ВВЕДЕНИЕ В ПОЛЕВУЮ ТЕОРИЮ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

1. Сначала вспомним, что мы достоверно знаем об элементарных частицах:

• Примерно половина элементарных частиц обладает электрическим зарядом равным (±е);
• Многие элементарные частицы обладают магнитным моментом, который может квантоваться аналогично электрическому заряду;
• Почти у всех элементарных частиц есть свои античастицы, имеющие противоположный знак электрического заряда и магнитного момента;
• Элементарные частицы обладают волновыми свойствами;
• Элементарные частицы не удалось разбить на более мелкие частицы (кварки);
• При столкновениях элементарных частиц рождаются другие элементарные частицы;
• Во взаимодействиях элементарных частиц есть элемент случайности - есть вероятность того что произойдет та или иная реакция;
• У элементарных частиц есть такая характеристика как спин, что-то наподобие вращательного момента;
• У элементарных частиц есть квантовые характеристики (квантовые числа) - но тут надо быть предельно осторожным, поскольку часть квантовых чисел придумала квантовая теория, а в природе их может не быть;
• В микромире работает квантовая механика, но частично без виртуальных частиц, которые противоречат закону сохранения энергии
• В природе, а значит и в микромире работает классическая электродинамика;
• Внутри элементарных частиц может не работать специальная теория относительности (СТО).

На этом перечень можно пока остановить.

2. Приступим к анализу

• Из того что часть элементарных частиц обладает электрическим зарядом следует что у элементарных частиц с ненулевой массой покоя есть постоянное электрическое поле. Это может быть как поле элементарного электрического заряда, так и дипольное. Во втором случае элементарный электрический заряд создается асимметричной разницей дипольных зарядов. Наличие дипольного электрического поля согласуется с нейтральными элементарными частицами, которые тоже могут обладать таким полем, но благодаря симметрии зарядов на больших расстояниях оно не видно.
• Если мы хотим построить общую теорию (как для заряженных, так и для нейтральных элементарных частиц) то лучше всего подходят именно дипольные поля.
• Введя дипольные электрические поля для элементарных частиц нам автоматически (из соображений симметрии) придется ввести и дипольные магнитные поля, а затем объединить их в постоянную компоненту электромагнитного поля.

Сложив все три составляющие в единое целое в итоге получим: внутри элементарных частиц имеется переменное электромагнитное поле с постоянной составляющей. Причем переменное электромагнитное поле вращается по определенному радиусу - назовем его радиусом элементарной частицы.

Теперь для получения частиц и античастиц как заряженных, так и нейтральных мы вынуждены будем ввести квантование поляризации вращения электромагнитного поля. А именно:

• При вращении электромагнитного поля в плоскости электрической составляющей получатся заряженная частица и античастица (электрический заряд возникает вследствие возникшей асимметрии между потоками внешнего и внутреннего заряда);
• При вращении в плоскости магнитной составляющей (перпендикулярной электрической составляющей) получатся нейтральная частица и античастица. Здесь электрические заряды диполей равны по величине, а разница между частицами возникает в поляризации по отношению к направлению спина. Если спин равен нулю, то нельзя на макроуровне отличить нейтральную частицу от античастицы.

При этом, элементарная частица отличается от своей античастицы поляризацией электромагнитного поля. При изменении угла поляризации на π, мы перейдем от частицы к ее античастице, и наоборот (от античастицы к частице). А при изменении угла поляризации электромагнитного поля на π2 мы перейдем от заряженной частицы (античастицы) к нейтральной, и от нейтральной к заряженной.

Элемент случайности в поведении элементарных частиц заложен в переменном электромагнитном поле. Результат взаимодействия элементарных частиц зависит от того какими участками поля частицы столкнулись.
Естественно придется наделить электромагнитное поле способностью трансформироваться из одних состояний в другие в соответствии с законами природы. Также электромагнитное поле обладает способностью самопроизвольно перейти на более низкие энергетические состояния (с образованием других элементарных частиц) в соответствии с законами природы.

3. Для получения спектра элементарных частиц подключим квантовую механику.

У нас имеется распределенная электромагнитная масса, вращающаяся со скоростью света - следовательно, она будет обладать вращательным моментом. Назовем данный вращательный момент внутренним вращательным моментом (L) и проквантуем его кратно ħ/2 аналогично спину. Получился набор возможных значений:

L = 0; ¹/₂; 1; ³/₂; 2; ⁵/₂; 3; ...

Но в соответствии с квантовой механикой данная величина имеет еще 2L+1 проекцию в изотопическом пространстве - мы получили еще одно квантовое число:

M_L= - L; - L+1; ... ; L-1; L

Третье квантовое число элементарных частиц необходимо связать с квантованием поляризации вращения электромагнитного поля. Назовем его Q

Q=±e, ±0

(последнее вводится для отличия состояния частицы и античастицы).

Введем формулу, связывающую квантовое число L со спином (J).

Но каждая элементарная частица с L>0 может находиться и в возбужденном состоянии с дополнительным вращательным моментом (V). Это четвертое квантовое число элементарных частиц может принимать следующий набор значений:

Теперь можно перейти к самой полевой теории элементарных частиц и ее постулатам.

Владимир Горунович
4.07.2012