Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика
Размещена 12.05.2021.
Просмотров - 163

Релятивистское сложение взаимно перпендикулярных колебаний как аналог при моделировании мюона и таона

Павлюк Леонид Алексеевич

Пенсионер

Преподаватель физики

Аннотация:
Релятивистское сложение взаимно перпендикулярных колебаний скорости как аналог при моделировании мюона и таона. Исследовано релятивистское сложение взаимно перпендикулярных колебаний скорости. Показано, что установленные соотношения могут быть аналогами при моделировании мюона и таона. Предложена гипотеза природы отличий электрона, мюона и таона.


Abstract:
Relativistic addition of mutually perpendicular velocity oscillanions as an analogue for muon and taon modeling. The relativistic addition of mutually perpendicular velocity oscillations is investigated. It is shown that the established relations can be analogs in the simulation of muon and taon. A hypothesis of the nature of the differences between the electron, muon and the taon is proposed.


Ключевые слова:
релятивистское сложение колебаний; модель мюона; модель таона

Keywords:
relativistic addition of vibrations; muon model; taon model


УДК 539. 121. 24
   
Введение: Электроны, мюоны и таоны—элементарные частицы со спином ½, относящиеся к классу лептонов. Они участвуют в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействии и не участвуют в сильном взаимодействии [1].

Мюоны - нестабильные заряженные элементарные частицы с массой, приблизительно в 207 раз превышающей массу электрона. Слабое взаимодействие мюонов вызывает их распад на электрон и два нейтрино.

Таоны - нестабильные заряженные элементарные частицы с массой приблизительно в 17 раз превышающей массу мюона. В процессе распада таона может образоваться мюон и два нейтрино или электрон и два нейтрино.

На особенностях распада основывается гипотеза о том, что мюон и таон–состояния возбуждённого электрона.

Актуальность: В современной физике не известны модели мюона и таона, отличающиеся от модели электрона. Поэтому представляет интерес возможность моделирования мюона и таона.

Цель: Модельные построения, объясняющие природу отличий между электроном, мюоном и таоном.

Задачи: Вывод формул релятивистского сложения взаимно перпендикулярных колебаний скорости и их иследование как аналогов для моделирования мюона и таона.
 
1. В классической механике сложение взаимно перпендикулярных колебаний скорости материальной точки, в случае одинаковой частоты колебаний и разности фаз 900, приводит к движению по окружности с постоянной скоростью. При этом:
    
                    Vx=V0·sin(ωt)            (1)
                    Vy=V0·cos(ωt)            (2)
   
   Результирующая линейная скорость движения по окружности:
   
                   V=(Vx+ Vy2)½ = V0       (3)
   
2. Пусть в релятивистском случае:
    
               Vx=c·sin(ωt)                 (4)
               Vy=c·cos(ωt)                (5)

 где с—скорость света в вакууме.

В соответствии с законом релятивистского сложения скоростей [2], результирующая скорость равна:
                 V2=(Vx2 + Vy2 – Vx2 ·Vy2/c2)½             (6)

Подставляем в уравнение (6) формулы (4) и (5) и после алгебраических преобразований имеем:
                V2=c·(1–0,25·sin2(2ωt))½               (7)
   
Из формулы (7) очевидно, что результирующая скорость V2 есть пульсирующей. 

3. В случае релятивистского сложения взаимно перпендикулярных колебаний скорости по трём декартовым осям координат, имеем:

      V3=(Vx2 + Vy+ Vz2 – Vx2 ·Vy2/c2 – Vx2 ·Vz2/c2 – Vy2 ·Vz2/c2 + Vx2 ·Vy2 ·Vz2/c4)½     (8)

При значениях скоростей:
       
               Vx = c·sin(ωt)             (9)
               Vy = c·sin(ωt)             (10)
               Vz = c·cos(ωt)             (11)
  
из уравнений (8), (9), (10) и (11) после алгебраических преобразований получаем:

           V3 = c·(1–0,25·sin2(2ωt)·cos2(ωt))½             (12)

Из уравнения (12) очевидно, что результирующая линейная скорость V3 кругового движения есть пульсирующей.

Таким образом, в релятивистской механике линейная скорость кругового движения может быть постоянной или пульсирующей.

4. Спин электрона, мюона и таона имеет аналог–момент импульса вращательного движения. Очевидно, пространство-время в области локализации такой элементарной частицы с полуцелым спином характеризуется параметром, эквивалентным линейной скорости вращательного движения. В известной модели электрона [3] скорость вращения не имеет пульсаций. У мюона скорость вращения определяется формулой (7), а у таона–формулой (12).

Соответственно, угловая частота вращения для мюона и таона определяется суперпозицией частот. Это можно идентифицировать как состояние возбуждения электрона.

Заключение: В современной физике ещё не известны гипотезы о природе отличий электрона, мюона и таона. Представленное исследование привело к первой, пионерской гипотезе.
Есть также перспективы для использования установленных соотношений при моделировании стабильных элементарных частиц.

Библиографический список:

1. Физика микромира. Маленькая энциклопедия. [Гл. ред. Д.В.Ширков]. -М.: "Советская энциклопедия", 1980. - 528 с.
2. Кузьмичёв В.Е. Законы и формулы физики. /Отв. ред. В.К. Тартаковский. -Киев: Наук.думка, 1989. -864 с.
3. Павлюк Л.А. Моделирование электрона [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. 2020. URL: http://sci-article.ru/ (дата обращения: 19.04.2021).




Рецензии:

21.06.2021, 19:16 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия:  Автор данной статьи может ознакомится с различиями лептонов по работе (https://www.lebedev.ru/ru/main-news/publikatsii-v-smi/604), где описано, что "Благодаря большей массе, пробег и проникающая способность у мюонов в тысячи раз больше, чем у электронов. Максимальная глубина, где регистрировались мюоны наиболее высокой энергии, – это около 8600 м водного эквивалента, что соответствует примерно 2 км скального грунта. Регистрация мюонов, прошедших через какие-либо объекты (метод мюонной радиографии- МР), позволяет получить изображение внутренней структуры этих объектов." Лептоны (греч. «лептос» – лёгкий) - частицы, участвующие в электромагнитных и слабых взаимодействиях. К ним относятся частицы, не обладающие сильным взаимодействием: электроны, мюоны, таоны. Все лептоны обладают слабым взаимодействием. Те из них, которые имеют электрический заряд (т.е. мюоны и электроны), обладают также и электромагнитным взаимодействием.

21.06.2021 23:23 Ответ на рецензию автора Павлюк Леонид Алексеевич:
Благодарю за интересные сведения. Однако, в статье предложена гипотеза природы отличий электрона, мюона и таона. Аналогично, как для нуклонов-они имеют разные физические свойства, а природа отличий заключается в разном наборе кварков. Так и природа отличий лептонов заключается в разном наборе частот. С уважением!



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх