Новости arrow Наномир

Наномир
Первая страница.



Этот сайт обслуживается на хостинге от компании RU-CENTER
    Благодарим Вас за то, что решили воспользоваться услугами нашей компании!
Вам предоставлена услуга виртуального хостинга. Настройку услуги вы можете произвести через Панель Управления, а также в разделе "Для клиентов"/"Услуги"/"Просмотр и изменение данных" на сайте www.nic.ru.


регистрация доменов, хостинг, почта
Антрахинон научили таскать молекулярные тяжести Версия в формате PDF Версия для печати
Рейтинг: / 0

 

Мелких ходоков научили таскать молекулярные тяжестиЭти человечки, бегающие по медному полю, — не настоящие люди. А грузики в их руках почти ничего не весят. И, тем не менее, эти персонажи очень интересны и необычны, ведь это не люди, а всего лишь молекулы. Пока что они умеют очень мало, но это временно – на свете есть энтузиасты, которые вот-вот научат их уму-разуму. 
Людвиг Бартелс (Ludwig Bartels), тот самый доцент из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside), который пару лет назад сделал двуногие молекулы, всё ещё продолжает свои опыты над безмолвными испытуемыми из микромира.
 
Первая страница.



Этот сайт обслуживается на хостинге от компании RU-CENTER
    Благодарим Вас за то, что решили воспользоваться услугами нашей компании!
Вам предоставлена услуга виртуального хостинга. Настройку услуги вы можете произвести через Панель Управления, а также в разделе "Для клиентов"/"Услуги"/"Просмотр и изменение данных" на сайте www.nic.ru.


регистрация доменов, хостинг, почта
Наномир Версия в формате PDF Версия для печати
Рейтинг: / 0

nanomir.jpgМир, с которым мы привыкли иметь дело, физики называют макромиром. Характерным размером в этом мире является размер человека, а единица измерения 1 м. Ученые, которые в конце XIX века начали систематически с помощью экспериментальных и теоретических методов познания изучать мир, обнаружили существование микромира, в котором характерным размером является размер атома (ангстрем – 10-10 м). Еще раньше астрономы обнаружили Мегамир, в котором характерным размером является размер галактики (30 парсек – 1015 м). Но несмотря на разницу в размерах все эти миры взаимосвязаны. Новые знания о микромире позволяют лучше ориентироваться в макро- и мегамирах. Но раз у всех этих миров существуют граничные размеры, значит, за их пределами лежат другие миры, с иным характерным размером, на несколько порядков меньше ангстрема и на несколько порядков больше парсека.

Авторы настоящей статьи решили заглянуть в наномир, в котором характерным размером является размер 10-35 м, который был определен Максом Планком. Он рассчитал его, используя аппарат размерностей и величины трех фундаментальных постоянных (гравитационная постоянная, скорость света и постоянная Планка), при условии, что две частицы, которые в дальнейшем были названы планкионами, взаимодействуют с одинаковой интенсивностью электромагнитным и гравитационным способом.

Авторами был выбран следующий способ исследования структуры наномира: за основу был взят закон симметрии, который выполняется в масштабах от микро- до мегамира. Возможность построения модели наномира связана с единством нано-, микро-, макро- и мегамиров. Единство предполагает существование общих законов, которые, по мнению авторов, могут существовать при условии регулярной структуры организации материи. Примером может служить кристалл. Его регулярное строение позволяет говорить об одинаковости процессов, определяемых одинаковым расположением атомов в различных его областях. В кристаллах особенно хорошо заметно изменение свойств от нарушения регулярности структуры. Бывает достаточно ничтожной доли примеси или наличия других дефектов структуры, чтобы свойства сильно изменились.

Попытайтесь построить модель структуры наномира, которая была бы регулярной подобно кристаллу и отражала бы свойства реального мира. Такую попытку можно осуществить путем проведения аналогии между процессами распространения звуковых волн в кристалле и электромагнитных волн в вакууме. Попробуйте выбрать максимально аналогичные волновые процессы. Мы выбрали плоские поперечные синусоидальные волны. Сравнивая их свойства обратите внимание на то, что взаимообусловленность знаков проекций векторов электрической и магнитной напряженностей в электромагнитной волне не имеет аналога в случае звуковой волны. Характеристиками элементов твердого тела, по которому распространяются акустические волны, являются отклонения элементов от положения равновесия и механические напряжения, возникающие между элементами. Аналогичными характеристиками электромагнитных волн являются вектора напряженности электрического и магнитного полей, Е и Н. Предположим, что наша гипотетическая среда состоит из элементов, смещение которых относительно состояния равновесия мы ставим в соответствие смещению элементов твердого тела, и механические напряжения между этими элементами мы ставим в соответствие механическим напряжениям в твердом теле. Теперь необходимо расставить элементы гипотетической среды и твердого тела в одинаковом порядке. Учитывая поперечность исследуемых электромагнитных волн, примем, что ортогональная кристаллическая решетка лучше всего подходит для проведения аналогии. Из всего многообразия электромагнитных и акустических волн мы выбрали структуру плоской поперечной волны, в которой направление колебаний элементов совпадает с осью Х ортогонально упорядоченной трехмерной структуры. Пусть направление распространения волны совпадает с осью Y, тогда можно заметить, что направления механических напряжений и в случае электромагнитной волны, и в случае акустической волны, совпадут с осью Z. Знак проекции вектора механического напряжения в случае акустической волны не зависит от знака проекции вектора механического смещения соседних элементов. В случае электромагнитной волны знаки проекций векторов Е и Н взаимно обусловлены. Обозначим это свойство символом "А".

В результате проведения аналогии между акустическими и электромагнитными волнами можно сделать вывод: среда, проводящая акустические волны, не обладает свойством А, а гипотетическая среда, проводящая электромагнитные волны, обладает свойством А. Теперь Ваша задача заключается в том, чтобы создать вместо атомной кристаллической решетки такую регулярную структуру, чтобы выполнить недостающее звуковой волне свойство А. Мы попробовали заменить атомы на сцепленные кольца, которые для выполнения необходимого свойства пришлось перекрутить в форме листа Мебиуса. Упростить модель удалось при замене колец на вращающиеся круговые вихри. Элемент такой структуры представляет круговой вихрь, размер которого составляет 10-35 м. Возможно, что этот вихрь состоит из волн, которые отличаются от электромагнитных аналогично тому, как электромагнитные волны отличаются от акустических.

Попытаемся представить, что вакуум представляет регулярную структуру круговых вихрей (в дальнейшем, вихрал) при одинаковых параметрах вращения этих вихрей. Что тогда представляют собой электромагнитные волны? По всей видимости они соответствуют процессу выравнивания параметров вихрей. Волнообразный характер этого процесса кажется вполне естественным. Какой процесс в вихрале соответствует элементарной частице? Если предположить, что возмущение может вызвать локальный резонанс вихрала, а резонансный процесс преобразует вращательное движение вихрей в колебательное, соответствующее высокочастотным электромагнитным волнам, то этот процесс может являться наблюдателю в виде элементарной частицы. Если это так, то, предполагая, что часть энергии колебательного резонансного процесса излучается в виде классических электромагнитных волн с той же частотой и длиной (длиной волны Комптона), можно утверждать, что при помощи излучаемых высокочастотных электромагнитных волн элементарные частицы могут взаимодействовать.

Попробуйте, опираясь на эти сомнительные предположения, построить геометрические модели элементарных частиц и наглядно представить формы объектов микромира. Если сразу не получается, попробуйте воспользоваться аналогиями с явлениями макромира. Грубой аналогией можно считать возникновение на поверхности воды одиночной волны – солитона. В случае электромагнитной волны при возникновении резонанса по одной пространственной степени свободы по нашей гипотезе возникает фотон. В структуре вихрал этот сверхдобротный резонансный процесс должен затухать очень медленно, в течение миллиардов лет, вызывая красное смещение в спектре далекой галактики. Это следствие находится в лучшем соответствии с наблюдаемым изотропным красным смещением, чем объяснение стандартной теории Большого взрыва, т.к. в стандартной теории изотропное красное смещение может наблюдаться лишь в центре большого взрыва, а из этого следует, что Земля – центр Вселенной. Фотоны, плотность колебательной формы энергии которых упала ниже порога резонанса, должны разойтись подобно кругам на воде и образовать "реликтовый" фон, который мы наблюдаем экспериментально. Если провести эксперимент с измерением интервалов времени прохождения коротких световых импульсов по и против движения Земли по орбите, то наша модель предскажет различие, которое нельзя заметить в опытах Физо и Майкельсона на регулярных световых потоках. В противном случае скорость света не удалось бы определить с использованием явления аберрации звезд, которое аналогично эффекту наклонного падения капель дождя на быстро бегущего человека. Аналогом человека является Земля, а аналогом капель – фотоны, падающие от звезд на Землю.

Размеры фотонов попробуйте определить из эксперимента, описанного Ричардом Фейнманом. В эксперименте по исследованию волновых и корпускулярных свойств фотонов последние пропускались через экран с отверстиями и попадали на фотопластинку. Самое удивительное, как отмечает Р.Фейнман, что одиночные фотоны интерферировали сами с собой. Фейнман описывает условия эксперимента, которые являются достаточными для получения этого эффекта. Они являются достаточными и для определения поперечных размеров фотонов. Для фотонов видимого света расстояние между отверстиями в экране не должно превышать нескольких миллиметров. Диаметр отверстий имеет порядок долей миллиметра. При рассмотрении фотона как резонансного процесса, занимающего вполне определенный объем становится ясно, что его размер определяется максимальным расстоянием между отверстиями, хотя большая часть его энергии может быть заключена в объеме с поперечником порядка длины волны. Это следствие не противоречит экспериментальным данным о поперечных размерах лазерного луча, которые не удается сделать меньше длины волны.

Попробуйте развить мысль о том, что элементарные частицы – суть резонансные процессы. Мои рассуждения привели к тому, что электрон – это резонансный процесс в двух степенях свободы, причем в первом приближении его можно обозначить кольцом с радиусом первой боровской орбиты в атоме водорода. Следствия этого предположения оказались далеко не тривиальными. Такая форма электрона приводит к восьмигранной форме атома, на внешней оболочке которого находится восемь электронов. Магнитная модель такой оболочки показывает, что оболочка может сохранять устойчивость за счет магнитных сил, которые действуют между кольцами-электронами. То, что поле атома действительно октаэдрично, можно прочитать в учебнике химии. Тридцатидвухэлектронная оболочка оказалась похожей на футбольный мяч, а по модели 18-электронной оболочки удалось построить новую геометрическую фигуру "18-гранник". До этого о существовании симметричного восемнадцатигранника, состоящего из правильных пятиугольников и правильных шестиугольников, никто и не подозревал... Если в макромире такой восемнадцатигранник не встречается, то в микромире он присутствует во многих атомах и является одной из самых распространенных форм. Этого нельзя сказать о футбольном мяче. Этот однородный многогранник прочно вошел в нашу жизнь. Вспоминая слова греческого философа – Демокрита, о том, что атомы имеют форму правильных многогранников, остается только удивляться его проницательности.

Другими устойчивыми моделями, как это ни удивительно, оказались модели "18" и "32", что соответствует устойчивым электронным оболочкам атомов. Эти модели демонстрируют, что в мире атомов царит порядок и определенность.

Если у Вас появилась уверенность в своих силах и возможностях мысленно заглянуть в микромир, то попробуйте заглянуть внутрь атомного ядра. Не беда, что его размер в сто тысяч раз меньше размера атома. Ведь форма атома не видна даже в электронный и, между прочим, в туннельный микроскоп. Попытайтесь объяснить, почему. В нашей модели кварк имеет вид спирали, обвивающей кольцо. Кварки u и d правоспиральны и могут стыковаться в столбчатые структуры нуклонов и ядер. Принцип чередования кварков в столбчатом ядре поможет Вам объяснить структуру таблицы Менделеева и плохую устойчивость тяжелых ядер.

А теперь попробуйте ответить на вопросы: как взаимодействуют элементарные частицы, что такое инерция и гравитация? Если Вы еще не привыкли к таким вопросам, то попробуйте воспользоваться наводящими вопросами. Чтобы разобраться с гравитацией, представьте себе ровную поверхность озера, по которой расходятся круги от брошенного камня. Волнистая поверхность воды имеет большую протяженность, чем ровная. Все знают, что длина прямой линии меньше, чем длина кривой. Представьте теперь, что по взволнованной поверхности распространяется другая волна. Первая волна должна ее замедлить. В нашей модели гравитационное преломление связано с замедлением распространения фронта волны в деформированной области вихрала. Гравитационное притяжение – это дрейф резонансной области в направлении большей деформации.

Подводя итог, сформулируем полученную физико-философскую концепцию. Наномир представляет собой регулярную структуру круговых вихрей, обладающих параметрами Планка. Волны возмущения этой структуры являются нам в виде электромагнитных волн. Резонансные процессы в этой структуре соответствуют элементарным частицам. Гравитационное взаимодействие является эффектом замедления волновых процессов в деформированной области этой структуры. Электромагнитное взаимодействие является эффектом воздействия классических электромагнитных волн, излучаемых одной элементарной частицей на другую. Сильное взаимодействие отличается от электромагнитного дополнительным структурным уровнем организации.

Таблица 1.

Порядок резонанса Название класса Пример частицы
(объекта, процесса)
0 зеррон радиоволна
1 мон фотон, нейтрино
2 дион электрон, мюон, таон
3 трион системы кварков

Границы применимости построенной модели простираются от длины Планка до размеров видимой части Вселенной. Модель не позволяет сказать, что происходит за этими пределами, но позволяет сделать прогноз о возможности получения энергии из структуры наномира, что связано с существованием вращательной формы энергии элементов вихрала.

 

Егоров, Кожевников, Кушелев (н/п)

Информация с сайта Nanoworld.org.ru

 


Первая страница.



Этот сайт обслуживается на хостинге от компании RU-CENTER
    Благодарим Вас за то, что решили воспользоваться услугами нашей компании!
Вам предоставлена услуга виртуального хостинга. Настройку услуги вы можете произвести через Панель Управления, а также в разделе "Для клиентов"/"Услуги"/"Просмотр и изменение данных" на сайте www.nic.ru.


регистрация доменов, хостинг, почта
Rambler's Top100
bigmir)net TOP 100