Техника - молодёжи 2006-01, страница 25

www.tm-magazin ru| 23

же величины непрерывно флуктуируют (колеблются) около этих средних значений (нулевые колебания) Интенсивность вакуумных флуктуаций и плотность виртуальных частиц может измениться в результате взаимодействия с пробными зарядами и внешними полями. Это приводит, в частности, к эффекту поляризации вакуума, когда каждая элементарная частица оказывается одетой в шубу из виртуальных частиц и составляет с ней единое целое — наблюдаемую элементарную частицу (рис.1). С этих позиций понятие точечной частицы представляет собой физическую идеализацию.

В настоящее время, помимо флуктуа-ционной модели ФВ, существует и модель Дирака. В ней ФВ представляет собой такую область ненаблюдаемой материальной среды, где все состояния с отрицательной энергией заполнены, образуя так называемое море Дирака. Очень важно, что введение в физику понятия моря Дирака позволило объяснить устойчивость атомов, где электронам запрещено сваливаться со стационарных орбит в «могилу» состояний с отрицательной энергией. Схематически море Дирака показано на рис. 2. Если континуум с отрицательной энергией полностью заполнен, то квантовые переходы сюда из состояния с положительной энергией запрещены, так как в этом случае должен быть испущен фотон (закон сохранения энергии), что в реальной жизни не наблюдается. Однако переход из состояния с отрицательной энергией в область положительных, т.е. через энергетическую щель шириной 2тс^г возможен, например, под действием фотона с энергией 2тс². В этом случае рождение пары частиц становится реальным процессом

Известно, что во Вселенной все объекты состоят из элементарных частиц, имеющих заряды. Для электронов это электрический заряд, для кварков, помимо дробного электрического заряда, имеется цветовой Независимо от структурного построения объектов во Вселенной можно утверждать, что каждая такая фундаментальная частица вносит свой эффект поляризации в квантово-полевую среду, т.е. создает локальную неравновесность. ФВ при всех своих экзотических свойствах — материальная среда. А к любой материальной среде независимо применимы термодинамические подходы. Значит, такой среде свойственно стремление к термодинамическому равновесию (ведь всякая представленная самой себе система всегда приходит в состояние равновесия). Подтверждением стремления к однородности и изотропности любой материальной среды может служить открытие в 1964 г. Р Пензиасом и А. Уилсоном реликтового излучения во Вселенной с температурой 2,74 К, предсказанное теорией Большого Взрыва. В настоящее время точность измерения температуры реликтового излучения со спутников настолько высока, что удалось измерить анизотропию этого «нового эфира» в связи с дви

жением Земли и вычислить скорость движения относительно фона реликтового излучения (порядка 600 км/с).

ФВ при отсутствии возмущений в высшей степени однороден и изотропен. Появление в такой системе неравновесности понижает порядок симметрии и уже не все точки пространства в ней и не все направления эквивалентны. Как отмечалось, плотность и количество виртуальных пар из ФВ может изменяться при появлении внешних полей. Испущенные элементарными заряженными частицами фотоны выбивают из окружающего их моря Дирака ориентированные к заряду виртуальные элект-рон-позитронные пары, которые порождают эффект экранировки заряда. Строгая ориентация диполей к зарядам обусловлена инерционностью ФВ, которую интерпретируют как эффект памяти системы о своём предшествующем развитии. Повышенная плотность и интенсивность выходов виртуальных пар по сравнению с обычным невозбужденным состоянием ФВ создает локальную неравновесность в море. Море как материальная среда, имеющая сверхплотную заселенность, должна компенсировать возникшую неравновесность и восстановить симметрию в возбужденной области пространства т.е. компенсировать образование лишних «дырок» в море Дирака.

И такая реакция моря обоснована термодинамическими представлениями. При возникновении неравновесных состояний образуются градиенты плотности, температуры, скорости. Существование градиентов параметров приводит к переносу массы, импульса и энергии, стремящемуся выровнять неоднородности в распределении, приближая систему к равновесию. Сами процессы переноса характеризуются соответствующими потоками, например градиент плотности — потоком массы. В общем случае говорят, что потоки вызываются термодинамическими силами

При термодинамическом подходе к процессам в море Дирака становится очевидным, что нарушенная плотность (энергия) моря за счёт эффекта поляризации будет восстановлена со скоростью света (скорость электромагнитных полей в ФВ), и после устранения неравновесности термодинамические силы исчезнут.

Казалось бы, кратковременность возникновения и действия термодинамических сил в море Дирака приводит к более чем скромному результату. Однако при любой геометрии движения материальной среды, в каждой точке её траектории море создаёт кратковременное термодинамическое воздействие в виде термодинамических сил и потоков на область, где находится материальная среда, и из-за бесконечного числа таких точек траектории воздействие приобретает постоянный характер.

Эффект поляризации ФВ, принцип относительности движения говорят о прямом воздействии материальной среды на море Дирака. Вместе с тем, для построения конструкции объясня

ющей гравитацию как явление, необходимо установление обратного управляющего воздействия от процессов, возникающих в ненаблюдаемой материальной среде на наблюдаемую.

Для широкого класса необратимых явлений и в широком диапазоне экспериментальных условий потоки являются линейными функциями термодинамических сил Но, наряду с этими основными (прямыми) процессами, существуют и побочные (перекрестные). Например, перенос массы под действием градиента плотности, если речь идет о системе заряженных частиц, одновременно означает и перенос заряда. Перенос заряда под действием электрического поля означает одновременно и перенос их кинетической энергии и массы. Рассматривая термодинамические силы и потоки, возникающие в море Дирака при эффекте поляризации, мы оперировали потоками массы (энергии), а значит, и системой заряженных частиц, как перекрестным процессом, неразрывно связанным с потоком массы. Для любой физической системы установлено, что, именно благодаря потокам, возникают равновесные состояния. Но в то же время появление в системе потоков нарушает статистически равновесное состояние. Ведь всякое возникновение потока связано с упорядоченностью (колпек-тивизированностью), то есть нарушением изначальной структуры.

Для ФВ возникновение термодинамических потоков, компенсирующих неравновесность, приводит к кратковременному нарушению эффекта памяти ФВ в области локализации одиночных элементарных зарядов. Попадание фотонов в область ФВ с частично нарушенным эффектом памяти приводит к рождению виртуальных пар с частично нарушенной ориентацией к заряду. Это утверждение обосновано тем, что в реакциях соударений электронов и позитронов, приводящих к образованию новых частиц, например кварк-ан-тикварковых струи, полученных на кол-лайдерах Германии, США экспериментально доказано, что вылет квантов и последующих двух кварковых струй происходит всегда под зенитным углом к направлению полета е+ и е- (рис. 3). Эти и другие экспериментальные данные свидетельствуют в пользу того, что обратный процесс рождения электрон-позитронных пар под действием фотонов происходит также под зенитным углом к сталкивающимся фотонам. Равновероятное пространственное возникновение термодинамических потоков из моря для одиночного перемещающегося заряда означает равновероятное нарушение эффекта памяти ФВ в области локализации заряда.

Испущенные элементарным зарядом в область локализации с нарушенной памятью фотоны будут кратковременно рождать электрон-позитронные пары с нарушенной дипольной ориентацией к заряду. Поскольку такое частичное нарушение для одиночного заряда равновероятно во всех направлениях, то и плотность объемного заряд а, создавав-