в следующем. Гамма-квант, попадавший в «конвертор» - тонкую танталовую пластинку – должен был рождать там электрон-позитронную пару, которой и должен был передавать всю свою энергию. Эти электрон и позитрон должны были разводиться сильным магнитным полем в противоположные стороны – к линейкам детекторов (счётчиков Гейгера). По идее, электрон или позитрон с большей энергией двигался бы в постоянном магнитном поле по окружности с большим радиусом, и поэтому он попал бы на более дальний детектор в линейке – что и предполагало исследование спектра.
Но, увы, недавно Фан Лиангджао убедительно продемонстрировал: при «увеличении энергии» релятивистского электрона в разы, радиус кривизны его траектории в магнитном поле, вместо увеличения в те же разы, остаётся постоянным [Ф3] – а это говорит о полной непригодности магнитной методики в релятивистской области измерений [Г6]. Нет никаких сомнений: ещё в первой половине ХХ века специалисты хорошо об этом знали – и, соответственно, они знали о том, что спектрометр [П2], используемый при одной и той же величине магнитного поля, никаких «спектров» не даст. Неспроста, для получения некоторого подобия спектров, рабочую величину магнитного поля перестраивали – от 5000 до 10000 Гс [П2]. Но как при этом можно было получить «правильные» спектры? А вот как. Мы обратили внимание на то, что форма кривой для множителя, корректирующего скорость счёта (Рис.5), весьма похожа на форму провала между двумя пиками полученного спектра (Рис.6). На предмет происхождения корректирующей кривой авторы отделались лишь общими словами. Но элементарные расчёты показывают: если минимум корректирующей
Рис.5 Источник: [П2].
Рис.6 Источник: [П2].
кривой приходится на значение 22 в единицах 0.573 МэВ/килоГаусс (Рис.5), то соответствующая абсцисса в спектре придётся на 63 Мэв при поле 5000 Гс и на 126 МэВ при поле 10000 Гс. Среднее арифметическое между 63 и 128 МэВ есть 94.5 МэВ – и именно в этой точке находится минимум провала между спектральными пиками на Рис.6! Это означает, что, без использования «корректирующей кривой», спектрометр дал бы не пики на Рис.6 – он дал бы, во всём своём рабочем диапазоне, примерно один и тот же шумовой уровень. И, на наш взгляд, это было бы похоже на правду, поскольку гамма-квантам с энергиями 65 и 130 МэВ в баллоне с водородом было неоткуда взяться.
На основе вышеизложенного, мы делаем вывод: предъявленные авторами [П2] спектры являются результатом сознательной имитации желаемого результата – но никак не следствием ошибки или случайного совпадения. Таких ошибок и случайностей не бывает, и вот почему. Было очень востребовано обнаружение нейтрального p-мезона – через обмен которым, как полагали теоретики, действуют протон-протонные и нейтрон-нейтронные связи в ядре (хотя никто никогда не наблюдал нуклонных комплексов из одних протонов или из одних нейтронов). Считалось, что нейтральный p-мезон имеет весьма короткое время жизни и распадается на два гамма-кванта – с энергиями примерно в половину от 130 МэВ. И когда Панофский с соавторами предъявили, якобы, спектральный пик в требуемом диапазоне – этот результат расценили, к очередному «триумфу» теории Юкавы, как бесспорное указание на наличие нейтрального p-мезона в природе.
Вот такими «честными» методами и делались фундаментальные открытия в физике элементарных частиц.
Заключение.
Выше мы постарались показать, что ортодоксальная концепция взаимодействия мезонов с ядрами не выдерживает никакой критики с теоретической стороны, а также не имеет честных и убедительных экспериментальных подтверждений.
Электроны, протоны и нейтроны ведут себя на опыте как частицы с вполне характеристическими свойствами. Мезоны, напротив, уже в первой волне экспериментов по их исследованиям, демонстрировали разбросы своих параметров, на порядки превышавшие экспериментальные погрешности. Для классификации мезонов как новых элементарных частиц, ортодоксам с самого начала пришлось идти на теоретические натяжки, селекцию опытных данных, апелляции к неуловимым нейтрино, и даже на сознательную имитацию желаемых экспериментальных результатов. Едва ли можно сомневаться в том, что, при дальнейшем развитии физики элементарных частиц, подобные методы постижения истины использовались ещё интенсивнее.
Со своей стороны, в развитие концепции «цифрового» физического мира, мы предложили модель, согласно которой p- и m-мезоны не являются частицами отдельных типов – оба они представляют собой электрон (позитрон), находящийся в аварийном режиме управления с программного уровня [ рассмотрение этого проявления требует более глубокого погружения в положения «цифровой» физики и не входит в материал этой статьи ]. Предложенная модель согласуется с результатами первых исследований мезонов более честно и адекватно, чем ортодоксальная теория.
Ссылки.
Б1. Г.Бете, Ф.Моррисон. Элементарная теория ядра. «Изд-во иностранной литературы», М., 1958.
Б2. R.B.Brode. Rev.Mod.Phys., 21, 1 (1949) 37.
Б3. В.С.Барашенков, В.С.Тонеев. Взаимодействие высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. «Атомиздат», М., 1972.
В1. G.E.Valley. Phys.Rev., 72, 9 (1947) 772.
Г1. А.А.Гришаев. Простая универсальная модель ядерных сил.
Г2. А.А.Гришаев. Книга «Этот «цифровой» физический мир». 2010.
Г3. А.А.Гришаев. Мю-мезон: аварийный режим работы программ, формирующих электрон в физическом мире.
Г4. E.Gardner, W.H.Barkas, F.M.Smith, H.Bradner. Science, 111 (1950) 191.
Г5. А.А.Гришаев. Новый взгляд на аннигиляцию и рождение пар.
Г6. А.А.Гришаев. Линейный ускоритель: очевидные свидетельства об отсутствии релятивистского роста энергии.
Г7. А.А.Гришаев. Феномен сфер непроницаемости в атомах.
Г8. А.А.Гришаев. Автономные превращения энергии квантовых пульсаторов – фундамент закона сохранения энергии.
Г9. А.А.Гришаев. Нейтрон: структурная связь «на приросте масс».
Г10. E.Gardner, C.M.G.Lattes. Science, 107 (1948) 270.
З1. J.L.Zar, J.Hershkowitz, E.Berezin. Phys. Rev., 74 (1948) 111.
К1. Г.Кноп, В.Пауль. Взаимодействие электронов и a-частиц с веществом. В: Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия. Под ред. К.Зигбана. Т.1, Гл.1. «Атомиздат», М., 1969.
К2. M.Conversi, E.Pancini, O.Piccioni. Phys.Rev., 71, 3 (1947) 209.
Л1. C.M.G.Lattes, H.Muirhead, G.P.S.Occhialini, C.F.Powell. Nature, 159 (1947) 694.
Л2. L.Lederman, J.Tinlot, E.T.Booth. Phys.Rev., November 1950, 281.
Л3. C.M.G.Lattes, G.P.S.Occhialini, C.F.Powell. Nature, 160 (1947) 453. Ibid., 486. Имеется перевод: УФН, т.34, вып.3, стр. 370.
М1. К.Н.Мухин. Экспериментальная ядерная физика. Т.2. «Атомиздат», М., 1974.
М2. A.Morrison, E.Pickup. Phys. Rev., 74 (1948) 706.
М3. T.C.Merkle, E.L.Goldwasser, R.B.Brode. Phys.Rev., 79, 6 (1950) 926.
М4. E.A.Martinelli, W.K.H.Panofsky. Phys.Rev., 77, 4 (1950) 465.
Н1. А.И.Наумов. Физика атомного ядра и элементарных частиц. «Просвещение», М., 1984.
О1. G.P.S. Occhialini, C.F.Powell. Nature, 159 (1947) 186.
П1. O.Piccioni. Phys.Rev., 74, 12 (1948) 1754.
П2. W.K.H.Panofsky, R.L.Aamodt, J.Hadley. Phys.Rev., 81, 4 (1951) 565.
Р1. J.R.Richardson. Phys.Rev., 74, 11 (1948) 1720.
С1. R.D.Sard, E.J.Althaus. Phys.Rev., 74, 10 (1948) 1364.
У1. Д.Х.Уэбб. Фотографические пластинки для ядерной физики. УФН, 38, 1 (1949) 77.
Ф1. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М.Прохоров. «Сов. энциклопедия», М., 1983.
Ф2. Е.Л.Фейнберг. Распад мезона. В сборнике «Мезон». «Гос. изд-во технико-теоретической литературы», М.-Л., 1947. Стр.80-113.
Ф3. Liangzao Fan. Three experiments challenging Einstein’s relativistic mechanics and traditional electromagnetic acceleration theory. Серия «Проблемы исследования Вселенной», Вып. 34. Труды Конгресса-2010 «Фундаментальные проблемы естествознания и техники», Часть III, стр.5-16. С-Пб., 2010. Также доступна на https://ivanik3.narod.ru/TO/DiHUALiangzaoFAN/3LiangzaoFAN.doc
Ч1. W.Y.Chang. Rev.Mod.Phys., 21, 1 (1949) 166.
Ч2. O.Chamberlain, E.Segre, C.Wiegand, T.Ypsilantis. Phys.Rev., 100 (1955) 947.