Inaczej niż dotychczas

                                      by JAN K.M.JANSON

               THE COLOR QUARKS INSIDE THE LEPTON PARTICLES

                and oscillating electromagnetical model of the Universe

[ Strona główna ] [ WszechŚWIAT BEZ OSOBLIWOŚCI ] [ KWARKOWY MODEL BOZONU HIGGSA ] [ INNE 01 ] [ GRAWITACJA, WSZECHŚWIAT - KWARKI ]

                  WEWNĘTRZNA BUDOWA KWARKÓW KOLOROWYCH

I ICH PARAMETRÓW FIZYCZNYCH W ZASTOSOWANIU DO LEPTONÓW

                        I INNYCH CZĄSTEK ELEMENTARNYCH.  

---

              PODSTAWY TEORETYCZNE FIZYKI WEWNĘTRZNEJ STRUKTURY

                  KWARKÓW KOLOROWYCH I CZĄSTEK ELEMENTARNYCH.

---

---

                                         KRÓTKIE WPROWADZENIE

Dlaczego napisałem to wprowadzenie. Otóż, nikt kto nie zajmuje się poważnie cząstkami elementarnymi, a szczególnie chromodynamiką kwantową z różnych powodów, nie będzie trudził się czytaniem wywodów głównie matematycznych zawartych w tej pracy. Część matematyczna nie jest wprawdzie zbyt zaawansowana, natomiast zrozumienie mechanizmów rządzących kwarkami wymaga już wiedzy bardziej zaawansowanej, głównie w zakresie elektrodynamiki ale i również chromodynamiki kwantowej. W pracy tej reaktywowano często pomijane elementy magnetodynamiki, bez których jak się okazuje nie można zrozumieć istoty i praw rządzących wewnętrzną strukturą kwarków.

W wprowadzeniu tym pragnę pokazać i omówić wątpliwości, które pojawiły się w mojej pracy. Nie wszystkie wzory jak i ich interpretacja są jednoznaczne. Jest wiele innych pytań i wątpliwości, których starałem się nie wyjaśniać, zakładając, że ich nie ma. Są nadal, ale bez przyjęcia pewnych założeń nie można było zbudować spójnej fizyki wewnętrznej struktury kwarków w tej postaci, która acz ułomna dała pewne zadowalające wyniki, których nie dała chromodynamika kwantowa.

Ponieważ żadna teoria, a tym bardziej hipoteza nie jest skończona i zamknięta, ta praca również nie jest ani skończona ani zamknięta - jest propozycją innego spojrzenia na fizykę na poziomie kwarków, ponownego przemyślenia chromodynamiki kwantowej, bowiem nie musi ona być kwantowa i ułamkowa w stosunku do elementarnego ładunku elektrycznego. Elementarny ładunek elektryczny nie jest tym, czym jest w elektrodynamice klasycznej bądź kwantowej, - jest postacią złożoną, wielkością stałą w sensie wymiaru, podobnie jak stała Plancka, jest pojęciem zastępczym w fizyce kwarka. Elementarny ładunek elektryczny jest wygodnym substytutem pola elektrycznego, a to oznaczałoby utratę jego sensu na poziomie kwarka.

W tym komentarzu będę się powtarzał i niekiedy dwutorowo rozumował, niestety, ale materia, z którą pragnę się uporać i poprawnie ułożyć jest bardzo złożona i wymaga określonego rozumowania bardziej filozoficznego, i w jakimś sensie wirtualnego aniżeli opartego na dotychczas ugruntowanych teoriach i wynikach badań doświadczalnych. Nie ma żadnych badań i chociażby przybliżonych wyników lub sugestii, czym jest kwark, jaka jest jego wewnętrzna struktura fizyczna, jakie prawa nim rządzą, i skąd pochodzi. Czy jest nadal cząstką i jest podzielny na mniejsze składniki co sugerują niektórzy fizycy. Zewnętrzne parametry fizyczne kwarka przyjmowane dotychczas w chromodynamice kwantowej są mało wiarygodne, Jak wcześniej sugerowałem są one wynikiem dopasowania do założeń, a nie rzetelnej teorii. Mimo to pewne z nich zostały przyjęte, a niektóre z nich poprawione i uściślone. Zdaję sobie sprawę z tego, że na gruncie obecnie obowiązującej chromodynamiki, nie było to możliwe bez zrozumienia i opisania jego wewnętrznej struktury fizycznej i określenia, jakiego rodzaju energia tkwi w jego wnętrzu. Energia elektromagnetyczna ze swej istoty jest energią o znaczeniu podstawowym w fizyce, a posiadając rozlegle cechy plastyczności idealnie nadaje się do opisu wewnętrznej struktury kwarka eliminując szereg trudności jakie pojawiły się w chromodynamice kwantowej. Ryzyko pomyłki było duże, bowiem jest to czarna dziura chromodynamiki kwantowej. Aparat matematyczny obecnie stosowany jest tak złożony, że zachodzą poważne trudności z jego interpretacją fizyczną. Dlatego pierwsze podejście musiało być uproszczone i klasyczne, a zatem i niedoskonałe.

Zewnętrzne przebiegi fizyczne w obrębie cząstki elementarnej rozpatrywane z pozycji makroskopowej są przebiegami kwantowymi i takie narzędzia należy stosować. Inaczej przedstawia się sytuacja tego samego obserwatora, jeżeli będzie on badał przebiegi fizyczne wewnątrz kwarka,. Będzie on widział mechanizm, który można i należy badać metodami klasycznymi. Jeżeli zredukujemy nasz świat makroskopowy do rozmiarów kwarka, wówczas wszelkie parametry fizyczne staną się wielkościami klasycznymi a nie kwantowymi. Próby kwantowania wszystkiego nie zawsze są uzasadnione, bowiem zależy to od tego, z jakiego poziomu patrzymy na dane zjawisko fizyczne, które chcemy opisać. Z poziomu odległej galaktyki ruch okołosłoneczny naszej planety będzie wydawał się ruchem skwantowanym, a z naszego punktu widzenia jest ruchem klasycznym. Wszystkie wielkości fizyczne, występujące w niniejszej pracy, są wielkościami okresowo zmiennymi przebiegającymi w czasie t_0, dlatego też, można było napisać szereg liniowych równań różniczkowych typu Faraday'a w których pokazane są te wielkości. W zastosowaniach praktycznych w funkcjach tych czas został zamrożony, i dlatego, również z uwagi na małą rozdzielczość obecnie stosowanej aparatury i metod pomiarowych, obserwowane wielkości wydają się wolne od zmian w czasie. Dlatego można je traktować jako wielkości klasyczne a nie kwantowe. Elektrodynamika i mechanika użyte w tej pracy mają charakter bardziej klasyczny aniżeli kwantowy, co na tym poziomie pracy nie powoduje istotnych zaburzeń w otrzymywanych wynikach obliczeniowych. Nieco gorzej jest ze sferą pojęciowo - interpretacyjną, w której należy stale pamiętać o tym, że w rzeczywistości mamy do czynienia z przebiegami okresowo-zmiennymi, a na domiar złego z wielokrotnymi wzajemnymi sprzężeniami typu indukcyjnego. Niektóre z nich nie dają się rozłączyć. Istnieje wiele wątpliwości interpretacyjnych, które wielkości są nadrzędne a które podrzędne. Dlatego nie należy przeceniać roli stałej Plancka w tych równaniach jako wielkości nadrzędnej, tak jak nie należy dosłownie interpretować takich pojęć jak elementarny ładunek elektryczny i monopol Diraca, szczególnie w ich dotychczasowej formule makroskopowej. Szereg pojęć ma charakter zastępczy, bowiem nie ma innych opisujących te wielkości. Szereg wielkości ma charakter skalarny, inne zaś wektorowy, z uwagi jednak na konieczność upraszczania rachunków wszystkie one występują jako wielkości skalarne, i o tym należy pamiętać. Osoby przyzwyczajone do myślenia kategoriami czysto kwantowymi lub klasycznymi, może dziwić takie podejście do fizyki wewnętrznej struktury kwarków, ale na tym poziomie było ono konieczne. Dlatego wszystkie wątpliwości musza być cierpliwie wyjaśniane i usuwane, a jest ich kilka o podstawowym znaczeniu.

PRZEDSTAWIONA PONIŻEJ FIZYKA CZĄSTEK ELEMENTARNYCH I KWARKÓW KOLOROWYCH JEST OPISANA INNYMI METODAMI I POJĘCIAMI ODMIENNYMI OD OBOWIĄZUJĄCYCH OBECNIE. ZMIANY POLEGAJĄ NA WPROWADZENIU POJĘCIA SPINU KOLOROWEGO I CAŁKOWITEGO ELEMENTARNEGO ŁADUNKU ELEKTRYCZNEGO W POSTACI TAKIEJ JAK SUGEROWAŁ TO Y.NAMBU. ODRZUCAJĄC JEGO WARTOŚCI UŁAMKOWE. WPROWADZONO POJĘCIE PROTOKWARKA JAKO JEDNOSTKI PODSTAWOWEJ INDUKOWANEJ OSCYLACYJNIE Z POLA INDUKCJI MAGNETYCZNEJ. NIE ISTNIEJE MOŻLIWOŚĆ DALSZEGO PODZIAŁU KWARKÓW NA MNIEJSZE ELEMENTY. KWARKI SĄ STRUKTURAMI FIZYCZNYMI OSCYLATORÓW HARMONICZNYCH ENERGII ELEKTROMAGNETYCZNEJ. NIE SĄ CZĄSTKAMI KORPUSKULARNYMI, I DLATEGO MOGĄ SIĘ PRZENIKAĆ I INTERFEROWAĆ TAK JAK FALE ELEKTROMAGNETYCZNE. MOŻEMY JE ROZKŁADAĆ NA HARMONICZNE. (KOLORY I ZAPACHY)

---

                        ROZDZIAŁ 0.   ZAŁOŻENIA DO PODSTAW TEORETYCZNYCH

---

Każda hipoteza opiera się na poczynionych przez autora założeniach i uproszczeniach. W tej hipotezie poczyniono następujące założenia.

1- Kwarki są oscylatorami harmonicznymi energii elektromagnetycznej (rysunek pokazany poniżej)

2- Kwarki są nosicielami całkowitego elementarnego ładunku elektrycznego - Y.NAMBU

3- Kwarki są nosicielami  spinu wewnętrznego i orbitalnego, przy czym spin posiada kolor i zapach

4. Kwarki posiadają ładunek elektromagnetyczny w kolorze i zapachu

5- Moment magnetyczny nie posiada koloru ani zapachu, .

Założenia te są całkowicie odmienne od opisu fizycznego kwarków jakie obowiązują obecnie w chromodynamice kwantowej.. Oscylator harmoniczny dalej zwany PROTOKWARKIEM posiada wyłącznie biały ładunek koloru, nie posiada natomiast ani zapachu ani koloru.  Konsekwencją tych założeń jest między innymi nadanie szaty kwarkowej leptonom oraz podobieństwo PROTOKWARKA do CZĄSTKI HIGGSA.

Wszystko co nas otacza, ale również i my sami zbudowane jest z atomów. Te z kolei zbudowane są z protonów, neutronów i elektronów  zwanych cząstkami elementarnymi. Okazuje się, że cząstki zbudowane są z jeszcze mniejszych cząstek zwanych kwarkami. Czym są kwarki?. Opisuje je dział fizyki znany pod nazwa chromodynamiki kwantowej. Czy można napisać inną równoległą wersję teorii cząstek elementarnych i chromodynamiki kwantowej aniżeli ta którą opisuje dość bogata literatura?. Tak, można lecz na innych założeniach i to właśnie jest przedmiotem tej pracy.

Osoby, które odwiedziły tą stronę, a nie są zainteresowane stroną matematyczną tej pracy a szczególnie kwarkami, mogą bez szkody przeczytać fragmenty opisowe, w których jest mowa ale i sugestie wybiegające poza fizykę kwarków, a nawet fizykę cząstek elementarnych. Znajduje się tam szereg uwag z różnych dziedzin wiedzy specjalistycznej, ale też i popularno naukowej, jak na przykład z Kosmologii czy Wielkiego Wybuchu, ciemnej zimnej energii, parowania czarnych dziur, czasu życia Wszechświata, dlaczego jedne cząstki są trwałe a inne nie, czy muszą istnieć kwarki c,t i s,b., oraz czy we Wszechświecie są inne formy energii aniżeli te znane lub postulowane. Do odważnych świat należy, zachęcam do przeczytania. Rozdział PODSTAWY TEORETYCZNE można z powodzeniem pominąć.

Współczesna teoria cząstek elementarnej przypisuje cząstce HIGGSA  moc sprawczą "nadawania masy spoczynkowej kwarkom" , podając jedynie, że posiada ona energię spoczynkową na poziomie 1 Teraelektronowolta. Dalszych bliższych danych nie podaje się. Identyczne cechy posiada również Protokwark, który posiada energie spoczynkową 1 Teraelektronowolta, z tym, że jest to już wartość ścisła wynikająca z teorii, a nie przybliżona, przy czym Protokwark posiada już pełny szczegółowy opis fizyczny jego parametrów wewnętrznych, który znajduje się w rozdziale " PODSTAWY TEORETYCZNE".

Protokwark jest pojęciem całkowicie nowym nie spotykanym ani w fizyce cząstek elementarnych ani w chromodynamice. Kwarki kolorowe są kwantowo - topologicznie przekształconymi Protokwarkami. Protokwark jest w fizyce cząstek elementarnych tym, czym są komórki macierzyste w biologii. W odróżnieniu od cząstek HIGGSA nie nadają masę spoczynkową kwarkom, lecz w wyniku szeregu przekształceń, stają się kwarkami kolorowymi. Jest to istotna różnica charakteryzująca obie cząstki. Protokwark staje się kwarkiem, natomiast cząstka HIGGSA nie znika, lecz napełnia jak gdyby puste kwarki energią spoczynkową.

 

               

 

Yoichiro Nambu japoński fizyk, przypisał kwarkom całkowity elementarny ładunek elektryczny. Gell-Mann natomiast był innego zdania i przypisał im wartości ułamkowe. Kto z nich miał rację, Nambu czy Gell-Mann ?. Można wykazać, że ułamkowy ładunek elektryczny jest wynikiem określonych rozwiązań matematycznych. Przyjęcie całkowitego elementarnego ładunku elektrycznego uelastycznia i upraszcza chromodynamikę kwantową. Praca którą przedstawiam poniżej jest zbudowana na założeniu, że kwarki posiadają całkowity elementarny ładunek elektryczny, tak jak sugerował to Y.Nambu. Chromodynamika kwantowa zakłada, że kwarki kolorowe są punktowymi pozbawionymi struktury wewnętrznej obiektami matematycznymi, którym przypisuje się; ułamkowe wartości liczbowe elementarnego ładunku elektrycznego, moment magnetyczny, spin i ładunek koloru odpowiedzialny za oddziaływania zachodzące między nimi. Brak jest wiarygodnej podstawy obliczania energii spoczynkowej kwarków, ich stanów wzbudzonych oraz sprzężeń z innymi parametrami fizycznymi jak np. z momentem magnetycznym i ładunkiem koloru. Dane doświadczalne potwierdzają kwarkową budowę cząstek elementarnych, głównie barionów. Nie potwierdzają natomiast ułamkowych wartości liczbowych elementarnego ładunku elektrycznego. Tłumaczy się to tym, że są one uwięzione wewnątrz cząstki elementarnej i nigdy nie występują w stanie swobodnym. Brak teorii bądź hipotezy wewnętrznej struktury fizycznej kwarków utrudnia dalszy rozwój chromodynamiki kwantowej.

Praca niniejsza ma na celu pokazanie wewnętrznej struktury fizycznej kwarków, wyjaśnienia, czym jest ładunek koloru i jaka jest jego wartość liczbowa, dlaczego liczba masowa N = 1836,15 oraz zbudowania jednolitej struktury kwarkowej wszystkich podstawowych cząstek elementarnych a szczególnie leptonów i barionów.

Hipoteza taka, wymagała zrewidowania niektórych zasad dotychczas obowiązujących, i sprecyzowania nowych, które mogą być trudne do przyjęcia przez fizyków - teoretyków. Szczególnie trudne okazać się może, przyjęcie całkowitego elementarnego ładunku elektrycznego obok ułamkowego, kolorowego spinu, elektronu, oraz dikwarkowego modelu neutronu i neutralnie naładowanego mezonu pi.   Przedmiotem niniejszej pracy nie jest krytyka chromodynamiki kwantowej i dyskusja jej założeń teoretycznych. Jest ona jej równoważna oparta jednak na innych założeniach i na innym aparacie matematycznym. Historycznie, sytuacja jest podobna do mechaniki kwantowej, w której istnieją dwie równoważne teorie: Schrodingera i Heisenberga, każda oparta na innych założeniach i aparatach matematycznych.  Praca niniejsza jest równoległą i równoważną wersją chromodynamiki kwantowej, która usuwa poważne wady tej ostatniej. Nadaje szeregu właściwości kwarków realne i ścisłe wartości liczbowe i wymiar fizyczny. Usuwa sztuczny podział cząstek elementarnych na leptony i bariony w sensie ich budowy kwarkowej i parametrów fizycznych. Praca ta nie neguje chromodynamiki kwantowej w jej obecnym stanie, lecz jest jej wersją falową . Chromodynamika kwantowa, której podstawowe założenia przedstawia tablica T.0 ma szereg ograniczeń wynikających z tego, że jest ona oparta o szereg właściwości poszczególnych kwarków ustalonych arbitralnie, których wartości liczbowe i ich wymiar fizyczny nie są znane lub są przybliżone.

 

 

 Własności kwarków poszczególnych zapachów  wg QCD   Tablica T.0

KWARK	d	U	s	c	b	t
Ładunek elektr.	- 1/3	+ 2/3	- 1/3	+ 2/3	- 1/3	+ 2/3
Liczba barion.	1/3	1/3	1/3	1/3	1/3	1/3
Liczba lepton.	0	0	0	0	0	0
Spin	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2	1/2
Izospin	1/2	1/2	0	0	0	0
Dziwność S	0	0	- 1	0	0	0
Powab C	0	0	0	1	0	0
Piękno B	0	0	0	0	- 1	0
Prawda T	0	0	0	0	0	1
Masa spocz. w  GeV/c2	0,1–0,3	0,1–0,3	0,4 – 0,5	1,5	5	175

 

Z poczynionych założeń i obliczeń wynikają następujące parametry fizyczne kwarków U i d jako jednostek podstawowych z których możemy zbudować wszystkie cząstki elementarne bez potrzeby uciekania się do kwarków s,c i bt,.  Z tego też powodu nie widzimy je w tablicy poniżej. Dowodem tego są przykłady rozwiązań dla cząstek takich jak, BARION DELTA ++ i MEZON J/psi. Kwarki s,c i b,t których istnienie zanotowano w doświadczeniach są jednak tylko wzbudzonymi stanami kwarków podstawowych U i d. i nie muszą występować w naturze jako kwarki ażeby wyjaśnić masy spoczynkowe cząstek krótko żyjących. Natura nie tworzy zbytecznych bytów, jeżeli nie jest to konieczne.

Parametry fizyczne kwarków wg autora (J.Janson)                          .Tablica T.00

KWARK	U - górny	d - dolny
Ładunek elektryczny	+ 1	- 1
Liczby kwantowe koloru	3, 2, 1	1, 2, 3
Spin koloru  Ic	1/2	1/2
Ładunek koloru  Łc	Zależy od liczby kwantowej koloru	Zależy od liczby kwantowej koloru
Energia spoczynkowa  A0	Zależy od momentu magnetycznego cz. Elem.	Zależy od momentu magnetycznego cz. Elem.
Moment magnetyczny	Zależy od liczby kwarków w  cz. Elem.	Zależy od liczby kwarków w cz. Elem.
Zakres zastosowania	Leptony, Mezony i bariony	Leptony Mezony i bariony
Kwarki c,t i s,b	Są stanami wzbudzonymi	Sa stanami wzbudzonymi

 Masy spoczynkowe kwarków pokazane w tablicy T.0 zostały dopasowane do potrzeb chromodynamiki kwantowej, szczególnie protonu i neutronu. Masę spoczynkową protonu podzielono równomiernie na trzy kwarki z których zbudowany jest proton. Jest to daleko idące uproszczenie zrozumiałe w obliczu braku poprawnej teorii wewnętrznej struktury tych kwarków. Podobnie postąpiono z innymi cząstkami i innymi parametrami fizycznymi, skąd wynikła potrzeba wprowadzenia dodatkowych dwu par zapachów i liczb kwantowych w postaci dziwności, powabu, piękna i prawdy. Liczby te nie kryją żadnych wartości liczbowych i ich wymiaru fizycznego, bowiem ich zadaniem jest tylko zadośćuczynienie zasadzie Pauli”ego. W efekcie mamy sześć kwarków, z czego tylko dwa z nich tworzą materię z której zbudowany jest nasz Wszechświat. Inną wadą tej teorii jest pozostawienie poza nią leptonów. Mamy więc dwie grupy cząstek elementarnych z których każda żyje osobnym bytem, nie mówiąc już o tym, że kwarki nie mogą istnieć w stanie swobodnym, co utrudnia poważnie dalszy jej rozwój. Przedstawiona poniżej praca usuwa te trudności i nadaje nowy sens chromodynamice kwantowej. Nie mogłaby powstać bez niej, bowiem korzysta z wielu jej osiągnięć które zostały do tej pracy włączone. Własności kwarków U i d Tablica T.00, bowiem ich dotyczy niniejsza praca, odbiegają od własności tych samych kwarków z tablicy T.0. Są one własnościami elastycznymi a nie ustalonymi arbitralnie. Wynika to stąd, iż ich parametry są wynikiem analizy matematyczno – fizycznej dokonanej na poszczególnych cząstkach elementarnych, głównie obu podstawowych dla fizyki cząstek, - barionów i leptonów.

Wszystkie parametry fizyczne opisujące kwark, są funkcjami okresowo zmiennymi w czasie, które dla uproszczenia aparatu matematycznego zostały w nim zamrożone. W wyniku takiego postępowania, interpretacja uzyskanych wzorów i otrzymanych na ich podstawie obliczeń szczegółowych nie została zaciemniona i jest łatwa do odczytania. Z uwagi na silne sprzężenie indukcyjne wewnętrznych parametrów kwarka z oscylującym zewnętrznym polem grawitacyjnym w którym jest on zanurzony, szereg wzorów pokazano w obu tych przestrzeniach. Nie wiadomo jaką strukturę fizyczną i geometryczną posiadają kwarki, skąd pochodzą i skąd posiadły parametry o których wcześniej wspomniałem. Wielką nadzieję pokłada się w polu i cząstce Higgsa, która ma nadawać masę spoczynkową kwarkom, ale nie wyjaśniono w jaki sposób ma się to odbywać i czy przed tym kwarki istniały i były puste. Cząstce tej przypisuje się masę rzędu 1 TeV. Leon Lederman laureat nagrody Nobla z fizyki nazywa ją boską i ma nadzieję, że rozwiąże ona wszelkie trudności jakie piętrzą się przed chromodynamiką.

Porównując masy spoczynkowe kwarków protonu przyjęte przez literaturę tablica P.0 z masami spoczynkowymi obliczonymi przez autora,  widać daleko idące różnice w ich wymiarze liczbowym, ząś  w przypadku kwarka db również znaku, który jest ujemny. W przypadku leptonów ( elektronu lub mionu ) porównania takiego nie można było pokazać, ponieważ literatura nie zna pojęcia struktury kwarkowej tych cząstek ( czastki te są strukturami punktowymi bez jakiejkolwiek struktury wewnętrznej ).

 Aktualny stan wiedzy o parametrach fizycznych leptonów jest następujący  

LEPTON	Energia spocz.	Spin	Elem. Ład.     Elektr..	Moment magn	Struktura kwarkowa
	Mev	.10^-34 VAs2		Vsm
Elektron	0,5199	+-1/2	+-1	1,1654.10^-29	brak
Myon	105,659	+-1/2	+-1	5,6362.10^-32	brak
Taon	1798,343	+-1/2	+-1	Nie znany	brak
Neutrino	0,255.10^-6	+-1/2	0	Nie znany	brak
Foton	0	1	0	Nie znany	brak

 

Porównanie danych z literatury z wynikami uzyskanymi przez autora dla energii spoczynkowych kwarków w wybranych cząstkach elementarnych.

      Tablica P.0

COMPARABLE ANALYSIS OF REST ENERGY OF QUARKS  In MeV

Quark	From Literature	From J.Janson	From Groffits	From J.anson
	ELECTRON	ELECTRON	PROTON	PROTON
U	Not Quark         Structure	+ 0,71853	+ 310	+ 1324,6190
U		+ 0,237	+ 310	+   441,5396
d		-  0,44470	+ 310	-   827,8868
Sum	0,510	0,510	938,272	938,272
Structure	?	U U d	U U d	U U d
Rest energy of d Quark from Author has negative values

W ostatnich latach pojawiło się wiele prób i spekulacji pchnięcia chromodynamiki do przodu, takie jak skwarki lub struny, niestety jednak bez powodzenia.  Ponieważ każda hipoteza (spekulacja) winna być uwiarygodniona w szczegółowych obliczeniach, takie obliczenia pokazuję w rozdziałach omawiających leptony, mezony i bariony. Zacznę od sformułowania podstaw teoretycznych a następnie uwiarygodniania ich w szczegółowych obliczeniach, szczególnie w stosunku do leptonów a następnie do mezonów i barionów. 

                            RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE

               PROTOKWARK - PODSTAWY TEORETYCZNE

PODSTAWOWYM  I W PEWNYM SENSIE PIERWOTNYM POJĘCIEM NA KTÓRYM ZBUDOWANA JEST NINIEJSZA PRACA, JEST PROTOKWARK.  PROTOKWARK POSIADA SAMOISTNĄ ZDOLNOŚĆ DO KWANTOWEGO PRZEKSZTAŁCANIA SWYCH CHWILOWYCH PARAMETRÓW FIZYCZNYCH W PARAMETRY TRWALE ŻYJĄCE POD POSTACIĄ KWARKA KOLOROWEGO. JEST W PEWNYM SENSIE PODOBNY DO KOMÓREK MACIERZYSTYCH W BIOLOGII. OKREŚLENIE JEGO POCHODZENIA I NATURY FIZYCZNEJ ORAZ PARAMETRÓW MA PODSTAWOWE ZNACZENIE DLA ZROZUMIENIA CZYM SĄ KWARKI KOLOROWE I DLACZEGO ZACHOWUJĄ SIĘ TAK JAK OBSERWUJEMY JE W CZĄSTKACH ELEMENTARNYCH

PROTOKWARK jest oscylującym zgęstkiem energii elektromagnetycznej generowanym przez okresowo zmienny strumień pola magnetycznego wypełniający sferę Wszechświata. Nie posiada zapachu ani koloru. Jego parametry fizyczne możemy opisać za pomocą zestawu czterech równań różniczkowych indukcji typu Faraday"a pokazanymi poniżej. Ażeby być dobrze zrozumianym, należy wyjaśnić naturę fizyczną tego strumienia. Nie jest to strumień pola magnetycznego o niskiej częstości związany z widoczną materią w postaci planet, gwiazd lub galaktyk, lecz polem o częstości rzędu do 10^26 Hz. Pole takie nie jest notowane przez obecnie dostępne przyrządy pomiarowe z uwagi na jego wysoką częstość wykraczającą daleko poza współczesne możliwości technologiczne. Jego istnienie jest widoczne w materiale teoretycznym jaki przedstawiam w innych rozdziałach.

Poniżej pokazuję cztery równania różniczkowe FARADAY"a opisujące podstawowe parametry fizyczne PROTOKWARKA.

A		MeV.Vsm
B		MeV
C		Vsm
D		As

Równania te mają charakter poglądowy i opisują mechanizm fizyczny kreacji kwarków w Naturze. Nie są przeznaczone do ich rozwiązywania szczegółowego z uwagi na ich złożoność. W zastosowaniach praktycznych funkcje zmienne okresowe zostały zamrożone w stanie ich amplitud maksymalnych. Z tego też powodu wprowadzono znane z elektrodynamiki pojęcie wartości skutecznych.

RÓWNANIE A - jest to równanie opisujące ładunek elektromagnetyczny zawarty w zgęstku, w którym sprzężone są dwie wielkości, a mianowicie energia spoczynkowa Vo i moment magnetyczny Mo. Jest to wielkość fizyczna całkowicie nowa o podstawowym znaczeniu dla wewnętrznej budowy kwarków kolorowych nie mająca swego odpowiednika w teorii cząstek elementarnych bądź chromodynamice kwantowej. Bez niej nie jest możliwe poprawne określenie mas spoczynkowych kwarków kolorowych w cząstkach elementarnych, jak i oddziaływań silnych kolorowych identyfikowanych z wymianą gluonów. Wyraźnie to widać porównując masy spoczynkowe kwarków w protonie (tablica P.0). Nie jest bowiem dopuszczalny równomierny rozkład masy spoczynkowej cząstki na ich kwarki niezależnie od zapachu i koloru ale również od ich momentów magnetycznych.

Wartość liczbowa i wymiar ładunku Ło, wynosi

Wielkość ta w dalszej części tej pracy ulega przekształceniu w postaci nadania jej zapachu i koloru. Jeżeli występuje w postaci nie zmienionej, odpowiednie wzory ulegają dodatkowej rozbudowie, która nie we wszystkich przypadkach jest konieczna.

RÓWNANIE B - jest to równanie opisujące energię spoczynkową Vo zawartą w ładunku Ło zgęstka skojarzoną z jego momentem magnetycznym Mo.  Jest jednym z dwu składowych ładunku Ło ,którego znaczenie jest fundamentalne w budowie kwarków kolorowych. Ponieważ tylko jedna z tych wielkości w ładunku Ło może przybierać zapach i kolor, wielkością tą jest energia spoczynkowa.

Wartość liczbowa i wymiar fizyczny energii spoczynkowej, są następujące:

                               

We wzorze tym nie przypadkowo widzimy stałą Plancka i jej częstość oscylacji, która jak wspomniałem powyżej wynosi

                                         

Poniżej w postaci tabeli pokazuję pełny zestaw parametrów fizycznych PROTOKWARKA w jego stanie podstawowym to znaczy bez zapachu i koloru.

          PODSTAWOWE PARAMETRY FIZYCZNE ZGĘSTKA

                                  "PROTOKWARKA" 

Nie jest wykluczone, że Natura generuje Protokwarki już wyposażone w zapach i kolor. Wtedy ich parametry mogą być kojarzone z bozonem Higgsa. Podobieństwo to jest całkowicie hipotetyczne, bowiem bozon Higgsa musiałby posiadać cechy zapachu i koloru, przy czym takich bozonów mielibyśmy co najmniej sześć o różnych masach spoczynkowych. Oczywiście takie bozony prawdopodobnie nie posiadałyby momentu magnetycznego i ładunków kolorowych. co zawęża ich zastosowanie w fizyce wielkich energii.

Tablica porównawcza energii spoczynkowej bozonu Higgsa i Protokwarka

                     Rozkład na harmoniczne w TeV

 Harmonic distribution of boson Higgs and Protoquark

            

             

Równania i wzory oraz komentarze do nich są wystarczające do rozwinięcia metod szczegółowych mających zastosowania praktyczne, poniekąd sprawdzające. Zastosowanie praktyczne mają wzory i komentarze zawarte w rozdziale "KWARK KOLOROWY" pokazany poniżej.

        KWARKI KOLOROWE - PODSTAWY TEORETYCZNE

TYLKO DWA RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE OPISUJĄ PODSTAWOWE PARAMETRY FIZYCZNE KWARKA KOLOROWEGO

E
F

Są to ładunek kolorowy Łc (równanie E),  który jest następstwem przekształcenia ładunku Ło Protokwarka w wyniku działania nań dwu funkcji kwantowych. Jedną z nich jest funkcja kwantowa kcc nadająca protokwarkowi cechy fizyczne zapachu i koloru, oraz druga redukująca amplitudę maksymalną do poziomu wartości skutecznej. Jest to procedura znana z elektrodynamiki klasycznej w sytuacji gdy spotykamy się z funkcjami okresowo zmiennymi typu sinusoidalnego.

W równaniu różniczkowym F widzimy dwa spiny, jeden z nich opisuje spin wewnętrzny, drugi zaś spin orbitalny. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku ładunku, we wzorze tym widzimy te same funkcje kwantowe. W postaci uproszczonej obydwie wielkości przedstawiają się następująco:

                            

W postaci rozwiniętej, mamy

            

          

Funkcja kwantowa kcc, ma następującą postać

     

Natomiast funkcja kwantowa nadająca zapach i kolor ma następująca postać

            

             ENERGIA SPOCZYNKOWA KWARKA KOLOROWEGO.

Energię spoczynkową kwarka kolorowego w cząstce elementarnej wyznaczamy indywidualnie dla każdego z nich. Poprawny tok obliczeń i poprawne wyniki otrzymujemy z następującego wzoru

We wzorze tym widzimy ładunek kolorowy Łc wcześniej omawiany, oraz moment magnetyczny kwarka wyznaczony odpowiednim wzorem ujętym w nawiasie i skorygowany o t.zw. defekt masowy wynikający z wzajemnych sprzężeń występujących między kwarkami w danej cząstce elementarnej. Ponieważ każdy kwark posiada tylko jeden zapach z dwu dostępnych, i jeden kolor z trzech dostępnych, obliczenia dokonujemy po wcześniejszym ustaleniu w jakim zapachu i kolorze dany kwark się znajduje. Z tych też powodów do dyspozycji mamy sześć ładunków kolorowych. Moment magnetyczny kwarka nie posiada zapachu ani koloru, co ułatwia obliczenia. Dla zilustrowania tych zależności pokazuję w ujęciu tabelarycznym owe sześć ładunków.

              Ładunek kolorowy kwarka  Łc w MeV.Vsm 

 Jak można zauważyć u dołu tabeli mamy dwa kwarki o tej samej wartości liczbowej ładunku i spinu. Kwarki te są wykorzystywane przez niektóre cząstki elementarne. W sumie mamy osiem ładunków kolorowych z tym, że dwa ostatnie są nosicielami ładunku podstawowego lub białego i są zamienne.

                                      

Kwarki posiadające podwójne wartości podstawowe "00" (białe) mogą w procesach przebiegających przez stany wzbudzone zmieniać swe parametry tak jak pokazano to poniżej, co właśnie upodabnia je do wspomnianych komórek macierzystych.

                                 

Kończąc ten rozdział pragnę zwrócić uwagę na to, że parametry fizyczne Protokwarka Vo.Mo są podobne do zrośniętych bliźniąt. Rozdzielić je może tylko chirurg dobrym skalpelem. W przypadku Protokwarka, Natura nie zna takiego chirurga ani skalpela. Muszą więc istnieć wiecznie nie rozdzieleni i dlatego istnieje Wszechświat i My w nim.

Poniżej pokaże dowód na to twierdzenie, który być może jest za wczesny i nieco złożony, ale wydaje sie, że jest wskazany na tym etapie, ażeby to co napisałem wcześniej nie polegało na ślepej wierze tylko na dowodzie.

              KWANTOWE NAPRZEMIENNE PRZEPŁYWY

DWU WEWNĘTRZNYCH PARAMETRÓW FIZYCZNYCH WEWNĄTRZ KWARKA KOLOROWEGO

Jak wcześniej wspomniałem energia spoczynkowa i moment magnetyczny w Protokwarku jak i kwarku kolorowym są nie rozdzielne, a ich iloczyn jest zawsze wielkością stałą równą wymiarowi odpowiedniego ładunku na przykład kolorowemu. W wielu procesach fizycznych dochodzi do zmiany wewnętrznych parametrów fizycznych takich jak energia spoczynkowa i moment magnetyczny. Takim przykładem mogą być stany wzbudzone elektronu znane pod postacią mionu i taonu. W stanach tych wyraźnie widzimy te zmiany. Jak one odbywają się pokazuje wzór zamieszczony poniżej.

Istnieje zasada, że każdej zmianie jednego parametru odpowiada odpowiednia zmiana drugiego w taki sposób ażeby ich iloczyn zawsze był równy ładunkowi kolorowemu danego kwarka. Strałki widoczne we wzorze pokazują te zmiany.

            

Wyjaśnienia wymaga ten mechanizm. Wewnątrz kwarka energia spoczynkowa może być transformowana do momentu magnetycznego i vice-versa. Zobaczymy to na przykładzie wzoru umieszczonego poniżej.

We wzorze tym widzimy pewną funkcję kwantową, która po pojawieniu się w kwarku wymusza te zmiany. Oddziałowuje ona na wartość liczbową strumieni magnetycznych sprzężonych w toroidzie  wymuszając ich przepływ z jednej wielkości do drugiej. Mechanizm ten jest wbudowany w strukturę Wielkiego Wybuchu i Wielkiego Kolapsu naszego Wszechświata. Zmiany te również pokazano we wzorze w postaci odpowiednio skierowanych strzałek. Na rysunku poniżej w kolorze czerwonym pokazano ten przepływ w postaci strumienia wymiany BALANSUJĄCEGO MIĘDZY STRUMIENIEM NAPIĘCIA A MOMENTEM MAGNETYCZNYM. Reasumując, zmiany parametrów wewnątrz kwarka odbywają się przy pomocy wymiany strumienia magnetycznego między nimi.

                         

Rysunek i wzór pokazane powyżej ilustrują ten mechanizm, który między innymi zapewnia, że znane osobliwości Wielkiego wybuchu nie mają miejsca w tym modelu.

SKRĘTNOŚĆ STRUMIENIA MAGNETYCZNEGO KWARKA

MIKRO CEWKOWANIE STRUMIENIA MAGNETYCZNEGO

                  WEWNĄTRZ KWARKA

Strumieniem pola magnetycznego nazywamy sumę równolegle przebiegających linii pola indukcji magnetycznej Bo w stanie niezakłóconym. Stanem niezakłóconym nazywać będziemy każdy stan bez lokalnych zapętleń tych linii. Liczbę linii przenikających prostopadle do jednostkowej płaszczyzny określamy pojęciem indukcji magnetycznej. To wiemy z elektrodynamiki klasycznej. Inaczej jest w proto i kwarku.

Struktura geometryczna i fizyczna kwarka jest podobna do budowy tokamaka, to znaczy, że na pierścień w kształcie toroidu nawinięty jest wielokrotnie w postaci śrubowej strumień pola magnetycznego, dany następującym wyrażeniem

 W pierwszym przybliżeniu załóżmy, że energia spoczynkowa kwarka jest wynikiem stanu zakłóconego strumienia magnetycznego w lokalnie małej objętości TV przez którą on przenika. Linie pola magnetycznego w takim zgęstku powinne być zwinięte w uporządkowany kłębek w postaci zapętleń tych linii. Ponieważ rozróżniamy aż trzy strumienie odpowiadające poszczególnym parametrom kwarka, może to oznaczać, że płaszczyzna zapętlenia nie leży równolegle do płaszczyzny równikowej, lecz jest nachylona doń pod pewnym kątem..

W pierścieniu toroidu indukowana jest energia spoczynkowa również o amplitudzie okresowo zmiennej w czasie, której wartość liczbowa jest funkcją funkcji kwantowej n.Z^n.

gdzie

 gdzie n przebiega od n=1 do n = 3 w znanych nam cząstkach elementarnych.

Funkcja ta jest wielkością dyskretną reprezentująca liczbę nawinięć strumienia magnetycznego na toroidzie. Pod pojęciem pierścienia toroidu rozumieć należy przestrzeń zawartą wewnątrz nawiniętej spirali bez ostrych krawędzi. Rozkład gęstości energii w przekroju pierścienia toroidu posiada kształt podobny do krzywej Gaussa, to znaczy jest maksymalny w jego osi.

Energia spoczynkowa w której wyróżniamy dwa pojęcia, a mianowicie na pięcie Un i prąd elektryczny iż, są dane wzorami

oraz, dla elektronu

Strumień magnetyczny w postaci spirali o nZ^n zwojach indukuje w przestrzeni wewnętrznej spirali energię elektromagnetyczną, której przepływ w postaci prądu elektrycznego generuje własny strumień magnetyczny osłabiając lub wzmacniając strumień główny. Suma tych dwu strumieni jest momentem magnetycznym kwarka. W postaci matematycznej mechanizm ten spełnia wzór pokazany poniżej.

Energia spoczynkowa jak widzimy to z powyższego wzoru zależy w głównej mierze od zwojności strumienia głównego. Pełny opis tego mechanizmu pokazuje wzór.

Wzór powyższy dowodzi, że jest to energia pochodzenia elektromagnetycznego, oraz że początkowe założenia były poprawne. Kwarki jak i Protokwark są obiektami pochodzenia elektromagnetycznego.

Pokazany powyżej wzór opisuje stan fizyczny Protokwarka, w przypadku kwarka kolorowego należy uzupełnić go funkcją nadającą zapach i kolor oraz zredukować go do wartości skutecznych.

Wzór ten służy wyłącznie do zilustrowania wyżej omówionego mechanizmu wewnętrznych przekształceń niektórych parametrów kwarka i jest daleki od jakichkolwiek obliczeń praktycznych.

 W tej interpretacji posługuję się pojęciami makroskopowymi elektrodynamiki, takimi jak napięcie U lub prąd elektryczny  . Nie należy je rozumieć i interpretować dosłownie bowiem są to substytuty parametrów fizycznych energii spoczynkowej opisujące mechanizmy fizyczne innego rodzaju aniżeli te które funkcjonują w elektrodynamice makroskopowej. Jest to jeden z możliwych opisów interpretacji wewnętrznej struktury i mechanizmu przekształcania się parametrów kwarka, co nie wyklucza innych interpretacji. Toroid o którym jest mowa powyżej należy rozumieć jako pewną przestrzeń w kształcie toroidu na której nawinięty jest solenoidalny strumień magnetyczny generujący w nim energie elektromagnetyczną której opis w języku elektrodynamiki opisujemy za pomocą takich pojęć jak napięcie U i prąd elektryczny iż , natomiast w języku fizyki cząstek elementarnych jako energie spoczynkową i moment magnetyczny. Jest zrozumiałe, że wewnątrz kwarka a szczególnie w obszarze toroidu nie istnieją takie wielkości fizyczne jak klasycznie rozumiane napięcie lub prąd elektryczny jak i również elementarny ładunek elektryczny. Są to pojęcia zastępcze tak. zwane substytuty, pozwalające nam częściowo rozumieć to co w rzeczywistości dzieje się we wnętrzu kwarka, jakie mechanizmy sa odpowiedzialne za przekształcanie się jego parametrów, i dlaczego są one takie a nie inne. Nie wiemy również jak powstały i jak powstają takie struktury fizyczne jak dynamicznie zachowujące się zgęstki energii o wymiarze stałej Plancka, albowiem nie ulega wątpliwości, że Planck odkrył i opisał kwark o czym w tym czasie nie mógł mieć jakiegokolwiek pojęcia. Nie ulega wątpliwości, że powstały wraz z narodzinami Wielkiego Wybuchu, bowiem to one są podstawowymi i jak na razie elementami budowy materii ale również i promieniowania. Jeżeli okaże się prawdziwy model oscylującego WSZECHŚWIATA oparty na przekształcaniu energii spoczynkowej w strumień pola magnetycznego w fazie Kolapsu i ponownej generacji energii spoczynkowej z tego pola w fazie Wielkiego Wybuchu, wówczas nie dowiemy się niczego nowego, bowiem będzie to koniec naszej wiedzy w tym zakresie. Być może się mylę albowiem Natura lubi płatać różne figle co nie jest wykluczone w tym przypadku..

jmj. 09.12.2009

 ROTACJA WEWNĘTRZNEGO STRUMIENIA MAGNETYCZNEGO W KWARKU

 W elektrodynamice klasycznej zmienny w czasie strumień magnetyczny indukuje w zamkniętym obwodzie energię elektryczną. W przypadku kwarka warunek ten nie jest wystarczający. Strumień taki musi posiadać skrętność wokół własnej osi tożsamą liczbowo z wewnętrznym spinem kwarka. Dopiero taki strumień w kwarku jest rozpoznawany pod postacią momentu magnetycznego. Wymóg ten możemy zapisać w postaci równania różniczkowego następującej postaci.

Wzór pokazany powyżej dowodzi, że zmienny okresowo spin wewnętrzny kwarka, jest równoważny rotacji strumienia magnetycznego, o czym wspomniano powyżej. W elektrodynamice klasycznej wielkość indukowana jest wprost proporcjonalna do liczby zwoji obwodu, zwykle w postaci cewki. W przypadku kwarka taka struktura nie istnieje. Ażeby moment magnetyczny mógł zmieniać swą wartość liczbową strumień magnetyczny musi wykorzystywać swą skrętność w postaci nZ^n zapętleń na zewnętrznej krawędzi pewnej nie materialnej struktury jaką jest toroid kwarka, w którym będzie mógł wyidukować odpowiednią porcję energii elektromagnetycznej znaną pod postacią energii spoczynkowej kwarka..

Pojęcie skrętności osiowej strumienia w elektrodynamice klasycznej nie jest znane. Między innymi tym różni się ona od elektrodynamiki obowiązującej w strukturze fizycznej kwarka. Jest jeszcze jedna różnica, a mianowicie strumień magnetyczny zawarty w kwarku jest pochodną indukcji magnetycznej zawartej w przestrzeni Wszechświata.

Spin wewnętrzny kwarka jest równoważny rotacji strumienia magnetycznego sprzężonego z jego toroidem, a nie z jego masą i promieniem, przy czym jest wielkością okresowo zmienną w czasie i amplitudzie tak jak pozostałe wewnętrzne parametry kwarka.. Jest to istotne spostrzeżenie, bowiem spin utożsamiamy zwykle ze stałą w czasie jego wielkością liczbową.

    PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE PODSTAW TEORETYCZNYCH

Mechanizm przekształcania się PROTOKWARKA do kwarka kolorowego podobny do rozpakowywania plików w komputerze złożony jest z kilku następujących po sobie etapów, które omawiam poniżej bardziej szczegółowo.

                            KRÓTKIE WPROWADZENIE

O kwarkach kolorowych zarówno teoretycznie jak i praktycznie nie wiemy nic. Wiemy tylko, ze cząstki elementarne i to nie wszystkie są zbudowane z kwarków, którym nadano pewne cechy fizyczne nie określając ich wartości liczbowych ani wymiaru. Nic absolutnie nie wiemy czym jest kolor, zapach, jaka jest ich energia spoczynkowa i moment magnetyczny, ale też ich spin. Wprawdzie kilku z nich, wyżej wymienionych, nadano wartości liczbowe raczej szacunkowo na wyczucie, ponieważ po bliższym ich poznaniu nie rokują one dalszego rozwoju fizyki cząstek elementarnych, wprost przeciwnie rozwój ten hamują skutecznie. Przykładem są liczne cząstki elementarne z grupy leptonów, ale też w barionach szczególnie neutronie nie dzieje się lepiej. Ponieważ brak jest jakichkolwiek wiarygodnych danych doświadczalnych, braki te są uzasadnione. Hipoteza, którą przedstawiam poniżej, bowiem nie można jeszcze mówić, że jest to teoria, ze względu na brak potwierdzenia jej wniosków ze strony doświadczalnej, zbudowana została o szereg założeń, które leżą u jej podstawy. Założeniami tymi są:

a - elementarny ładunek elektryczny kwarka jest wielkością całkowitą a nie ułamkową.

b - zapach , jest znakiem elementarnego ładunki elektrycznego kwarka

c - energia spoczynkowa kwarka jest energią fali elektromagnetycznej

d.- kolor, jest wartością kwantową opisującą rozkład harmoniczny energii spoczynkowej  kwarka

e- energia spoczynkowa kwarka jest wielkością zmienną elastyczną, zależną od wartości

     liczbowej jego momentu magnetycznego

f - spin kwarka posiada kolor i zapach przy czym jest sumą spinu wewnętrznego i orbitalnego

g - kwark kolorowy jest pochodną Protokwarka 

   PRZEKSZTAŁCENIA KWANTOWE PROTOKWARKA DO KWARKA KOLOROWEGO

PONIŻEJ POKAZUJĘ TRZY ETAPY TOPOLOGICZNO - KWANTOWEGO PRZEKSZTAŁCANIA PARAMETRÓW FIZYCZNYCH PROTOKWARKA DO POZIOMU UŻYTECZNEGO W ZASTOSOWANIACH SZCZEGÓŁOWYCH W CZĄSTKACH ELEMENTARNYCH. KWARKI TWORZĄC  CZĄSTKI ELEMENTARNE DODATKOWO MUSZĄ SPEŁNIAĆ OKREŚLONE ZASADY DOBORU. W PRZECIWNYM WYPADKU CZĄSTKA TAKA NIE BĘDZIE CZĄSTKĄ STABILNĄ TAK JAK MA TO MIEJSCE W PRZYPADKU NEUTRONU I MEZONU pi -.

TOPOLOGICZNO - KWANTOWY OBRAZ PRZEKSZTAŁCANIA PROTOKWARKA W KWARK KOLOROWY

                                        ETAP 1. FAZA REDUKCJI MASY.

Protokwark o masie spoczynkowej Vo rzędu 1TeV, musi dokonać jej redukcji do poziomu energii spoczynkowej kwarka, bowiem najcięższe znane kwarki kolorowe tworzące znane cząstki elementarne posiadają energie spoczynkowe na poziomie 1 GeV dla barionów i 1 MeV, dla leptonów i mezonów Funkcją redukującą energię spoczynkową Protokwarka do poziomu energii spoczynkowej kwarków w cząstkach elementarnych jest pewne złożone wyrażenie kwantowe nie posiadające wymiaru fizycznego - funkcja ta jest zawsze liczbą całkowitą kwantowaną liczbą "n". Dla potrzeb praktycznych fizyki cząstek elementarnych w pierwszym przybliżeniu nie jest istotne, jakie cechy fizyczne i geometryczne kryją się za ta liczbą, i jaki mechanizm fizyczny ona opisuje.

Poniżej pokazuję tą funkcję:

                        KK.1

Funkcja ta, oddziałowuje tylko na moment magnetyczny i energię spoczynkową Protokwarka i nie dotyczy innych parametrów takich jak ładunek kolorowy, spin i elementarny ładunek elektryczny.

             ETAP 2. REDUKCJA PARAMETRÓW MAKSYMALNYCH DO SKUTECZNYCH

Wyniki uzyskiwane z pomiarów doświadczalnych np. w zakresie energii spoczynkowej kwarków kolorowych lub spinu jak i cząstek elementarnych są wartościami skutecznymi a nie maksymalnymi amplitud fali elektromagnetycznej typu sinusoidalnego generującej Protokwark. Z tego też względu musimy wprowadzić odpowiednią funkcję kwantową, która je uaktualni

Funkcja ta jest znaną funkcją kwantową następującej postaci

W zastosowaniach praktycznych odbiega ona nieco od wartości teoretycznej i dlatego zastępujemy ją następującym wyrażeniem, w skrócie pod nazwą "rms"

                   KK.2

Liczba kwantowa "m" tworzy dwie rodziny ładunków koloru i spinu, których odpowiedni dobór przełamuje trudności występujące w chromodynamice kwantowej.

                                 ETAP 3. NADANIE ZAPACHU I KOLORU.

Funkcja kcc pokazana poniżej jest funkcją kwantową nadająca kwarkom białym ze wzorów KK.2 i KK.3 równocześnie zapach i kolor. Zapach kwarka jest znakiem elementarnego ładunku elektrycznego, natomiast kolory uzyskujemy przez wybór jednej z liczb kwantowych nc pokazanych poniżej w tabelce. Zapach jak i kolor otrzymuje energia spoczynkowa kwarka Aoq i ładunek Ło, natomiast spin otrzymuje tylko kolor.

                                        KK.3

                     KK.4

Interpretacja fizyczna pojęcia koloru jest adekwatna do pojęcia rozkładu funkcji okresowej na jej harmoniczne. Każdej harmonicznej przypisano odpowiedni znak rozpoznawczy pod historyczną już nazwą koloru. Nazwę tą pozostawiono ażeby nie wprowadzać zbytecznego zamętu w nazewnictwie.

Jest to nowa wielkość dotychczas nieznana. Dzięki tak sformułowanemu pojęciu spinu kwarka było możliwe wprowadzenie struktury kwarkowej do leptonów, ale i również dokonania nowej klasyfikacji cząstek elementarnych, a mianowicie takiej, których suma spinów orbitalnych jest równa zeru lub 1/2.h.

                                 ŁADUNEK KOLOROWY KWARKA

Podstawiając odpowiednie liczby kwantowe do wzorów KK.3 i KK.4, uzyskane wyniki możemy umieścić w tabelach, które ułatwią praktyczne obliczenia parametrów kwarków odpowiednich cząstek elementarnych.

 Dla ułatwienia późniejszych obliczeń pokazuję te tabele.

Ładunek kolorowy kwarka  Łc w MeV.Vsm

Tablica KK.3

                               SPIN KOLOROWY KWARKA Ic

W spinie kwarka wyróżniamy dwie rodziny kwantowe w rozbiciu na spin kolorowy I orbitalny kwarka: Spin wewnętrzny nie posiada ani zapachu ani koloru jak również nie posiada rodzin. Spin wewnętrzny jest wielkością nie zmienniczą kwarka. Spin orbitalny jest spinem zewnętrznym kwarka wewnątrz cząstki elementarnej. Pominięcie spinu orbitalnego kwarków w cząstkach elementarnych spowodowało znaczne trudności w obowiązującej teorii.

  Dla m = 1   RODZINA 1 w VAs²

Tablica   KK.4a

Dla m =0   RODZINA 2 w  VAs² 

Tablica   KK.4b

                         ENERGIA SPOCZYNKOWA I MOMENT MAGNETYCZNY KWARKA

Kwarki kolorowe w cząstkach elementarnych podlegają szeregu różnych sprzężeń, które muszą być każdorazowo dla każdej cząstki elementarnej uwzględniane, tak ażeby wynik sumaryczny był zgodny z danymi doświadczalnymi. W cząstkach elementarnych występują następujące sprzężenia:- między masami spoczynkowymi i momentami magnetycznymi. Stąd we wzorach pojawiają się dwa współczynniki uwzględniające te sprzężenia, kmd i kMd oraz liczba kwarków nq z których zbudowana jest dana cząstka. Szczegółowe obliczenia parametrów kwarków kolorowych dla wybranej wielo kwarkowej cząstki elementarnej wykonujemy na takich oto wzorach

                  KK.5

Korzystając z tabel pokazanych wyżej, obliczenia stają się mniej uciążliwe i dają lepszy wgląd do istoty dokonywanych obliczeń. Wzór KK.5 upraszcza się do postaci KK.6 i KK7

                                                            KK.6

                                                                                                       KK.7

W wyniku wyżej opisanej procedury Protokwark przekształca się wewnętrznie do postaci kwarka kolorowego, (wzór KK.6), który po uwzględnieniu jego momentu magnetycznego może już tworzyć złożone wielokwarkowe cząstki elementarne. Moment magnetyczny kwarka wzór KK.7 w przeciwieństwie do energii spoczynkowej nie posiada koloru ani zapachu. Kolor jest zarezerwowany wyłącznie dla energii spoczynkowej i spinu, i nie występuje w innych parametrach. Zapach zaś jest zarezerwowany wyłącznie dla elementarnego ładunku elektrycznego i nie występuje nigdzie indziej.

Kwarki nie mogą pochodzić z nikąd jak sugerują to niektóre kanały rozpadu. Klasycznym przykładem może być neutron. Kwarki będąc oscylatorami harmonicznymi nie mogą być dzielone na kilka podobnych oscylatorów, bowiem są obiektami nie podzielnymi.

Schematyczny opis mechanizmu przeksztalcania się Protokwarka do czerwonego kwarka o zapachu  U

Schematyczny opis oddziaływania funkcji redukującej  n.Zⁿ  na energie spoczynkową PROTOKWARKA i funkcji wzbudzającej ks elektronu do miuonu i taonu.

            B.1  ZASADY DOBORU KWARKÓW W CZĄSTKACH ELEMENTARNYCH

Ponieważ hipoteza dopuszcza zmianę zapachu i koloru danego kwarka w wielu procesach przekształceniowych, muszą być spełnione następujące zasady

Pierwsza zasada głosi.

                                                 Z.1

że kwark kolorowy może przekształcać swe parametry z jednych wartości na inne tylko wtedy gdy zadość uczyni tej zasadzie. Zasadę tą wykorzystuje elektron wzbudzając się do postaci miuonu lub taonu..

W rozwinięciu szczegółowym posiada następującą postać:

                                                Z.1a

Mechanizm tego przekształcenia jest opisany poniżej w osobnym rozdziale

Druga zasada głosi 

                                                         Z.2

że gdy liczba dyskretna [nZⁿ] ulegnie zmianie, równocześnie takiej samej zmianie ulec muszą pozostałe parametry kwarka pokazane we wzorze powyżej

Trzecia zasada głosi

                                                   Z.3

że wykluczone są inne zestawy sumy harmonicznych [ładunków koloru i spinu] rozumianych jako kwarki lub dikwarki w cząstce elementarnej, aniżeli te które spełniają tą zasadę. Zasady te mówią, że kwarki lub dikwarki które po wyjściu ze stanu bifurkacji (przekształcania) pragnąc utworzyć nową cząstkę elementarną muszą spełnić równocześnie wszystkie trzy wyżej wymienione zasady.

Jedną z zasad doboru ładunków kolorowych Łc kwarków w cząstkach elementarnych jest, ażeby

Jeżeli natomiast

wówczas między obu ładunkami pojawia się energia wymiany w postaci ciężkich cząstek (ciężkich Gluonów) które nie są znane w literaturze.

Szczegółowy opis i jego analiza znajdują się w innej części tej pracy

               B.2  STOPNIE SWOBODY I MODELE KWARKOWE.

Funkcja kcc poza nadaniem kwarkom zapachu i koloru, pozwala im poruszać się w pewnej przestrzeni stopni swobody o wymiarze równym [m.n_c]. Przestrzeń tą pokazuję na przykładzie kwarków o całkowitym elementarnym ładunku elektrycznym. Taką samą przestrzeń stopni swobody można napisać dla kwarków o ułamkowych wartościach elementarnego ładunku elektrycznego.

Tablica SM.1

Z tablicy pokazanej powyżej wynika, że kwark może zmieniać swój zapach na inny przez zmianę fazy swej funkcji sinus. Kwarki ₀₀₁ i d₀₀₁ są tożsamościowo równe sobie i są kwarkami białymi. Tablica stopni swobody kwarków pokazana powyżej, umożliwia zbudowanie jednolitego kwarkowego obrazu podstawowych cząstek elementarnych. Oznacza to, że ulega zatarciu dotychczasowy podział cząstek elementarnych na leptony oraz kwarkowe mezony i bariony. Poniżej pokazuję strukturę kwarkową wszystkich podstawowych cząstek elementarnych.

Wzory opisujące struktury kwarkowe cząstek. Elementarnych

 Tabela SM.2

Wzory strukturalne opisujące spin cząstek elementarnych

Tabela SM.2a

Obydwie tablice wymagają dodatkowych wyjaśnień w stosunku do indeksów pokazanych u dołu zapachu .Stan biały kwarka oznaczam cyfrą zero. U dołu zapachu kwarka na pierwszym miejscu oznaczam kolor ładunku, na drugim zaś kolor spinu. Jeżeli kwark jest nosicielem całkowitego elementarnego ładunku elektrycznego, na trzecim  miejscu wpisujemy liczbę 1.  Innego omówienia wymaga fakt, że k_cc kwarków U_g U_b i d_g  d_b po zsumowaniu są równe liczbowo wyrazowi k_cc kwarków U_r i _r. Bliższa analiza wykazuje, że kwark czerwony nie jest sumą kwarka zielonego i niebieskiego, jak to wynika z prostego sumowania ich k_cc. Oznacza to, że kwark czerwony może przekształcać się do koloru niebieskiego lub zielonego oraz, że kwarki zielony i niebieski mogą wymieniać się kolorami między sobą. Te dodatkowe stopnie swobody sugerują, że cząstka wielokwarkowa jak np. proton może posiadać dwa różne zestawy kolorów których suma będzie zawsze biała. Czyni to je nierozróżnialnymi od zewnątrz, mimo iż różnią się one dość znacznie wewnątrz. Zjawisko to wykorzystuje proton, który może występować w dwu różnych zestawach kolorów. Czyni to po to, ażeby móc wiązać się między sobą przy pomocy ciężkich gluonów, które zostaną omówione w dalszej części niniejszej pracy.

           B.3  MECHANIZM WZBUDZANIA ENERGII SPOCZYNKOWEJ

                            CZĄSTKI ELEMENTARNEJ

Parametry fizyczne kwarka, głównie jego energii spoczynkowej i momentu magnetycznego, ulegają wzbudzeniu do wyższych wartości liczbowych z chwilą uaktywnienia się  funkcji

                                                                           KS.1

w którym: n_s jest liczbą dyskretną przyjmującą wartości liczbowe  = 1,2,3,..

W przypadku elektronu, dla którego liczbą uśpioną jest n_s=1, wyjście z uśpienia do liczby n_s=2 nadaje mu parametry miuonu, zaś przejście do liczby n_s=3 parametry taonu. Współczynnik k_i opisuje defekt energii spoczynkowej tych cząstek wynikający z ich krótkotrwałego przebywania w stanie quasi ustalonym. Wszystkie cząstki elementarne krótko żyjące są w różnych stanach wzbudzenie ich kwarków, co widać wyraźnie w schematach ich rozpadu zawsze do cząstek długo żyjących to jest do protonu i elektronu.

                                                                       KS.2

Energię spoczynkową  miuonu lub taonu obliczamy przy pomocy następującego wzoru:

                   KS.3

Tak wzbudzone miuon i taon  nie zawierają neutrin, bowiem ich energie spoczynkowe i momenty magnetyczne są podporządkowane wzorowi Z.1 pierwszej zasady.

                                    KS.4

co łatwo jest sprawdzić podstawiając odpowiednie dane.

Wzór KS.4 pokazuje, że energia spoczynkowa i moment magnetyczny kwarka są wielkościami wzajemnie się przekształcającymi wewnątrz danego kwarka. Inaczej mówiąc, ubytek lub przyrost energii spoczynkowej kwarka powstały w wyniku jego przekształcenia odbywa się wyłącznie kosztem wzrostu lub ubytku jego momentu magnetycznego. Różnica energii spoczynkowej nie jest wypromieniowywana na zewnątrz kwarka, co było powodem umieszczania jej w innych cząstkach, jak np. w neutrinach.

            B.4   MECHANIZM KONWERSJI ZAPACHU KWARKA.

Każda wielkość fizyczna przekształca się w swe przeciwieństwo [zmienia znak na przeciwny] jeżeli we wzorze:

gdzie kąt  _k  może przyjmować tylko dwie wartości dyskretne, zero lub .

Znak elementarnego ładunku elektrycznego nie musi więc pochodzić z pierwiastkowania wyrażenia opisującego daną wielkość. Oznacza to, że dwa kwarki różniące się fazą _k posiadać będą różnoimienne ładunki elektryczne lub energie spoczynkowe ale też i zapachy.

             B.5 MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW

                    W CZĄSTKACH ELEMENTARNYCH

Energie spoczynkowe Aoq kwarków w cząstkach elementarnych obliczam ze wzoru pokazanego poniżej po uprzednim ustaleniu poziomu ich momentów magnetycznych Mq i dwu współczynników k_md i k_Md gdzie n_q jest liczbą kwarków w cząstce.

Moment magnetyczny kwarka w cząstce elementarnej obliczam na podstawie wzoru,

             ( dane liczbowe w tym przykładzie pochodzą od protonu)

W którym:  nq  - jest liczbą kwarków w cząstce elementarnej

                 k_Md - jest współczynnikiem defektu magnetycznego wynikającego

                              ze wzajemnych sprzężeń między kwarkami

                M_EP  - jest momentem magnetycznym cząstki elementarnej

                Kmd  - jest defektem masy spoczynkowej cząstki elementarnej

                 Łc    -  jest ładunkiem koloru danego kwarka, który odnajdujemy

                                w odpowiedniej tabeli

Tabelę tą pokazuję poniżej.

                    TABELA ŁADUNKÓW KOLOROWYCH W ROZBICIU NA ZAPACHY

Dla ułatwienia obliczeń pokazuję tabelę momentów magnetycznych kwarków wybranych cząstek elementarnych oraz ich liczb kwantowych.

Momenty magnetyczne kwarków w cząstkach elementarnych  

Momenty magnetyczne kwarków w cząstkach elementarnych posiadają różne orientacje przestrzenne, co ma odpowiednie konsekwencje, które pokazuję na przykładzie protonu i elektronu. Orientacja przestrzenna wektorów momentu magnetycznego kwarków w protonie i elektronie jest następująca:

        PROTON

             ELEKTRON

Elektron i proton są cząstkami bliźniaczymi w sensie ich struktury kwarkowej, natomiast różnią się swymi masami i konfiguracją oraz wartością i orientacją ich momentów magnetycznych w przestrzeni wewnątrz kwarkowej.

                                          Tyle teorii.

 Obecnie pokażę momenty magnetyczne kwarków w wybranych cząstkach elementarnych.

Z uwagi na specyficzną strukturę fizyczną momentów magnetycznych kwarków w elektronie odmienną od pozostałych cząstek elementarnych pokazuję jak je obliczono

Wyniki obliczeń pokazuję poniżej.

          MOMENT MAGNETYCZNY KWARKÓW W ELEKTRONIE

Jak można zauważyć, wszystkie kwarki w elektronie posiadają tą samą wartość liczbową momentu magnetycznego nie zależnie od koloru i zapachu', ale różne zwroty.

W przeciwieństwie do elektronu, momenty magnetyczne protonu są następujące:

                      MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW W PROTONIE

UWAGA.

W PRZECIWIEŃSTWIE DO ORIENTACJI ELEKTRONU. PROTON POSIADA UŁAMKOWE WARTOŚCI MOMENTU MAGNETYCZNEGO I ZGODNE ZWROTY

Skądinąd wiemy, że protony występują w dwu różnych zestawach kolorów, dlatego poniżej je pokazuję.

            MOMENTY MAGNETYCZNE PROTONU W ZESTAWACH

                                 Zestaw niebieski protonu    

                                 Zestaw zielony protonu 

Dla pozostałych cząstek elementarnych mamy odpowiednio:

                MOMENTY MAGNETYCZNE MIONU I TAONU

                 MOMENTY MAGNETYCZNE W NEUTRINIE

Neutrina mogą występować w dwu postaciach – bez masowej i masywnej.

a-  neutrino “klasy “0“  jest  bez masowe,  jezeli  

Momenty magnetyczne     M_q^U = M_q^d  = 0,29192.10^-35 Vsm 

b-  neutrino “klasy “1”   posiada masę różną od zera,  jeżeli

Momenty magnetyczne     M_q^d  ( M_q^U  = k.0,29192.10^-35 Vsm )  gdzie   k 1

Tylko neutrino klasy 1 może oscylować jeżeli wyraz k_S będzie większy od 1

          MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW W MEZONIE   pi +

           MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW W MEZONIE    pi o

          MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW W NEUTRONIE

UWAGA. MOMENTY MAGNETYCZNE KWARKÓW W POSZCZEGÓLNYCH Di KWARKACH W NEUTRONIE SĄ PRZECIWNIE SKIEROWANE, ALE JUŻ DIKWARKÓW SĄ ZGODNE.

      B.6   ENERGIA SPOCZYNKOWA - RÓWNANIA OGÓLNE

Energię spoczynkową Protokwarka możemy opisać za pomocą dwu różnych równań różniczkowych. Będą to równania w postaci elektromagnetycznej i grawitacyjnej. Nie jest to jednak przypadek, bowiem pozwalaja one na ich syntezę o ciekawych konsekwencjach.

                      POSTAĆ ELEKTROMAGNETYCZNA

Energię spoczynkową PROTOKWARKA indukowaną z oscylującego pola indukcji magnetycznej Bo pokazuję w postaci dwu równań różniczkowych FARADAY"A znanego z elektrodynamiki klasycznej. Oto one:

                                             G.00

                                   G.000

gdzie: H jest natężeniem pola magnetycznego związanego z obwodem toroidu.

                        POSTAĆ GRAWITACYJNA

Poniżej pokazuję równanie różniczkowe Faraday'a  w którym oscylująca z częstością vo energia pola grawitacyjnego D w tej samej małej objętości Tv generuje energię spoczynkową Vo ,dokładnie taką samą wymiarowo i liczbowo jak pokazano to we wzorach G.00 i G.000 powyżej

                                                    G.01

W równaniu tym generatorem tej energii jest oscylująca gęstość pola energii grawitacyjnej, jak pokazano to poniżej

Nieznacznie zmodyfikowaną postać równania G.01 pokazuję poniżej

                                                     G.01a 

gdzie                                    G.01b

jest gęstością powierzchniową pola grawitacyjnego leżąca na sferze kulistej Tv

Z równania G.01 wynika, że energia spoczynkowa Protokwarka może być generowana przez oscylujące pole grawitacji w postaci jego gęstości. Takiego pola nie znamy. Jak można pogodzić i wyjaśnić obydwa równania pochodzące z różnych dotychczas nie uzgodnionych działów fizyki? Okazuje się, że można je pogodzić i wyjaśnić odwołując się do kosmologii, która jest matką wszystkiego. Wobec tego napiszę je w innej postaci, łącząc je w jedno.

Równanie różniczkowe Faraday"a, wyrażone dla gęstości energii Protokwarków i pewnej postaci gęstości energii pochodzenia grawitacyjnego można napisać w następującej postaci:

gdzie

Pierwszy wyraz prawej strony równania opisuje wewnętrzny stan fizyczny zgęstka w postaci gęstości energii spoczynkowej, którą możemy identyfikować z jego masą spoczynkową,- drugi zaś towarzyszący mu zewnętrzny stan fizyczny jego otoczenia. Pierwszy wyraz będzie przekształcał się topologicznie do postaci kwarka kolorowego. W drugim wyrazie widzimy zewnętrzny gradient pola gęstości energii grawitacyjnej w którym funkcjonują oddziaływania grawitacyjne mas dwu zgęstków.

Wyraz po lewej stronie wzoru jest w jakimś stopniu TERRA INCOGNITA tego równania, "krainą zamieszkałą przez tych co błądzą" opisywaną w języku staro hebrajskim jako Nais (Nod), albowiem nie wiemy dokładnie jaka energia wypełnia wnętrze Wszechświata który nas stworzył i w którym żyjemy. Wiemy wprawdzie, że musi to być oscylująca naprzemiennie w czasie i przestrzeni energia elektromagnetyczna, i towarzysząca mu gęstość energii grawitacyjnej. Mówiąc tekstem otwartym, gdy energia elektromagnetyczna zawarta w kwarku maleje do jej minimum, w tym samym czasie energia gęstości pola grawitacyjnego rośnie do maksimum. Oznacza to, że energie te przelewają się z jednej postaci w inną i z powrotem zgodnie z krzywymi sinusoidalnymi po których się ślizgają.. Suma tych energii jest zatem stała w czasie i przestrzeni.

Na marginesie tego rozdziału pragnę pokazać wzór potwierdzający pokazane powyżej równania. Wzorem tym będzie oddziaływanie elektryczne dwu ładunków znane z elektrodynamiki klasycznej pod nazwą oddziaływania Kulomba.

Wzór Kulomba w parametrach gęstości energii grawitacyjnej pokazuje następujące równanie

Drugi człon tego wzoru możemy napisać wykorzystując wyrażenie G.01b

Wyraz p z tego wzoru wstępnie interpretuję jako ciśnienie pola grawitacyjnego działające na powierzchnię sfery, wewnątrz której spoczywa kwark. Ciśnienie to jest wielkością stałą nie zależne od promienia R_AB, natomiast oddziaływanie F maleje ze wzrostem promienia kolejnych współśrodkowo ułożonych sfer tak jak widzimy to w klasycznej postaci oddziaływania mas. Nie widzimy w nim masy, typowej wielkości dla oddziaływania klasycznego. Również ten wzór obowiązuje wewnątrz cząstki elementarnej. Również w tym wzorze nie jest konieczna znajomość mas obu kwarków.

Wniosek: wszystkie dwa człony równania Kulomba są prawdziwe i dają ten sam wynik nie zależnie od wyrazów, jakie w nich występują.

Co to oznacza: Wzór Kulomba dla oddziaływań elektrycznych wewnątrz cząstki elementarnej nie wymaga znajomości elementarnego ładunku elektrycznego, sugeruje wręcz, że takowy wewnątrz cząstki elementarnej utracił swój sens klasyczny, oraz że może pochodzić również od specyficznego wyrazu reprezentującego grawitację bez znajomości mas biorących udział w tym oddziaływaniu

Praktyczne znaczenie posiada jednak wzór

Z którego obliczać będziemy masy spoczynkowe kwarków w cząstkach elementarnych. W tym celu konieczna jest znajomość ich momentów magnetycznych

Które obliczamy indywidualnie dla każdej cząstki elementarnej

Jego postać uproszczona jest następująca

Bowiem pozwala korzystać z odpowiednich tabel pomocniczych, co upraszcza rachunki do niezbędnego minimum. Taką tabele pokazuje poniżej.

                  TABELA ŁADUNKÓW KOLOROWYCH W ROZBICIU NA ZAPACHY

                  B.7  SPIN ORBITALNY W CZĄSTKACH ELEMENTARNYCH

         Dlaczego jedne cząstki elementarne są cząstkami trwałymi, a inne nie?.

Odpowiedź znajdujemy w analizie ich spinów orbitalnych. Zrozumienie jaką rolę odgrywa spin orbitalny w fizyce cząstek elementarnych jest kluczowe dla tej teorii, i dlatego musi być w miarę szczegółowo omówiony.

Fizyka cząstek elementarnych nadaje kwarkom tylko spiny wewnętrzne równe spinowi znanemu z mechaniki kwantowej. Ich suma jest spinem cząstki. Taka interpretacja spinu cząstki elementarnej nie jest wystarczająca. Sugeruje ona stan statyczny kwarków w cząstce. Tutaj jest popełniony błąd logiczny w interpretacji spinu cząstki elementarnej. Właśnie z tego powodu nastąpiły istotne trudności w teorii cząstek elementarnych. Tymczasem kwarki w cząstce elementarnej znajdują się w ciągłym ruchu względem siebie jak i osi wspólnej, wokół której wykonują ruch obrotowy. Jest to zjawisko powszechnie występujące w układach mechanicznych i dobrze udokumentowane fizycznie i matematycznie. Ziemia wirując wokół Słońca równocześnie wiruje wokół własnej osi. Mamy, więc dwa spiny, spin wewnętrzny i obrotowy. Podobnie zachowują się kwarki wewnątrz cząstki elementarnej. Każdy kwark w cząstce elementarnej posiada dwa spiny: spin wewnętrzny oraz spin orbitalny wokół wspólnej wypadkowej osi wszystkich kwarków znajdujących się w danej cząstce. Dopiero suma wszystkich spinów jest spinem cząstki elementarnej. Okazuje się, że można precyzyjnie wyznaczyć wartości liczbowe jak i znaki spinów każdego kwarka w danej cząstce elementarnej. Spin łączny, spinu wewnętrznego i orbitalnego danego kwarka nazywam spinem kolorowym

                     SO.1

gdzie:            -jest wyrazem który ujawnia kolor i zapach spinu kwarka

Spin kwarka posiada zatem zapach jak i kolor.Tak sprecyzowany spin pozwala na lepsze zrozumienie dynamiki kwarków w cząstce, co pozwala na wprowadzenie nowej klasyfikacji cząstek elementarnych Okazuje się bowiem, że suma spinów orbitalnych równa zeru występuje tylko w elektronie, mionie i taonie oraz w protonie, natomiast o wartości nie zerowej w neutrinie, naładowanym mezonie pi oraz neutronie. Ponieważ mion jak i taon są stanami wzbudzonymi elektronu, grupa ta redukuje się do elektronu i protonu. Kwarki w cząstce elementarnej znajdują się w ciągłym ruchu względem siebie, a to powoduje, że cząstka elementarna jest obiektem dynamicznym – żywym w sensie fizycznym, i że między kwarkami występują również inne oddziaływania aniżeli silne kolorowe bądź elektrostatyczne.

Widmo spinu kolorowego kwarków U i d dla różnych liczb kwantowych m  wyznaczone przy pomocy wzoru SO.1  pokazuję w tablicach  S.1 i S.2

            Spectrum spinu kolorowego w rozbiciu na zapachy i kolory

Tablica  S.1   dla m=1

Tablica  S.2   dla m=0 

Cząstki elementarne możemy podzielić na dwie rodziny ze względu na liczbę "m" występującą w ich spinach orbitalnych. Są to:

 Jednolita rodzina ze względu na liczbę „m”= 1

struktura kwarkowa takich cząstek jest następująca

Spin wewnętrzny takich cząstek jest zawsze równy

Natomiast spin orbitalny jest zawsze równy zeru.

Oznacza to też, że kwarki w takiej cząstce mogą nie posiadać spinów orbitalnych.

Cząstkami takimi są: elektron  i proton, które są cząstkami trwałymi za wyjątkiem ich stanów wzbudzonych

Nie jednolita rodzina ze względu na liczbę kwantową „m”= 0 i 1

Struktura kwarkowa takich cząstek jest następująca

Spin wewnętrzny takich cząstek jest zawsze równy

Natomiast spin orbitalny nigdy nie jest równy zeru

Cząstki o takim zestawie spinów zawsze będą miały spin wypadkowy równy =(0 lub 1)

Cząstkami takimi są: meson pi, i neutron (jego warstwa zewnętrzna), które są cząstkami nie trwałymi

Nadając kwarkom spin kolorowy dokonano pewnych przewartościowań w schematach rozpadu cząstek elementarnych. Polega ono na tym, że nie każdy rozpad musi zawierać neutrina, co można zobaczyć przy przekształcaniu się elektronu do mionu lub taonu i odwrotnie. Na przykład, spin 1/2 h, neutron i neutrino otrzymują od spinu orbitalnego a nie od sumy spinów wewnętrznych kwarków Io.

Dlaczego cząstki elementarne zawierające nie zerową sumę spinów orbitalnych , są cząstkami nie trwałymi? Otóż, spiny orbitalne są spinami zewnętrznymi kwarka, a to powoduje, że każde zakłócenie spowoduje ich przebudowę i cząstka musi rozpaść się do cząstki lub cząstek o zerowym spinie orbitalnym. Dobrym przykładem jest rozpad neutronu.

Cząstka jest obiektem trwałym i stabilnym tylko wtedy, gdy

*   wszystkie kwarki pochodzą z tej samej rodziny "m"

** kolor spinu i kolor ładunku danego kwarka jest taki sam. Np. rr, bb, gg

Główne kanały rozpadu prawie wszystkich hadronów (Mezony) jak i barionów z wyjątkiem protonu,  zawierają jeden lub kilka  mezonów pi (naładowany pion) w sposób jawny lub ukryty, przy czym wszystkie one nie są cząstkami trwałymi długo żyjącymi. Jest to zasługa właśnie owego nieszczęsnego naładowanego mezonu pi (pionu), który jest inicjatorem owych rozpadów. Żadna cząstka elementarna nie może być trwała jeżeli tkwi w niej mezon pi (pion). Być może Natura zrobiła to celowo, ażeby Wszechświat zbudowany był tylko z dwu cząstek trwałych, co zapewnia mu również Jego trwałość i wygląd taki  jakim Go widzimy obecnie i mógł trwać owe miliardy lat w stanie w miarę stabilnym pomijając Jego punkty osobliwe. Istnienie tak wielu nie trwałych mezonów i hadronów potwierdza przedstawioną powyżej hipotezę wewnętrznej struktury kwarków kolorowych, ale również to, że materia Wszechświata zbudowana jest tylko z dwu kwarków, a ściślej mówiąc z dwu stanów kwantowych jednego PROTOKWARKA.

Kwarki c,t i s,b mogą być tylko stanami wzbudzonymi kwarków U i d. W ten sposób Natura zrealizowała swój postulat nie tworzenia niepotrzebnych bytów.

           B.8    KRÓTKIE PODSUMOWANIE CZĘŚCI TEORETYCZNEJ

W rozdziale tym podałem w sposób w miarę przystępny podstawy matematyczno - fizyczne kwarków kolorowych i mechanizmu wewnętrznego ich przekształceń. Pokazałem podstawy filozoficzne, jakimi kierowałem się przy opracowywaniu fizyki wewnętrznej struktury kwarków kolorowych, bowiem bez zrozumienia ich budowy wewnętrznej nie byłoby możliwe opracowanie jednolitej struktury kwarkowej cząstek elementarnych, a szczególnie LEPTONÓW. Podstawowym założeniem tej hipotezy jest przyjęcie, że kwarki są oscylatorami harmonicznymi okresowo zmiennej energii elektromagnetycznej typu falowego. Kwarki w tej hipotezie nie są cząstkami w sensie korpuskularnym i nie mogą być podzielne jak to dotychczas praktykowano.

Klasyczne pokazanie niektórych parametrów kwarka uznałem za konieczne, ponieważ rozumiemy je lepiej właśnie w tej postaci, bowiem ich faktyczna natura fizyczna mogłaby nie być poprawnie zrozumiana. Na przykład wiemy, że w elektrodynamice klasycznej prąd elektryczny jest strumieniem elektronów, tymczasem w toroidzie kwarka "oscyluje", a nie płynie, składowa elektryczna energii fali elektromagnetycznej o parametrach elementarnego ładunku elektrycznego. W pracy tej nie pokazałem wszystkich elementów tej hipotezy, ażeby nie przeciążać tekstu. Szczegółowe obliczenia i wzory zostały zamieszczone w pozostałych rozdziałach, zgodnie z przyjętym podziałem na LEPTONY, MEZONY i BARIONY.

             KILKA UWAG O KWARKU I JEGO MODEL

Na marginesie chciałbym zwrócić uwagę na pewną cechę fizyczną a pośrednio i geometryczną kwarka jako oscylatora harmonicznego. Otóż oscylatora harmonicznego kwarka nie należy interpretować w kategoriach oscylatorów mechanicznych jak na przykład wahadła zegara lub ruchu obrotowego Ziemi wokół Słońca.

Oscylator harmoniczny kwarka jest oscylującym obwodem kołowym, w którym oscylują jego parametry fizyczne o charakterze elektromagnetycznym z częstością rzędu 10²⁶ cykli na sekundę lub okresem rzędu 10^-26 sekundy. Oznacza to w języku potocznym, że masa kwarka i inne parametry pojawiają się i znikają, co 10^-26 sekundy. To znaczy, że "Cała Masa Wszechświata" naszego i innych naprzemiennie pojawia się i znika. Ponieważ są to oscylacje typu sinusoidalnego My obserwujemy ich wartości skuteczne a nie chwilowe, które interpretujemy jako ciągłe. Tak odbiera to nasz Mózg i przyrządy pomiarowe. Ażeby było śmiesznie człowiek i inne istoty żywe naprzemiennie raz są a raz ich nie ma. Nie bądźmy więc zarozumiali, jesteśmy tylko oscylatorami harmonicznymi i nic ponad to.

I jeszcze jedno wyjaśnienie. Otóż nasza psychika jest tak zbudowana, że lubi wszystko sprowadzać do linii prostej oraz końca i początku. Są to pojęcia powszechnie obowiązujące, ale niestety nie prawdziwe. Nie ma linii prostych, są tylko krzywe zamknięte, a to oznacza, że nie ma końca ani początku. Ludzie sami w swym codziennym bycie widzą proste, które są odcinkami krzywych i nadają im w pewnym momencie początek i koniec wyrażany długością odcinka lub czasu. W życiu codziennym takie zasady ułatwiają je, ale przenoszenie tych pojęć do kosmologii wprowadza już błędy, które mszczą się w wielu przypadkach. I doprowadzają do fałszywych wniosków a niekiedy teorii.

Ostatnio przeczytałem polski przekład książki p.t. Bóg urojony prof. R. Dawkinsa, który na stronie 132 do 134 polskiego wydania omawia działanie naszego mózgu. Istotnie tak jest, - to co widzimy, słyszymy i rozumiemy jest wynikiem obróbki przez nasz mózg sygnałów jakie do nas docierają z zewnątrz, i dlatego nie należy się dziwić, że różni ludzie mogą dane obserwacje lub przemyślenia inaczej interpretować i rozumieć. Jest to wina software jego mózgu lub potocznie nazywając jego psychiki, którą otrzymujemy w chwili poczęcia. W genach oprócz zapisu budowy naszego ciała, skłonności do chorób i innych zachowań mamy cały pakiet zwany inteligencją i zapisu kopalnego w postaci całego ciągu naszego życia w przeszłości bliskiej i bardzo odległej. Te ostatnie są utajone i nie biorą udziału w życiu bieżącym, ale mózg nasz z niego korzysta bez naszej wiedzy i woli.

Dlaczego o tym piszę? Dlatego, że każda hipoteza lub teoria wywodzi się nie tylko z wiedzy uzyskanej w życiu doczesnym, ale również przeszłości, którą niekiedy nazywamy intuicją naukową lub życiową. Wielkie teorie właśnie tak powstawały. Tak zwane odczucie, które każe nam wątpić lub przewidywać bądź ostrzega nas jest w pewnym sensie tam generowane w wyniku wcześniej dokonanego zapisu. Należy zawsze pamiętać, że Natura nie tworzy zbytecznych bytów i dlatego nie należy je tworzyć ponad konieczne potrzeby. Puste sekwencje w naszych genach bynajmniej nie są puste, tam Natura przechowuje swe archiwum i uruchamia je w razie potrzeby w sposób jasny lub zniekształcony.

 Cząstka elementarna, jaką jest proton lub elektron (inne cząstki nie są elementarne) jest wypadkową sumą harmonicznych parametrów fizycznych kwarków kolorowych tylko wtedy, gdy obserwator (pomiar) znajduje się na zewnątrz cząstki w odpowiedniej od niej odległości. Jeżeli obserwator (pomiar) znajdować się będzie w jej wnętrzu wówczas obserwować będzie trzy składowe jako rozdzielne obiekty fizyczne (oscylatory), ale nie będzie mógł je zidentyfikować.  Ponieważ kwarki w cząstce elementarnej posiadają różne rozmiary geometryczne, przy czym wirują one w trzech wymiarach przestrzennych na określonych orbitach wewnętrznych względem wspólnego środka obrotu, jakim jest ich spin wypadkowy, przenikając się wzajemnie, obserwator będzie miał trudności z ich identyfikacją. Dopiero posadowienie obserwatora na jednym z kwarków umożliwi identyfikacje każdego z pozostałych. Cząstka elementarna jest, więc obiektem dynamicznym, jednak ze względu na swe wymiary geometryczne jest przeźroczysta na przenikające je kwarki. Powoduje to zjawisko rozpraszania w procesie jej bombardowania przez inne cząstki elementarne lub ich fragmenty.

 Materiał zawarty w podstawach teoretycznych kwarków kolorowych (rozdział B) spełnia wszystkie wymogi stawiane poprawnemu i precyzyjnemu obliczaniu mas spoczynkowych, spinów, momentów magnetycznych i ładunków elektrycznych kwarków w cząstkach elementarnych. Szczególnie pomocny jest w budowie struktury kwarkowej leptonów, która tym cząstkom odmawiano z powodu braku odpowiedniej teorii. Powyżej przedstawione podstawy teoretyczne brak ten usuwają, pozwalając na włączenie leptonów do wspólnej rodziny cząstek zbudowanych z kwarków kolorowych. Jak wyżej wspomniałem każda hipoteza bądź teoria musi być weryfikowalna w zastosowaniach praktycznych. Zadość temu postulatowi czynię w następnych rozdziałach, omawiając kolejno leptony C, mezony D i bariony E, oraz dodatkowo usuwając znane wątpliwości na przykład jaką wartość liczbową posiada elementarny ładunek elektryczny, ułamkową czy całkowitą. Innym problemem jest wyjaśnienie mechanizmu wewnętrznego przekształcania parametrów fizycznych kwarków, lub dlaczego jedne cząstki ulegają rozpadowi np. neutron, a inne wzbudzeniu jak mion lub taon.

                            STAŁA GRAWITACYJNA  G.

 Równanie różniczkowe wiążące stałą Plancka z elementami grawitacji i kosmologii posiada następująca postać

Podstawiając

Otrzymamy równanie wiążące trzy wielkości fizyczne pochodzące różnych działów fizyki.

Z równania tego wyznaczam stałą grawitacyjną G w postaci

Czas życia Wszechświata tw,  jest sumą dwu czasów:, czasu o wartości stałej T _T i czasu o wartości zmiennej T_{V .}

Gdzie:

W postaci jawnej względem czasu życia Wszechświata stała grawitacyjna

jest wyraźnie wielkością nie liniową bowiem nie jest to czas biegnący liniowo lecz oscylująca funkcja typu sinusoidalnego, z członem stałym. Charakter oscylacji i nie liniowości nadaje mu człon zmienny t_V opisany funkcją typu sinusoidalnego. Wzory te wyraźnie pokazują, że czas życia Wszechświata nigdy nie jest równy zeru, co wynika z założenia oscylacyjnego mechanizmu jego istoty oraz istnienia pewnego członu stałego t_T związanego głównie z czasem przekraczania tunelu. Nie przeczy to faktowi, że w skali lokalnej biegnie on liniowo. Taka konstrukcja czasu życia Wszechświata eliminuje zjawisko osobliwości związanej z jego dotychczasowym wyobrażeniem.

 Jak widzimy to ze wzoru i rysunku, stała grawitacyjna G nie jest wielkością stałą w czasie życia Wszechświata. Swe minimum osiąga w punkcie Dc krzywej, i w tym czasie masywne obiekty kosmiczne w postaci na przykład Galaktyk oddalają się od siebie na maksymalną odległość. Po przekroczeniu punktu zwrotnego Dc galaktyki zaczną zbliżać się do siebie. Zgodnie z popularną interpretacją Wszechświata, jego sfera obecnie rośnie.

Jest to mechanizm okresowo zmienny oscylacyjny w funkcji czasu tw. Z obserwacji astronomicznych wiemy, że Wszechświat w chwili obecnej rozszerza się, to oznacza, że znajdujemy się w strefie Wielkiego Wybuchu przed  punktem zwrotnym Dc.

            ZMIENNOŚĆ CZASU I GĘSTOŚCI ENERGII WE WSZECHŚWIECIE 

Równanie opisujące czas zmienny we Wszechświecie pokazuje wzór

We wzorze tym widzimy składnik stały t_T i zmienny t_V będący funkcja zmienną typu sinusoidalnego. Nie wiemy niczego o tych czasach, głównie jaka jest ich wartość liczbowa i wzajemne proporcje. Z tego względu dla uwidocznienia przykładu założymy dowolnie, że

 t_V = n.t_T     oraz n = 3  i    sin 45 = 0,70711 ( jest to hipotetyczne położenie tw na krzywej Wszechświata )

 Podstawiając te założenia do wzoru, otrzymamy czas początkowy u wylotu tunelu, to jest na początku Wielkiego Wybuchu.