Дейтон-электронное взаимодействие

В стратосфере содержится 85-89 % всего атмосферного озона. Образование его также происходит в пределах стратосферы, частично захватывая соседние тропо- и мезосферу [38]. Озон представляет объединение трех дейтонов кислорода (О₃), связанных между собой силами электромагнитного взаимодействия. Но устойчиво ли это соединение?

Фотолитические реакции образования озона:

где - электронно-возбужденное состояние атома кислорода;

- основное состояние атома кислорода.

Как видно из уравнений фотолиза, нейтральный кислород под воздействием кванта света с длиной волны 175 нм возбуждается, приобретая дополнительную энергию излучения, и переходит

в ионизированное (основное) состояние, т.е. из двух объединенных в единое целое силами

электромагнитного взаимодействия дейтонов образуется два самостоятельных, но неустойчивых

объединения с равным числом нейтронов и протонов в нуклоне. Практически это два иона с

энергетически нескомпенсированными состояниями.

Воздействие на нейтральный кислород квантов с длиной волны порядка 23 нм также переводит его в два иона в основном состоянии. Дальнейший процесс идет каталитически под действием азота или нейтрального кислорода до озона, реагирующего снова с активными частицами кислорода с образованием удвоенного количества нейтрального кислорода.

В описанной модели настораживает то, что результатом реакции служит получение удвоенного количества кислорода, однако его концентрация в атмосфере остается постоянной, чего нельзя сказать об озоне.

Вызывает настороженность то обстоятельство, что фотолитические реакции полагаются статическими, усвоение энергии излучения частицами кислорода происходит усвоением энергии излучения. Но встреча частиц должна сопровождаться импульсным преобразованием энергии - массы. Если скорость движения частиц кислорода принять равной нулю по сравнению со скоростью квантов света, то их взаимодействие - импульсное,результатом которого может быть возбуждение атомов кислорода.

Известно, что толщина слоя атмосферы, в которой образуется и скапливается озон, не превышает 60 км. Концентрация его, по данным метеоисследований, не выше 60 частиц в см³, а сечение рассеяния - не более 240 кбарн.
Для того, чтобы образовался и поддерживался постоянный состав озонового слоя, плотность лептонного излучения должна быть не менее 10²² см^-2. Это обеспечит возбуждение 10..15 % атомов кислорода. Однако плотность лептонного излучения в пределах озонового слоя не более 10¹² см^-2, т.е. рассматриваемый процесс вряд ли возможен.

Третье обстоятельство - наличие катализаторов, подъем которых, как и самого кислорода, на высоту озонового слоя представляет существенные трудности. Кроме того, азот должен быть активным, иначе реакции вида маловероятны.

Учитывая вышеизложенное, представляется целесообразным рассмотреть процессы образования элементов в газовой среде, т.е. механизм взаимодействия дейтонов с лептонами и адронами при сечениях рассеяния порядка 0,5...2,0 Мбарн. Это - обычные условия, соответствующие тропопаузе, т.е. для плотности атмосферы . Элементный состав ее на этих высотах может быть принят равным составу атмосферы в пределах тропосферы.

 

Ранее было показано, что в околоземном пространстве образование дейтонов происходит при сближении движущихся адронов на расстояние действия сил сильных взаимодействий. По мере снижения скорости дейтонов процесс их сближения повторяется с образованием комбинаций из нескольких водородных дейтонов, увеличивая тем самым положительный заряд двух-, трех-, четырех- и более дейтонных образований. Сечение взаимодействия относительно медленных дейтонов водорода увеличивается, достигая, по данным Г.С.Воронова 10 ^-9 …10 ^-6 см [39], обеспечивая, таким образом, сближение дейтонов на расстояния, необходимые для обеспечения сильных взаимодействий.

По мере роста плотности дейтонов вероятность их импульсного взаимодействия растет, так как увеличивается сечение рассеяния за счет сближения частиц. Но следует иметь в виду импульсный характер процессов столкновений дейтонов с лептонами или адронами.

 

Выше указывалось на гиротропические эффекты при столкновениях частиц одинаковой массы, вернее - с одинаковым количеством движения. При этом образуются связанные силами сильного взаимодействия образования, распадающиеся на адроны - протоны, так как нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино. Два протона, имеющие положительный заряд, расходятся под действием сил отталкивания Кулона, теряя дополнительно скорость. Время жизни дейтона, таким обрезом, ограничено временем жизни нейтрона, и для сохранения его устойчивости необходимо, чтобы система нейтрон-протон была стабилизирована извне.

 

Известно, что атомарные состояния элементов крайне неустойчивы и служат основой или восстановительных, или окислительных процессов. Например, атомарный водород - практически дейтон! - в околоземном пространстве весьма рассеян, а в пределах мезосферы уже находится в связанном состоянии в виде гидроксильной группы. То же самое можно, видимо, утверждать и о других дейтонных образованиях. Но если рядом в пространстве концентрация активных дейтонов или других адронов низка , то устойчивость образований из адронов регламентируется устойчивостью нейтронов, о чем свидетельствуют исследования о взаимодействии космического излучения с химическими элементами и их соединениями [ 38-40]. Отмечается также, что в системах с недостатком кислорода сильнее проявляются магнитные свойства с одновременным увеличением концентрации в системе РЗМ, Сr, Si, Sr и т.п. Это обстоятельство наводит на мысль об обогащении кислородом немагнитных систем, о чём можно судить и по данным астрофизики [40,41].

 

Ранее отмечено, что устойчивость дейтонов в разреженных газах, вернее - разреженной атмосфере, может быть, достигнута внешними воздействиями. Это можно выполнить на уровне электромагнитного воздействия, заключающегося в создании демпфирующей силы вокруг дейтона захватом последним электрически заряженных лептонов из внешнего потока, пронизывающего пространство по направлению от источника к приемнику. Такой частицей служит электрон с переменной массой, обусловленной скоростью движения. Обращаясь к табл.1, видим, что скорость релятивистских электронов достигает и более км/с. Тогда, приняв скорость дейтона водорода за нуль (по сравнению со скоростью электрона), находим, при коэффициенте восстановления, К=0,5, общую энергию системы как [27]:

,

где - масса дейтона;

- масса электрона;

- скорость движения электрона;
- единичный заряд;

- атомный радиус (радиус Бора первый).

Сравнивая величину с полученными Эрдеи-Грузом результатами, убеждаемся в их идентичности с точностью 10... 15 % [25].

Схематично процесс захвата дейтоном электрона из потока изображен на рис.5. В зависимости от спина электрона и дейтона степень энергетической неупорядоченности полученной системы выразится величиной:

(28)

т.е. энергетическая неупорядоченность дейтона, захватившего электрон, численно равна постоянной тонкой структуры

 

 

Схема захвата

Схема захвата

Рис.5 Схема захвата

 

Получившееся образование при взаимодействии с жестким космическим излучением начинает излучать в диапазоне с длиной волны излучения см, равной длине волны излучения атома водорода [42].

Схема захвата

 

Вследствие вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца под воздействием парциального давления водорода в межпланетном пространстве и центробежных сил водород испускается атмосферой Земли. Но концентрация его в атмосфере остается практически постоянной, что объясняется не только радиолизом воды, но и генерацией водорода в верхних слоях атмосферы в результате взаимодействия дейтонов водорода и электронов, поступающих от источника - Солнца - в виде солнечного ветра.

 

Образование дейтонов вида дейтона гелия, углерода, кислорода (с числом нейтронов и протонов более 1) возможно, видимо, и в более плотных слоях атмосферы, где вероятность многочастотного взаимодействия адронов весьма высока и может быть определена по предельным формулам Эрланга [43]:

(29)

где Р₀ - вероятность образования дейтона из r пар адронов;

P_k - вероятность образования дейтона из r пар при k=1;

- интенсивность потока образующихся дейтонов (в единицу времени);

- интенсивность потока адронов;

- параметр обслуживания; ;

t - время жизни дейтона;

- время образования одного дейтона.

Результаты расчетов по формуле (29) приведены в табл.2.

 

 

Таблица 2 Вероятность образования дейтонов

Дейтон				Н, км
H2	0,33	0,0028		106
He	0,117	0,00067		106
C	0,12	0,00163		104
N2	0,094	0,00076		104
O2	0,123	0,0032		104
Ne	0,012	0,0000152		104
Mg	0,029	0,00041		102
Si	0,34	0,00066		10
S	0,013	0,00098		102
Ca	0,168	0,00148		10

 

Данные табл. 2 свидетельствуют о достаточно высокой вероятности образования дейтонов в атмосфере естественным путем. Если сравнить данные по изменению концентрации приведенных в табл. 2 элементов, то можно убедиться, что значения соответствуют производству элементов в атмосфере, теряемых в тех или иных процессах массообмена (вернее, энергообмена) с межпланетным пространством, планетами, Солнцем. Вероятность образования устойчивых соединении, т.е. нейтрализация положительного заряда дейтонов, рассчитанная по формулам Эрланга (29), на три - четыре порядка выше, чем вероятность образования дейтонов, т.е. последние вслед за образованием электрически нейтрализуются, восполняя дефицит элементов в газовой среде.

Образование дейтонов с неравным количеством адронов в нуклоне объясняется следующим образом. В нуклоне нейтрального атома не все протоны и нейтроны обладают одинаковой энергией. В силу этого во время флуктуационного движения протона (одного или нескольких), обладающего большей энергией, происходит так называемый орбитальный захват электрона по схеме Понтекорво [31], в результате чего электронная оболочка дейтона (бывшего!) энергетически рассогласовывается и вынуждена восполняться за счет свободных носителей, выбрасываемых из нуклона или образующихся при распаде нейтрона по схеме .

Схему процесса О-захвата можно изобразить как:

 

В этом случае энергетический баланс можно записать как

,

где - энергия усваиваемого фотона.

Схема перемещения электронов в нейтральном образовании (равно как в любом) может быть изображена в следующем виде (рис.6).

 

Рис.6. Схема О - захвата

 

Принцип сохранения движения [44,45] в этом случае выражается в невозможности перескока электроном промежуточной орбиты (на рис.6 -пунктирная линия). Восстановленный подобным

образом нейтрон остается в нуклоне. Частота орбитальных захватов диктуется временем жизни

нейтрона мин, а при избытке энергии мин.

Энергетический эффект О - захвата определится из соотношения МэВ. Для перехода требуется 0,4 кэВ, т.е. при преобразованиях дейтонов магических элементов в нуклоны других с неравным числом протонов и нейтронов дефицит энергии достигает существенных величин за счет излучения нейтрино, ослабленного двумя квантами электромагнитного излучения: . Отсюда достаточно легко вычислить изменение энтропии , предопределяя тем самым термодинамику образования элементов в результате взаимодействия элементарных частиц и преобразования дейтонов.

 

Из выражения для энтропии дейтон-электронных преобразований видно, что для их осуществления необходимо, изменение энтропии энергии системы, обеспечивающей О - захват электрона, не меньше , где Т - температура фазового перехода, обеспечивающая полную ионизацию атома. Казалось бы, что рост Т ведет к уменьшению , но при этом следует помнить о знаке выражения, свидетельствующего об увеличении работы перемещения электронов при этих преобразованиях.

Другое толкование значения заключается в том, что эта величина представляет собой энергию, затрачиваемую системой для нейтрализации излишнего заряда нуклона; подобная трактовка раскрывает энергетику процессов в нуклонах и предполагает, что заряд системы может быть дробным, а за единицу измерения принят заряд электрона как наиболее удобный и имеющий исторически пионерскую значимость.

 

Приняв за основу предлагаемое толкование, можно убедиться в том, что перестройка структуры любого элемента возможна только тогда, когда энергия, подводимая к системе, превысит энергию связи сильных взаимодействий, т.е. когда создаются условия дроблени я нуклона на неравновеликие (или равновеликие) осколки, обладающие повышенной протон-нейтройной активностью, обеспечивающей возможности осуществления 0, К - захватов за периоды перемещения спинодальных частиц порядка 10 ^-19…10 ^-12с. Практически это означает протекание процессов в высокотемпературной плазме при полной ионизации атомов вещества, т.е. при температурах порядка 10⁶...10⁹ К, обеспечивающих соответствующие скорости движения адронов и лептонов относительно центра масс.

Из сказанного явствует, что при необходимости перестройки структуры элемента последний надо перевести в состояние дейтонной плазмы и утверждением ее в этом состоянии в течение времени, необходимого для осуществления дейтон-лептонных переходов.

Но повышение температуры за необходимые пределы, т.е. за пределы протон-нейтронных взаимодействий, приведет к спонтанному разрушению нуклонов за счет перехода с выделением так называемой ядерной энергии.

Ядерный синтез, как это можно ожидать в свете изложенного, возможен, если обеспечивается орбитальный захват протоном электрона. Hа практике это пытаются выполнить бомбардировкой мишеней из алюминия (или других материалов) пучками лептонов или адронов в надежде, что какая-либо из этих частиц достигнет нуклона и проникнет в него, дестабилизируя последний. Последующий захват электронов (или даже К-захват) приведет к получению другого элемента или изотопу бомбардируемого. На это затрачивается весьма много энергии с получением микроскопических результатов ['35].

3. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫВЫСШИХ ПОРЯДКОВ

3.1. Поведение частиц вещества при фазовых переходах высших порядков

Изменение симметрии кристалла или какого-либо другого образования связано с фазовыми переходами [46 ], которых насчитывается не менее семи. Начиная с третьего, каждый из них - источник получения лептонов, адронов, дейтонов и т.п. частиц, обладающих характерными для каждого вида частиц свойствами. Эти свойства заключаются в различной энергетической мощности их, различных траекториях движения, различных видах проявления взаимодействий и т.п.

В ходе третьего фазового перехода

валентные электроны (по традиционной терминологии) за счет увеличения энергии их движения поступают в поток плазмы, резко увеличивая ее электропроводимость, так как кроме электронов в потоке же находятся положительно заряженные ионы. Энергия активации ионизации

, (30)

где - общая энергия, подведенная к частице;

- энергия частицы в исходном состоянии.

Величины и достаточно просто рассчитать по формуле Кортевега-де'Фриза в солитонном приближении с использованием интегрируемых цепочек Тоды [47] ("лезвие" Юкавы).

Для ионов формула (30) остается в силе, но для общей энергии частицы более точно было бы применение классической формулы , т.е. полная энергия потока:

. (31)

Степень ионизации на этом переходе, как известно [48], весьма низка (не более 3 %) и поэтому отнести этот вид плазмы к высокотемпературным системам нет оснований, хотя для металлов или других элементов, имеющих высокую температуру испарения и ионизации, температура первичной плазмы может быть весьма высока. Например, для железа она равна 27000 К, хрома - 32000, углерода - 16000 К и т.д.

Для электрона уравнение сохранения движения можно записать как:

(32)

,

где - масса иона;

- константы электромагнитного взаимодействия [27];

-радиус орбиты;

- заряд электрона.

Как видно из (32), для ионизации вещества на стадии третьего фазового перевода общая подводимая энергия должна быть больше нуля, что обеспечивается соответствующим изменением скорости движения электрона , являющейся функцией температуры Т. Закон изменения энергий системы в этом случае запишется в виде дифференциального уравнения

После ряда преобразований получим:

откуда, используя принцип максимума на границе валентной орбиты и формулируя задачу Неймана для уравнения Лапласа при [62], имеем:

где

Полный дифференциал скорости в гравитирующих средах с допущением наличия центрального поля в виде может быть определен как:

(34)

откуда (33) перепишется более компактно и без потери малых n-го порядка в ранге вращательно-колебательных движений на уровне элементарных частиц - лептонов в виде:

(35)

где .

В координатной записи левая часть уравнения (35) имеет вид

и интеграл последнего выражения, с использованием оператора Гамильтона, записывается в виде второй формулы Грина [15] как

(36)

где - объем и поверхность ионизирующегося элемента;

- ширина валентной зоны [49].

Последнее выражение (с учетом того, что представляет спектральную плотность энергопотока при третьем фазовом переходе для одного атома [50], с учетом чего можно записать (формально):

, (37)

Таким образом, получается, что сложное уравнение энергообмена (36) с правой частью (35) сводится к однородному уравнению, разрешимому на всем интервале определения функции скоростей (от температуры) и радиусов орбит валентных электронов. Временные характеристики системы определятся из уравнения Г.Д.Коди [51]:

,

где - электропроводимость системы;

- постоянная Больцмана.

Для переходов выше третьего рода , т.е. для них проявляется принцип относительности по температуре, имеющей несколько значений (четыре корня из выражения и несколько из .

Для четвертого фазового перехода, как установлено ранее [46], степень ионизации вещества достигает существенных значений, так как ионизация идет путем разрушения промежуточных электронных оболочек. Общий энергобаланс системы в этом случае необходимо рассчитывать, суммируя вклад каждой оболочки и электрона на преодоление сопротивлению отрыва последних от нуклона, сохраняющего последнюю устойчивую оболочку:

, (38)

где - номер оболочки с электронами;

|- энергия -го валентного электрона.

На этом уровне, уровне четвертого перехода, идет частичная энергоотдача нуклона, так как в результате О -захватов восполнения последней устойчивой оболочки из соседних, уже разрушенных, не происходит. Каждый нуклон в этом случае излучает энергию порядка МэВ. Вероятность этого события, оцениваемая по формулам Эрланга, достаточно высока и приближается к 1,25*10 ^-3, что достаточно хорошо согласуется с экспериментальными данными, полученными при импульсных исследованиях водных систем,

Пятый фазовый переход связан, вероятно, с разрушением последней устойчивой электронной оболочки, т.е. в обычном понимании это полная ионизация вещества, при которой поток уже горячей плазмы (порядка 10⁵...10⁶ К) восполняется лептонами от распада нейтронов в нуклонах. Суммарная энергоотдача в этом случае - также сумма всех энергопотоков, но нет О -захвата и энергопоток равен МэB. Вероятность процесса при этом достигает 2,7*10^-2.

При шестом фазовом переходе происходит деление нуклонов по схеме:

 

В этом случае дополнительно к энергии разрушенной электронной оболочки добавляются силы отталкивания, возникающие в нуклоне при его делении на дейтоны. Количество выделяющейся при этом энергии резко растет и при отсутствии управления процессом он может перейти в атомный взрыв, представляющий собой следующий фазовый переход, при котором за счет спонтанного разложения нейтронов при воздействии сверхвысоких температур (Т > 10⁷ К) происходит выброс электронов, нейтрино, пучков протонов большой мощности, нейтронов, светового излучения и т.п.

Таким образом, можно утверждать, что в ходе фазовых переходов идут межчастичные преобразования вещества на базе энергообмена между элементарными частицами. При этом вещества с более сложной структурой - тяжелые элементы - путем деления нуклонов на более легкие, представляющие собой дейтоны, т.е. ядра элементов с одинаковым числом нейтронов и протонов, превращаются в легкие элементы (при понижении энергетического запаса), представленные, как правило, рядом элементов с магическими ядрами.