Чтение онлайн

При этом «слипание» трёх кварков порождает протоны и нейтроны, атомных ядер, а двух – пионы и к-мезоны (каоны). В 2003 г. была идентифицирована частица, состоящая из пяти кварков, названная пентакварком. Она крайне нестабильна, и в нашем мире существует лишь ничтоные доли секунды.

Кварки наделяются исследователями «цветом» и «ароматом» – свойствами, заимствованными из мира воспринимаемых явлений, но характеризующими степень и характер участия в сильных взаимодействиях. «Цветовой» заряд кварков определяет их участие в сильных взаимодействиях, подобно тому, как электрический заряд определяется участием во взаимодействиях электромагнитных. При этом заряд у кварков не целостный, а дробный. Для объяснения монолитной слипаемости кварков были введены в научный оборот специальные частицы – глюоны (от англ. «клей»). Их гипотетическая природа состоит именно в том, чтобы «приклеивать», прижимать кварки друг к другу, не давать им обрести индивидуальное, отделённое существование.

8.6. Движение в квантовом мире как предпосылка космического порядка

Весьма интересную, хотя и далеко не безупречную интерпретацию движения в квантовом мире предложил российский физик В. Янчилин. Важна не только интерпетация, но и размышления автора о понимании элементарного порядка квантового мира. Вот как автор описывает исходное состояние на пути к предлагаемому им объяснению квантовых процессов:

«Когда в университете я изучал квантовую механику и пытался выяснить, что же в действительности описывают её процессы, то ничего не мог понять. То же самое можно было сказать и о других моих сокурсниках. По крайней мере, мы её понимали меньше, чем Фейнман, который, по его словам, сам квантовую механику не понимал. Преподаватели же, в свою очередь, утешали нас и говорили примерно так: «Не пытайтесь что-либо понять в квантовой механике, вместо этого учитесь работать с математическим аппаратом, а понимание придёт потом». Но, несмотря на такие обещания, понимание так и не пришло. Пришло не понимание, а всего лишь привыкание к формулам» (Янчилин В.Л. Логика квантового мира и возникновение жизни на Земле – М.: Новый центр, 2004 – 151 с., с. 89).

Непонимаине побудило автора к постоянным размышлениям, к которым его вдобавок побуждала его жена Фирюза, просившая объяснить, как же всё-таки на самом деле движется электрон. В результате автор попытался обосновать в какой-то мере наглядную модель принципиально ненаглядных процессов микромира, что привело его к понятию дискретного движения. Такое движение, по мнению автора, обусловлено свойством электрона (и других элементарных частиц) исчезать из одной точки пространства и появляться в другой. Исчезновение и появление подобного рода он интерпретирует как квантовые скачки.

Электрон движется внутри виртуального облака, объём которого ограничен той областью пространства, в котором волновая функция отлична от нуля (Там же с. 92). Как полагает В. Янчилин, эта функция определяется именно способностью электрона исчезать и появляться только в пределах этого облака, причём исчезать и появляться во всех точках виртуального облака, имея каждый раз разный импульс. За самое короткое время, за которое свет проходит расстояние, равное ядру атома, электрон успевает исчезнуть и появиться бесконечное число раз, вследствие чего он находится сразу во всех точках одного пространства. Это время составляет приблизительно 10-23 секунды, поскольку при движении за меньшее время будет превышена световая скорость и возникнет противоречие с общей теорией относительности.

Следует отметить, что попытка сделать наглядным принципиально ненаглядный процесс движения электрона при помощи представления о его исчезновении из одного места и появлении в другом и с другим импульсом к движению, здесь не очень удалось. Пока мы не ответим на вопрос, каким образом он исчезает и как появляется, никакой наглядности не получится. Со времён Лукреция нам известно «золотое правило» материалистической философии, положенное в основу научного познания: «из ничего ничто», т. е. ничто в ничто не исчезает и не появляется из ничего. На этом основан закон сохранения энергии и любое эволюционное учение. Поэтому оставаясь на научной почве, никак нельзя избавиться от вопросов, куда электрон исчезает и откуда появляется, из чего возникает и во что превращается и т. д. Ранее мы доказали, что ответы на эти вопросы находятся за пределами естественного человеческого способа восприятия, и могут быть получены на основе искусственного квантовомеханического способа восприятия.

Здесь же перед нами стоит совсем другая задача: показать, как из хаоса бестраекторного, принципиально наглядно непредставимого движения образуются элементы порядка и «летучие», мгновенно рассыпающиеся мобилизационные структуры, которые являются предпосылкой космической упорядоченности на элементарном уровне и в чрезвычайно больших массах образуют макроскопическую упорядоченность вещества.

Янчилин называет главу своей брошюры «Наглядное объяснение квантовых парадоксов». Мы не стремимся к наглядному объяснению квантовых явлений и парадоксов. Наша задача – вскрыть механизмы эволюции и показать, каким образом на самом деле уже на микроуровне упорядочивается хаос.

В. Янчилин признаёт, что электрон существует в виде электронного облака, но само это облако, по его мнению, образуется исчезновениями и появлениями электрона как частицы в разных точках облака, причём распределение скоростей электрона определяет форму облака и его перемещение. Вследствие постоянных появлений и исчезновений электрона за пределами облака, совершаемых с низкой, но всё же отличной от нуля вероятностью, электронное облако, образуемое прыжками электрона, достаточно быстро расплывается, расширяется и занимает объём, ограниченный определёнными препятствиями, например, стенкой, непроницаемым экраном и т. д. Таким образом, движение электрона в облаке совершенно хаотично, но он за короткое время, имея собственный радиус не более 10-16см, успевает побывать во всех точках охватываемого его дискретным движением облака. Если пренебречь последовательностью появлений и исчезновений электрона в разных частях облака, то вследствие чрезвычайно короткого времени его «облёта» облака можно с известной степенью условности заключить, что электрон как бы находится во всех точках облака одновременно.

Электрон как частица временно локализуется в определённой точке виртуального облака, чтобы в следующее мгновение его покинуть. Электрон как волна, появляясь в различных точках облака с определённой вероятностью, волнообразно распространяется за пределы облака, огибая различные препятствия и занимая пространство, ограниченное непроницаемыми препятствиями, что называется расплыванием волнового пакета.

Если это замкнутое пространство осветить, ворвавшиеся в него фотоны создадут вероятность столкновения одного из них с образующим облако электроном. В случае такого столкновения произойдёт редукция волновой функции и мгновенное «схлопывание» облака, уменьшение его размеров. Энергия фотона и направление его движения изменятся, а электрон на мгновение получит точное местоположение (Там же, с. 97).

При этом резкое уменьшение области локализации электрона вызовет столь же резкое возрастание величины электромагнитного поля, которое создаётся его зарядом, локализацию поля в чрезвычайно малом объёме. Это приведёт к столь же резкому увеличению неопределённости импульса электрона. Вот почему нельзя одновременно измерить и точно описать и импульс, и местоположение электрона. Чем более определённым становится импульс, тем менее определённым оказывается положение в облаке, и наоборот, что соответствует соотношению неопределённостей Гейзенберга.

Так же легко объясняется автором другой парадокс квантовой механики – прохождение «точечного» электрона через два отверстия одновременно. Вот как описывает В. Янчилин это явление:

«Электрон в виде виртуального облака вылетает из источника и движется к экрану с двумя отверстиями. При этом виртуальное облако непрерывно увеличивается в размерах. Когда облако долетает до экрана, то какая-то его часть проходит через одно отверстие, какая-то – через другое, а какая-то часть отражается от экрана и движется в обратную сторону… Если при дальнейшем движении эти волновые пакеты соединяются на детекторе, то произойдёт их интерференция. Хотя электрон при этом только один. Движение любого другого квантового объекта (например, фотона) будет происходить аналогично» (Там же, с. 101). Так объясняется корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности Бора.

Многое объясняет и пример случая «перетекания» квантового объекта через потенциальный барьер. Виртуальное облако расширяется вверх, при этом его плотность, которая прямо пропорциональна вероятности обнаружить частицу, уменьшается соответственно высоте препятствия и объёму облака. При этом полная энергия частицы остаётся постоянной. Чем выше барьер, тем ниже плотность облака на большой высоте и тем дольше облако будет перетекать через него. Но энергетический фактор более существен, чем плотность и связан с последней напрямую. Чем ниже плотность, тем ниже энергия электромагнитного поля. Именно энергетика, ограниченность энергоресурса не позволяет электронному облаку неограниченно расширяться.