УДК- ПАРАДОКС КЛЕЙНА И СВЯЗАННЫЕ С НИМ ЯВЛЕНИЯ ПРИРОДЫ А. П. Будехин
advertisement
УДКПАРАДОКС КЛЕЙНА И СВЯЗАННЫЕ С НИМ ЯВЛЕНИЯ ПРИРОДЫ А. П. Будехин В статье рассмотрены некоторые явления, вытекающие, по мнению автора, из парадокса Клейна: электромагнитное происхождение гравитации; механизм подпитки массивных звёзд дополнительной энергией из вакуума; эффект самовозгорания человека; наличие параллельного мира. Ключевые слова: электромагнитное взаимодействие, электрон- позитронный вакуум, виртуальный позитрон, гравитационное взаимодействие, классический радиус, энергия звёзд, самовозгорание человека, параллельный мир. Как известно, [1] парадокс Клейна заключается в следующем: Под действием постоянного и однородного электрического поля движение заряженной частицы инфинитно в любом направлении. В следствии чего в электрическом поле не может быть строгого разделения состояний на электронные E=mc2 и позитронные E=-mc2 Так как происходит поворот запретной энергетической зоны, которая разделяет верхний и нижний континуумы, соответствующие электронным и позитронным областям mc2 a z v(z) z -mc2 b Если движение частицы происходит по оси z вдоль электрического поля E , то границей верхнего континуума станет линия E=mc2-eEz, а границей нижнего континуума –линия –mc2 –eEz, где eEz- потенциал энергии частицы. Поворот запретной энергетической зоны, которая разделяет верхний и нижний континуумы, означает, что эти две области оказываются пространственно разделёнными. Например, если энергия электрона равна E=E0 , то при z≤ a состояние будет электронным, а при z≥b - gпозитронным. Следовательно, в электрическом поле не может быть строгого деления состояний на электронные и позитронные, то есть частица из области x ≤ a может переходить в область x≥b благодаря туннельному эффекту и обратно. Таким образом. существует вероятность перехода позитронов из позитронного вакуума в реальный мир, что приведёт к ряду наблюдаемых эффектов. По мнению автора к этим эффектам можно отнести: 1) наличие силы притяжения между одноименными заряженными частицами, причём эти силы по порядку величины сопоставимы с гравитационными силами, действующими между этими частицами, что позволяет предположить электромагнитное происхождение гравитационных сил. 2) наличие огромных полей, как гравитационных, так и электрических у звёзд может привести к вынужденному переходу античастиц из вакуума с последующей аннигиляцией этих частиц с частицами звезды, что может послужить источником энергии звёзд. При этом звезда будет являться, как говорил Козырев Н.А., «машиной, вырабатывающей энергию». [2] 3) из-за перехода виртуальных частиц из вакуума в реальный мир, в вакууме образуются незаполненные уровни энергии (то есть дырки). Так как каждая заряженная частица нашего мира окружена виртуальными частицами, то каждому элементу нашего мира соответствует набор «дырок» в вакууме, то есть в электрон-позитронном вакууме существует «негатив» нашего мира. Рассмотрим более подробно каждый из перечисленных пунктов: 1.Сила притяжения между зарядами одного знака. В предыдущей статье [3], исходя из модели электрон-позитронного вакуума в толковании Р .Феймана , оценена сила взаимодействия облака виртуальных позитронов, перешедших из вакуума под действием поля заряженной частицы, с другой заряженной частицей. Данная сила является силой притяжения и , как показывают оценочные расчеты, для большинства элементарных частиц, обладающих электрическим зарядом, эта сила по порядку величины сравнима с силой гравитационного притяжения между частицами. Исходя из этой оценки, было высказано предположение, что гравитационное взаимодействие является квантовым эффектом электромагнитного взаимодействия. В ходе обсуждения статьи [3] с коллегами, ими были высказаны несколько принципиальных возражений по поводу некоторых положений данной статьи. Поэтому здесь делается попытка уточнения некоторых спорных положений, направленная на согласование позиции автора и его оппонентов. Рассмотрим уравнение Дирака для свободного электрона ( m) 0 x Здесь (r, t) – волновая функция электрона; α и β - четырёхрядные матрицы Дирака: Как известно [1], общее решение данного уравнения можно разделить на решение с положительными и отрицательными частотами: (r ; t ) (r ; t ) (r ; t ) Такое разделение является релятивистски инвариантным, так как при собственном преобразовании Лоренца знак частоты не меняется и наименьшая положительная частота равняется m c2 а наибольшая отрицательная частота равна –m c2, то есть области частот разных знаков разделены конечным интервалом 2m c2 (рис.), а собственные преобразования Лоренца определяются только непрерывными параметрами. Из-за соответствия различным собственным значениям самосопряженного оператора H эти решения ортогональны. Существование решений уравнений Дирака двух типов с положительными и отрицательными частотами имеет фундаментальное значение. Оно приводит к выводу, что в релятивистской квантовой механике невозможно сохранить обычную интерпретацию нерелятивистской квантовой механики, так как согласно обычной интерпретации собственных значений гамильтониана, это означало бы существование у свободного электрона состояний с отрицательной энергией, то есть отсутствие наинизшего энергетического состояния. Отсюда бы следовало, что при взаимодействии с другими частицами, электрон мог бы неограниченно отдавать свою энергию, переходя во всё более низкие энергетические состояния, что физически бессмысленно. Для того чтобы избежать таких переходов, П. Дирак предложил считать все уровни с отрицательной энергией заполненными электронами, благодаря чему электроны с положительной энергией не смогут переходить в обычных условиях на эти уровни. Резервуар состояний с отрицательной энергией получил название электрон-позитронный вакуум. Электроны в этом состоянии не наблюдаемы. Иная интерпретация состояний с отрицательной энергией была предложена Р. Фейнманом [4]. Основная идея его состоит в том, что состояния с отрицательной энергией рассматриваются как состояния, в которых движение электронов носит возвратный характер во времени в классическом уравнении движения Изменение направления собственного времени S эквивалентно изменению знака заряда частицы, так что движущийся обратно во времени электрон подобен позитрону, движущемуся в обычном направлении. В данной работе используется фейнмановская версия вакуума, в которой два континуума – верхний с положительной энергией ( E mc 2 ) и нижний с отрицательной энергией ( E mc 2 ) разделены потенциальным барьером. Причем, остаётся в силе гипотеза Дирака, что все уровни с отрицательными энергиями являются заполненными. Это условие аналогично утверждению, что в вакууме имеет место квантование частиц, в следствии чего они располагаются по уровням. То есть вакуум налагает некоторые условия (воздействия) на находящиеся в нём позитроны. Аналогично, например, тому как квантуются частицы, находящиеся в потенциальной яме или частицы, находящиеся в связанном состоянии вблизи другой частицы. За счёт эффекта Клейна время от времени позитроны из нижнего континуума под воздействием электрического поля одного электрона переходят в верхний. Таким образом, реальный электрон оказывается, окружен облаком из позитронов. Это приводит к изменению заряда электрона e0=> eэф , то есть фактически получается некоторый эффективный заряд eэф отличающийся от затравочного заряда электрона e0. Посредством eэф электрон взаимодействует с остальными заряженными частицами. В тоже время в вакууме образуется «дырка», соответствующая позитрону, перешедшему в облако, окружающее электрон. Эта дырка притягивается позитроном другого электрона, что создаёт силу притяжения между электронами. Так как «дырка» в вакууме существует не постоянно, а очень малое время, то через некоторый промежуток на её место вернётся позитрон из облака. Но этот позитрон может притянутся к «дырке», образованной в вакууме около другого электрона, что будет создавать силы притяжения между двумя электронами. Таким образом, сила притяжения обусловлена взаимодействием «дырок» (образовавшихся в вакууме из-за перехода позитронов в результате эффекта Клейна в облако вблизи электрон) с позитронами вакуума другого электрона. Фактически в данной модели нет свободного электрона, а есть комплекс «электрон+позитронное облако+ дырка в вакууме». И этот комплекс взаимодействует с другим аналогичным комплексом. В статье [3] оценён порядок этой силы. Было получено для всех частиц, кроме электрона, облако позитронов, располагающегося вблизи классических радиусов этих частиц, создаёт силу притяжения между одноимёнными частицами, равную гравитационной силе притяжения. Так как данные вычисления производились, исходя из предположения однородности электрического поля на некотором малом расстоянии вблизи частиц, и при этом получились относительно близкие результаты по r для различных частиц (то есть, облако позитронов лежит в пределах от 10 18 до 10 19 м. для большинства частиц), то отсюда можно сделать следующие выводы: а) предположение об однородности Е на малых расстояниях оправдано для более тяжелых частиц; б) равенство порядков значений сил, обусловленных облаком позитронов, порядку гравитационных сил, позволяет предположить, что гравитационное взаимодействие является квантовым эффектом электромагнитных взаимодействий. Звездная энергия Для простоты выкладок рассмотрим сферически симметричное гравитационное поле в пустоте. Оно описывается метрикой Шварцшильда. Интервал в этой метрике имеет вид: где - так называемый гравитационный радиус тела массой m. Здесь g00 – компонента метрического тензора, равная что соответствует так как где - матрица Дирака Выражение «А» для гравитационного поля аналогично выражению для электромагнитного поля. Следовательно, уравнение частицы, находящейся в сферически симметричном гравитационном поле по внешнему виду аналогично уравнению Дирака для электрона в электромагнитном поле. Поэтому, исходя, из аналогии, можно предположить, что и в этом случае возможен эффект, подобный эффекту Клейна: под действием гравитационного поля античастицы из вакуума благодаря туннельному эффекту будут проникать в область звезды. Если величина гравитационного поля звезды достаточно большая, античастицы не будут возвращаться назад в вакуум, а будут аннигилировать, взаимодействуя с частицами звезды. Таким образом, звезда с достаточно большой массой будет «перекачивать» античастицы из вакуума, получая тем самым дополнительную энергию. То есть, являясь «машиной по вырабатыванию энергии». Астроном Козырев Н.А. обратил внимание на несостоятельность объяснения звёздной энергии термонуклиарными реакциями Бетэ и показал, что должны существовать «некоторые специальные физические условия», благодаря которым «звезда может производить столько энергии, сколько требуется на покрытие расхода энергии звезды на излучение». [ 2] Козырев для решения проблемы энергии звёзд предложил довольно экзотический механизм, заключающийся в превращении времени в энергию. По видимому, «перекачка» античастиц из вакуума массивной звездой выглядит более реалистичной и физически обоснованной. Одним из примеров, говорящих в пользу данной модели, могут послужить реально наблюдавшиеся примеры самовозгорания людей. То есть случаи возгорания людей без видимых причин и наличия огня, приводящие к полному или частичному сгоранию человека. Явление, которое до сих пор никому не удалось объяснить, так как в крематориях кости человека не сгорают, а в данных случаях даже от костей остаётся только пепел, что можно объяснить аннигиляцией, при которой выделяется огромная энергия и высокая температура. То есть эффект самовозгорания можно рассматривать как переход античастиц из вакуума с последующей аннигиляцией. Механизмом, приводящим в действие этот процесс может послужить резкий скачёк электромагнитного поля и хоть и маленькая, но отличная от нуля вероятность перехода античастиц из вакуума в реальный мир. Параллельный мир Негативная копия нашего мира, существующая в позитронном вакууме, может рассматриваться как параллельный мир. Так как мир с отрицательной энергией имеет возвратный по времени характер развития, то все процессы в нём идут в обратном по времени порядке. Отсюда можно предположить, что негативное отражение мира в вакууме развивается в обратном по времени порядке для каждого субъекта реального мира. Взаимосвязью реального мира с электрон-позитронным вакуумом можно объяснить такие явления как получение информации из будущего или прошлого. Electromagnetic origin of the gravitation and the mechanism of nourish of the massive stars by additional energy from vacuum and also the effects of self-warming of the men; and the available of the parallel worlds. The key words: еelectromagnetic interference, electron-positron vacuum, virtual positron, gravitational interaction, energy of stars, self-warming of the men, parallel worlds Список литературы 1. А.П.Ахиезер «Квантовая электродинамика».М.Наука.1981 г. 430 стр. 2. Н.А. Козырев «Избранные труды» . Издательство Ленинградского Университета 1991 г. 3. А.П. Будехин «Электромагнитное поле и гравитация» .Вестник БГУ том 4, 2011 г. 4. Р. Фейнман «Квантовая электродинамика».URSS Москва 2009 г. 218 стр. Об авторе Будехин А. П.- БГУ СЭИ кафедра МиМЭС, e-mail: dodzo@yandex.ru
