Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Вакпрофи. Публикация статей ВАК, Scopus
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика
Размещена 10.05.2018. Последняя правка: 11.06.2018.

К вопросу высокой проникающей способности нейтрино

Трутнев Анатолий Федорович

кандидат сельскохозяйственных наук

ВНИИагролесомелиорации

ст. научный сотрудник

Аннотация:
Представлен новый взгляд на механизм захвата протоном электрона в протон – протонной реакции в недрах Солнца и рождение электронного нейтрино. Дано логическое объяснение высокой способности проникновения нейтрино при взаимодействии с веществом и осцилляций различных видов нейтрино.


Abstract:
Abstract a new view on the mechanism of electron proton capture in proton-proton reactions in the bowels of Sun and the birth of the electron neutrinos. Given a logical explanation of high penetration ability when interacting neutrinos with matter and various types of neutrino oscillations


Ключевые слова:
протон; электрон; нейтрон; осцилляции: нейтрино: проникновение; силовые нити; детектор; масса; плотность

Keywords:
Proton; Electron; Neutron; Oscillation: Neutrinos: penetration; power strands; detector; mass; density


УДК 53.01

Введение

 Первым, кто допустил возможность существование нейтрино,  был профессор теоретической физики швейцарского Федерального технологического института  Вольфганг Паули в 1930 году [4.с. 145]. Эту гипотезу он выдвинул в связи с возникшей в то время проблемой закона сохранения энергии и углового момента  при бета-распаде. Наблюдения за распадом ядер одного и того же химического элемента показывали  удивительные факты.  Рождающиеся при этом электроны имели различные энергии. Исследуя результаты экспериментов, некоторые ученые, в том числе и Нильс Бор [1.с. 124 - 134], стали высказывать радикальные гипотезы, в которых  нарушение закона сохранения энергии  при бета-распаде  они  считали допустимым. Паули предположил, что при слабых распадах ядер и элементарных частиц излучаются не взаимодействующие нейтральные частицы, которые он предложил назвать нейтронами.  Опираясь на идею Паули, Энрико Ферми  разработал теорию бета-распада с участием нейтральной частицы, которую он назвал нейтрино [2.с.238]. В 1956 году  было проведено прямое наблюдение нейтрино  в экспериментах на потоке частиц Райнесом и К. Коуэном  на реакторе в  Ханфорде. Их эксперименты подтвердили существование электронных нейтрино и антинейтрино. В настоящее время известны мюонное нейтрино и тау – нейтрино, а также и их античастицы.

Они электрически нейтральны  и  в сильных  взаимодействиях не участвуют. В ходе экспериментов, проведенных японским и канадским физиками Такааки Кадзите и Артуром Макдональдом [5.с.27 - 35], была выявлена способность различных типов нейтрино,  самопроизвольно преобразовываться друг в друга. Открытие нейтринных осцилляций свидетельствует о том, что у нейтрино есть масса. За  обнаружение массы нейтрино физики получили  Нобелевскую премию по физике  в 2015 году. По оценкам ученых масса электронного нейтрино составляет менее 0,002 % массы электрона. Некоторые исследователи [3.с.12] считают нейтрино волной, которая  называется  солитон. Она   имеет один горб и может распространяться, не затухая на большие расстояния.

Нейтрино  отличается наиболее  высокой   проникающей  способностью из всех субатомных частиц. Оно так слабо взаимодействует с химическими элементами, что беспрепятственно может пронизать земной шар. Расчетами установлено, только  одна из 10 миллиардов этих частиц вступает в ядерную реакцию с протоном или нейтроном, при их движении через толщу земного шара. Ввиду   слабости  взаимодействия  нейтрино с веществом, чтобы её обнаружить, необходимы  большие и  чувствительные детекторы. Так, например, чтобы их обнаружить в Канаде в шахте в Садбери была установлена емкость, содержащая  тысячу тонн тяжелой воды. От обыкновенной воды она отличается тем, что у неё вместо легкого водорода, в ядрах которого содержится один протон, находится  его изотоп дейтерий. В ядрах дейтерия содержится протон и нейтрон. При попадании в ядро дейтерия, все типы нейтрино вступали с ним в реакцию, в результате которой образовывались протоны и нейтроны. Затем счетчики учитывали нейтроны.

       Нейтрино, наряду с фотонами, является самой распространенной   частицей во Вселенной. Источниками их появления  в земных условиях являются: реакторы и ускорители,  распад радиоактивных элементов в недрах Земли, поток солнечных нейтрино, взаимодействие космических лучей с ядрами химических элементов в верхних слоях атмосферы.

           Среди  вышеуказанных потоков  особое место занимают солнечные нейтрино. Как показывают расчеты, их количественные показатели, регистрируемые в земных установках, в три раза ниже расчетных. Логическое объяснение отклонению экспериментальных данных от теоретических дал Понтекорво [6.с.1751 - 1757].  Согласно его гипотезе электронные нейтрино, рождающиеся при термоядерном синтезе в недрах Солнца, по пути к его поверхности  частично преобразуются в мюонное нейтрино

      Нейтрино уникальные и загадочные частицы.  Несмотря на  длительное внимание к ним со стороны физиков, некоторые вопросы об их свойствах в настоящее время остаются открытыми. Не ясно до сих пор, все ли типы нейтрино имеют фиксированную массу, не раскрыт механизм процесса     бета – распада, в результате которого возникают нейтрино.
      В предлагаемой статье  сделана попытка дать определенные ответы на выше поставленные вопросы  и  представить логическое объяснение причины высокой проникающей способности нейтрино. В этом и заключается  актуальность данной статьи. Для этого была смоделирована системы, базирующаяся на следующих принципах    
        

            Методика моделирования

           Реалии  окружающего нас мира   можно представить  как непрерывное взаимодействие материи и пространства. При этом время это форма их взаимодействия, а энергия форма их взаимосвязи. В смоделированной системе, чтобы глубже понять роль каждой из компонент, материя и пространство  были разделены до последних неделимых (гипотетических)  частиц и обозначены следующим образом:

          Гравитон положительно  заряженная частица,  простон отрицательно  заряженная частица пространства Гравитон это сгусток энергии материи, а простон это   сгусток энергии пространства.   Оба сгустка, образовались в начальной стадии образования Вселенной. Частицы одинаковы по модулю и обратны по знаку

Пространство в смоделированной системе представлено совокупностями простонов [7.с.2]собранных в «силовые нити», которые, в свою очередь, образуют своеобразную Мировую «сеть», равномерно напряженную во всех направлениях за счет сил отталкивания одноименных зарядов.

Материя в смоделированной системе представляет собой совокупность гравитонов, размещенных определенным образом между силовыми нитями пространства. Способами этих размещений определяется все многообразие физического мира.

Все материальные тела (от частиц до галактик) движутся в силовых нитях пространства и  сжимают (деформирую) их. На сжатие силовых нитей пространства затрачивается энергия материи, которая переходит в энергию пространства, а при их расширении выделяется энергия пространства, которая переходит в энергию материи.

Протон тяжелее электрона в 1840 раз,  несмотря на это у них  одинаковые по величине, но разные по знаку заряды. Обусловлено это тем, что протон сжимает силовые нити пространства, а  электрон, наоборот, их расширяет.  В этом и заключается их фундаментальное сходство и различие.

Энергия является формой  связи между материей и пространством. Здесь она выступает в двух ипостасях энергии материи и энергии пространства.  В современном  мире  все физические, химические, биологические,  ядерные процессы, явления, взаимодействия происходят при непосредственном участии обоих видов энергии.  Они взаимно, переходят друг в друга и служат основой для формирования всего многообразия различных видов материальной энергии и способов их перехода одного вида в  другой

Результаты моделирования

Общепринято считать, что на Солнце  происходит термоядерная реакция протон - протонного цикла. В результате этой реакции  четыре протона путем последовательно идущих ядерных реакций превращаются в ядро гелия. При этом образуются  два позитрона, два нейтрино и выделяется энергия (Q = 26,73)

                                     4p → 4Не + 2е+ + 2νe  + Q.

Термоядерные реакции происходят в центральной части Солнца. Температура здесь  составляет более 14 миллионов градусов по Цельсию, а плотность 150 г/см3. Однако  в солнечном ядре, протяженность которого  составляет около 160 тысячи километров, такая плотность  и  температура распространена не повсеместно. В отдельных ее участках, назовем их оболочками, эти параметры  различны.

В рамках смоделированной системы эти процессы представлены следующим образом. С ростом гравитационного сжатия в центральной части Солнца  в ней увеличивается степень  сжатия силовых нитей пространства. И когда она в отдельной оболочке превысит степень сжатия силовых нитей во внутриатомном пространстве атома водорода, начинается их разрушение. Электрон преодолевает притяжение протона  ядра и вылетает из атома. Происходит это потому, что электрон   движется в направлении более высокой степени сжатия  силовых нитей пространства. В результате получается  смесь из высокоэнергичных и высокоскоростных протонов и электронов. При дальнейшем увеличении гравитационного сжатия в оболочке в ней также возрастает степень сжатия силовых нитей пространства. Присутствующие в ней протоны дополнительно сжимают силовых нитей пространства вокруг себя. В результате создаются условия, при которых происходит захват отдельными протонами  близко приблизившихся к ним электронов.  В атомах химических элементов такой  процесс невозможен. Он обусловлен тем, что протоны их ядер могут сжать силовые нити пространства вокруг себя до степени, при которой электроны смогут приблизиться  к ядру лишь на расстоянии первой боровской орбиты. При таком приближении наступает равенство между выделившейся энергией материи  в результате расширения электронами силовых нитей и энергией пространства, законсервированной в них при их сжатии протонами, поэтому он не сможет больше приближаться к ядру. Но, он имеет поперечную скорость и будет обращаться вокруг него. При этом электрон не вращается по определенной орбите, а  согласно, квантовой механики  «сосредоточен» вокруг ядра. Захват протоном электрона представлен на (Рис.1).

 

           

Рис.1  Схема  процесса захвата электрона протоном

Протон и электрон являются  одними из основных частиц химических элементов, из которых состоит Вселенная. Сформировались они в начальной стадии образования Вселенной. Протон состоит из двух кварков u и двух кварков d. Электрон состоит их трех кварков d . Кварк u несет 2/3 положительного заряда, а кварк d несет 1/3 отрицательного заряда. Кварк u состоит из гравитонов, а кварк d состоит из простонов.  У протона положительный заряд +1, а у электрона отрицательный заряд –1. Обе частицы имеют »жесткую» конструкцию и при захвате протон не поглощает электрон, а присоединяет. Масса протона составляет 938 МэВ, масса электрона 0, 51 МэВ, масса нейтрона 939,50 МэВ. При сближении протона с электроном их кинетическая энергии, а это энергия материи, преобразуется в энергию пространства и  расходуется на образование связи между частицами. Оставшийся избыток этой энергии уносит возникшая в процессе соединения  новая частица электронное нейтрино.   Схема её строения представлена   на     (Рис.2).

 

 

  Рис. 2  Схема осцилляций  нейтрино перехода  одного типа в другой.

Образовавшийся в результате соединения протона  с электроном нейтрон  имеет сложную структуру. В его центральной части сконцентрированы гравитоны, определяющие его положительный заряд. На периферии представленный простонами,  равномерно распределенный и  равный ему по величине расположен отрицательный заряд (Рис. 1). Основная роль нейтронов в ядре заключается в том, чтобы за счет отрицательного заряда не дать ядерным силам  соединить в единую массу все протоны ядра. Об этом свидетельствует тот факт, что в природе нет химических элементов (кроме ядра легкого водорода), в ядрах которых отсутствовали бы нейтроны.

В настоящее время обнаружено три поколения  нейтрино, выявлено, что они могут  самопроизвольно переходить друг в друга, и обладают сверхвысокой проникающей способностью.  С позиции смоделированной системы этот феномен можно объяснить следующим образом. В результате   захвата протоном электрона рождается  электронное нейтрино. Масса её ничтожно мала, поэтому есть все предпосылки считать, что оно  состоит из двух простонов и одного гравитона (Рис. 2). При таком структурном построении  возможно путешествие частицы сквозь любые космические объекты, при наличии в них свободных от гравитонов силовых нитей пространства. Подтверждение этому предположению  дают следующие научно обоснованные сведения. При термоядерных реакциях, происходящих в недрах Солнца, наряду с рождением большого количества электронного нейтрино, значительная часть энергии преобразуется в фотоны электромагнитного излучения. Чтобы из недр Солнца достичь его поверхности фотонам требуются многие годы, а нейтрино  с большой скоростью  беспрепятственно проделывают этот путь. Следовательно, даже  в веществе с  плотностью 150 г/см3 имеется большое количество силовых нитей пространства свободных от гравитонов.

Движется электронное нейтрино в  силовых нитях пространства за счет их сжатия и расширения. Её движение происходит в направлении сжатия и расширения  этих нитей.  Нейтрино обладает свойствами волны солитона. Оно может путешествовать в космическом пространстве длительное время  и преодолевать огромные расстояния. Пример, тому существование  реликтовых нейтрино, оставшихся после Большого взрыва.

Все известные в настоящее время типы нейтрино: электронное, мюонное и тау нейтрино  имеют свойство суперпозиции, то есть они могут прямо на лету преобразовываться из одного вида в другой. Например, электронное нейтрино, возникшее  в результате термоядерного синтеза в недрах Солнца,  двигаясь  внутри него,  может преобразоваться в мюонное, а затем в тау нейтрино (Рис.2.a). А по дороге к Земле, наоборот, тау нейтрино может трансформироваться в электронное нейтрино (Рис. 2 b).

Выводы

1. Нейтрино самая легкая и наиболее распространенная частица Вселенной. Одним из основных  её источников присутствия на Земле являются потоки солнечных нейтрино.

2. Доминирующим источником образования нейтрино  в ядерных реакциях в центре Солнца является  протон – протонный цикл. Он основан  на захвате протоном электрона.  Происходит он, в результате те  сжатия силовых нитей пространства до величин, превышающих таковую во внутриатомном пространстве водорода.

3. При захвате протон не поглощает электрон, а присоединяет его к себе.  Образуется новая частица сложной структуры. В центре нейтрона находятся гравитоны. Они определяют его положительный заряд. На его поверхности сосредоточены простоны, которые формируют отрицательный заряд. В результате вновь  образованная частица нейтрон электрически нейтральна.

4. Масса нейтрона больше массы протона на две с половиной массы электрона. При соединении частиц их кинетические энергии переходят в энергию пространства, которая  образует связь между частицами.   В процессе их объединения рождается  новая частица  электронное нейтрино и уносит незначительный избыток   этой энергии.

5. Высокая способность проникновения всех типов нейтрино связана с их движением в силовых нитях пространства, свободных от гравитонов. Длительность существования во времени и путешествие на огромные расстояния объясняется тем, что энергию для движения нейтрино получают за счет периодического сжатия и расширения силовых нитей пространства, Мировой сети.

6. Всем типам нейтрино  свойственна суперпозиция.  Их масса не остается  постоянной, а может в процессе движения увеличится или, наоборот, уменьшится. Возможность преобразования одного вида нейтрино в другой определяется их структурным построением.

Библиографический список:

1. Н. Бор. Избранные научные труды. — В 2-х томах. — М.: Наука, 1970—71. Рецензии М. А. Ельяшевича с.124 - 134
2. Гуревич И. И., Смородинский Я.А. Научные труды Энрико Ферми. // УФН. — 1974. — Т. 114, № 1 с.238
3. Ипатов П.Н http: // www.b – I – o –n.ru. с.12
4. Карретеро, Хуан Антонио Кабальеро. Танец электронов. Паули. Спин // Наука. Величайшие теории. — М.: Де Агостини, 2015. — Вып. 48. 145 с.
5. SNO Collaboration. Direct Evidence for Neutrino Flavor Transformation from Neutral-Current Interactions in the Sudbury Neutrino Observatory // Phys. Rev. Lett. V. 89. Published 13 June 2002 с.27 - 35 6. Понтекорво Б. Электронные и мюонные нейтрино, ЖЭТФ, 1959, т.37, вып.6, с.1751-1757 7. Трутнев А.Ф Новый взгляд на природу гравитации (гипотеза) журнал SCI – ARTICUL Ru размещена 29.12.2017 с.2




Рецензии:

11.05.2018, 9:32 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Уважаемый Анатолий Фёдорович! Ваша производительность в области физики мироздания просто поразительна. Но сами-то Вы разобрались, где у Вас протон, а где простон? Даже в рисунках одно, а в подписях к ним - другое. Вновь нет ссылки, откуда взялись эти простоны, переплетение пространства и материи, гравитоны и пр. (по-видимому, это Ваши же работы здесь или где-то), тогда на них надо сделать ссылки. И всё же сослаться на замечательную работу Карретеро по поводу высказанной Паули первой гипотезы о существовании нейтрино как-то не очень корректно, когда эта информация пропечатана в сотнях работ и книг 30-50х годов, включая родоначальника нейтринной астрономии Бруно Понтекорво. Но всё одно, существование нейтрино осталось гипотезой, если признать, что закон сохранения энергии, по мнению Н. Бора, в микромире выполняется не всегда, а его место замещает закон сохранения момента импульса (точнее, угловой момент). И не упомянуть, что солнечных нейтрино излучается всё же в три раза меньше, чем в стандартном ТЯ синтезе, в работе о нейтрино, как-то не очень хорошо. И всё же повнимательней с грамматикой ( например: «сотканной « из них Мировой сети; "могу прямо..."; "Пространство представлена";"« бульон « из высокоэнергичных..."; "мысль, о существовании" и т.д.). А перед ссылками нужен пробел. Непонятны актуальность этого направления, научная и практическая ценность. В данном текстовом представлении работу рецензент к опубликованию не рекомендует.

11.05.2018 15:15 Ответ на рецензию автора Трутнев Анатолий Федорович:
Уважаемый Эдуард Григорьевич. Благодарю вас зато, что вы нашли время прорецензировать мою статью. Отвечаю на все вами поставленные вопросы. 1. Где протон, а где простон? В рисунке одно . а в подписи другое Ответ. На рисунке даны изображения гравитона и простона, Они входят в состав протона, электрона и нейтрона. Подпись к рисунку гласит «Схема процесса захвата электрона протоном» 2.Нет ссылки, откуда взялись простоны, переплетение пространства и материи. гравитоны и пр. Ответ, вы совершенно правы. Такую ссылку я ввел в статью и внес её в литературу. 3. Не очень корректна ссылка на Карретеро по поводу высказывания Паули. Ответ. Полностью с вами согласен. Сделал ссылку на Понтекорво. 4.Существование нейтрино осталось гипотезой Ответ. Конечно, вы правы. Но ведь без этой частицы невозможно объяснить бета – распадные процессы. термоядерный синтез и т.д 5. Желательно упомянуть о том, что в земных условиях солнечные нейтрино регистрируются в три раза меньше. чем при и теоретических расчетах. Ответ. Вы правы. Эта информация придает большую содержательность статье. Я сделал такую корректировку 6.Слишком категоричны и не совсем понятны некоторые слова «сотканные. «бульон» Ответ. Эти слов взяты мною в кавычки. Я думаю. читатели поймут. что я их написал для того, чтобы они могли образно представить о чем идет речь в статье. 7 Не везде поставлены пробелы перед ссылками. Ответ Исправил. 8.Вчем актуальность и научная ценность. Ответ. В конце раздела «История вопроса» приведена актуальность статьи. С уважением Трутнев

11.05.2018, 13:51 Кравченко Сергей Васильевич
Рецензия: 11.05.2018,13-28 Кравченко Сергей Васильевич Рецензия: Уважаемый Анатолий Фёдорович! Тема статьи, конечно же актуальна, но не раскрыта, во-первых, потому что нет чёткого представления о гравитоне и простоне (их свойствах,форме и т.д.), а также путано изложена идея Пространства и Вещества, как одно переходит в другое. Кроме того известно, что гравитон не имеет заряда. Какую форму имеет гравитон, простон и нейтрино? Что такое зарядовость ( +; _; 0), за счёт чего элементарные частицы (ЭЧ)ими обладают? Одним словом, превратите "кашу" в организации мироздания в логическую цепочку с учётом свойств ЭЧ (их масс, размеров и др.свойств).Статью необходимо доработать.



Комментарии пользователей:

11.05.2018, 22:26 Мирмович Эдуард Григорьевич
Отзыв: Здесь речь шла только о грамматике: И всё же повнимательней с грамматикой ( например: «сотканной « из них Мировой сети; "могу прямо..."; "Пространство представлена";"« бульон « из высокоэнергичных..."; "мысль, о существовании" и т.д.). Проверьте и исправьте. Кавычки в одну сторону, не могу, а могут и т.д.


13.05.2018, 9:04 Трутнев Анатолий Федорович
Отзыв: Уважаемый Эдуард Григорьевич, все ваши предложения по грамматике устранены, что же касается вашего вопроса « откуда взялись простоны и гравитоны», об этом расписано в исправленной Методике моделирования и сделана соответствующая ссылка в тексте [ 7.с.2]. С уважением Трутнев


14.05.2018, 9:47 Трутнев Анатолий Федорович
Отзыв: Уважаемый Сергей Васильевич, предлагаемая статья, написана в соответствии со смоделированной системой взаимодействия материи и пространства. Вы правы, основы системы изложены слишком кратко, поэтому возникают неясности в представленном материале. Я переработал методику моделирования в соответствии с вашими вопросами. С уважением Трутнев


Оставить комментарий


 
 

Вверх