Несколько вопросов и предложений к физикам от рядового теплофизика

Эффект Казимира

В конце прошлого столетия из-за трудностей производственной загрузки родного предприятия – НПО ПМ им. Академика Решетнёва, возникших после развала страны, мне предложили уйти на пенсию в возрасте 66 лет. Используя величайшее достижение науки – интернет, я решил ознакомиться с последними успехами физики, астрофизики, астрономии и т.д. В результате многолетних размышлений у меня возникло много вопросов и предложений к физикам. Некоторые из них имеют довольно принципиальное значение в жизни всей цивилизации. Учитывая преклонный возраст, решил в письменном виде изложить возникшие вопросы и предложения.

Одной из первых проблем, по которой у меня возник вопрос к физическому сообществу, был так называемый Эффект Казимира по сближению параллельных пластин якобы под воздействием флуктуаций физического вакуума.

В конце 1960х годов мой непосредственный начальник привез из командировки опубликованные труды только что состоявшейся в г. Минске международной конференции по лучистому теплообмену. Основной пользой для «тепловиков», занимающихся проектированием космических аппаратов, было предложенное в работах понятие обобщенного коэффициента облученности, что значительно повысило точность расчетов температурного режима устройств, у которых взаимное переизлучение существенно сказывается на тепловом режиме.

В одном из докладов было предложено плотность поверхностного излучения разделить на собственное, подающее, поглощенное, отраженное, эффективное, результирующее и приведено соотношение между ними. Там же доказывалось, что у параллельных пластин в вакууме при равных температурах последних результирующее излучение с внутренних поверхностей равно нулю независимо от оптических характеристик последних. Тогда же для меня стало ясно, что у пластин при этом должен появиться незначительный импульс на сближение, поскольку излучение с внешней поверхности пластин не может быть меньше собственного по закону Стефана-Больцмана.

Факт появления импульса на сближение в вакууме должен появиться не только у пластин, но и, например, у пылинок. Известно, что источником покидающих любую поверхность фотонов являются движущиеся с ускорением электроны, любая пылинка для которых по размерам является целой планетой. Результирующее излучение со стороны, обращенной к другой пылинке, будет всегда несколько меньше, чем с не участвующей во взаимном облучении поверхности, что приведет к импульсу на сближение пылинок.

В сборнике рассказов по эпизодам из истории астрономии «Астрономическая мозаика» Феликса Юрьевича Зигеля издания 1987 г в разделе «Космический дым» читаем: «Нетрудно сообразить, что между пылинками, там, где одна из пылинок отбрасывает тень на другую, плотность излучения будет несколько меньше, чем окружающем пространстве. Избыточное световое давление заставит пылинки сближаться друг с другом. Подсчитано, что для некоторых легких пылинок описанное «световое притяжение» будет действовать в десять тысяч раз сильнее, чем их обычное взаимное тяготение».

Таким образом, эффект Казимира не требует для объяснения флуктуации физического вакуума. Считаю, что Эффект Казимира у современных физиков является просто ляпой, хотя довольно безобидной, по крайней мере, пока. Напрасно физики игнорируют достижения смежной науки - теплофизики. Не такая уж никчемная наука, я убедился в этом на собственном опыте длительной работы в этой области. В теплофизике доказывается, и довольно обоснованно, что у параллельных пластин в вакууме за счет взаимного лучистого теплообмена появляется эффект на сближение по законам физики, а не флуктуации физического вакуума.

Кстати, несколько параллельных пластин можно расположить в пространстве таким образом, что они будут между собой либо притягиваться, либо отталкиваться. Существующее в настоящее время состояние наук по законам оптики и лучистого теплообмена позволяет даже определить численную величину усилия по взаимодействию пластин без всякого Эффекта Казимира.

Сверхпроводимость и вопросы порождения магнитного поля и фотона

Электричество и магнетизм настолько глубоко вошли в нашу жизнь благодаря созидательной деятельности многих ученых физиков в последние несколько веков, что на первый взгляд для рядового теплофизика нет причин задавать по существующей парадигме электромагнитных явлений и тем более предлагать отличные от принятых у физиков гипотез и законов в рассматриваемой области.

Безусловно, высказанные ниже предложения по сущности магнитного поля являются скорее всего полемическими, но результат многолетних размышлений убедил меня, что существующая парадигма рождения магнитного поля ошибочна.

В настоящее время принято, что магнитное поле (особого вида материя, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами) порождается:

1. движением электрических зарядов;
2. изменяющимся во времени электрическим полем;
3. собственными магнитными моментами частиц.

Поскольку появление собственного магнитного момента у элементарных частиц (электронов и протонов) физики приписывают электрическому заряду (никому не известному бессмертному «монстру»), получается, что магнитное поле всего лишь прихоть от поведения этого «монстра».

Известно, что авторами первых двух способов порождения магнитного поля были Ампер и Кулон. Третий способ они не могли предложить, так как при их жизни не знали о существовании у микрочастиц спина и связанного с ним собственного магнитного момента.

Длительное время физики объясняли появление магнитного поля у постоянных магнитов и даже у молекул наличием микротоков. Правда в последнее время физики признали, что порождение магнитного поля у постоянных магнитов и молекул обязано суперпозиции собственных магнитных моментов элементарных частиц.

Рассмотрим подробнее первый метод порождения магнитного поля. Известно, что вокруг проводника с током в момент появления в нем электрического тока (движения так называемых токовых электронов) возникает внешнее магнитное поле, пропадающее одновременно с обнулением тока. Верность рассматриваемого метода порождения магнитного поля для любого человека настолько очевидна, что никаких вопросов не должно возникать. Как говорится «и дураку ясно».

Тем не менее, попробуем подумать и рассмотрим подробнее процесс в проводнике с током.

Известно, что в металлическом проводнике образуются не связанные с кристаллической решеткой электроны, будущие «бойцы» электрического тока.

Так же является безусловным фактом, что эти электроны вместе с остальными нуклонами проводника (в том числе вместе с нами) в обычном состоянии движутся относительно окружающего физического вакуума (вместе с Землей, Солнцем, Галактикой) со скоростью несколько миллиардов мм/с и никто из участников не превращается в магнетар, хотя все участники состоят из частиц, обладающих электрическим зарядом.

После того, как рассматриваемый проводник оказывается в замкнутой электрической цепи, к которой приложена так называемая Э.Д.С., свободные от кристаллической решетки электроны начинают дружным строем двигаться в одном направлении и, как оказалось, со скоростью доли мм/с. Почему у физиков не появилось сомнение, что движение электрических зарядов с близкой к нулю скоростью не может породить силовое поле, на 38 порядков интенсивнее гравитационного поля. Неужели не ясно, что причиной появления так называемого внешнего магнитного поля вокруг проводника является суперпозиция магнетонов Бора, участвующих в общем строю токовых электронов (во времена Ампера и Кулона о существовании магнетонов Бора было неизвестно).

Неужели только фанатическая вера на высказывание великих ученых является причиной отказов от пересмотра принятых парадигм. Или это что-то другое.

Вернемся к нашему проводнику с током и магнитным полем вокруг него.

Экспериментально абсолютно доказанным является факт установления магнитной стрелки около проводника всегда перпендикулярно проводнику и всегда неукоснительно выполняется правило Буравчика. Кроме того, параллельные проводники с одинаковым направлением постоянного тока всегда взаимно притягиваются.

Получается, что обладающие магнетоном Бора токовые электроны выстраиваются в проводнике однонаправленно по направлению движения, с однонаправленным направлением вращения и лицевой стороной в сторону движения. При таком парадном расположении магнетонов Бора образуется так называемое внешнее магнитное поле. Возникновение этого поля, называемое порождением магнитного поля, глупо объяснять движением так называемых электрических зарядов с близкой к нулю скоростью. Тот факт, что внешнее магнитное поле, это силовое поле по интенсивности на 38 порядков превосходящее гравитационное, должно иметь постоянное энергетическое «питание», в качестве которого логичнее всего следует принять спин электронов, порождающий магнетон Бора. Энергия для поддержания спина на постоянном уровне, очевидно, черпается из окружающего физического вакуума.

Из результатов экспериментов общеизвестно, что в момент отключения от ЭДС проводника с током или размыкания цепи мгновенно исчезает ток и магнитное поле вокруг проводника.

Известно, что число так называемых токовых электронов в проводнике составляет очень малую долю от всех электронов проводника, связанных с кристаллической решеткой и подверженных при этом хаотическому температурному колебанию. При обнулении тока под действием последних мгновенно нарушается парадный строй токовых электронов, что и приводит к исчезновению внешнего магнитного поля.

А что будет, если исключить эту причину, то есть охладить проводник до очень низкой температуры.

Согласно опубликованным данным впервые такой эксперимент произвел Оннес в середине прошлого столетия. Он исследовал зависимость омического сопротивления проводника от температуры. После понижения температуры проводника до определенного низкого значения магнитное поле вокруг проводника сохранялось после отключения проводника от источника тока. Величина магнитного поля значительно выросла, что согласно принятой парадигмы рождения магнитного поля движением электрических зарядов, был сделан вывод, скорее всего ошибочный, что в цепи полностью исчезло омическое сопротивление. Вероятнее всего при понижении температуры проводника (ниже точки Кюри для конкретного проводника) энергия колебательного движения элементов кристаллических решеток становится меньше стабилизирующей энергии токовых электронов, все обладающие магнитными моментами элементарные частицы проводника выстраиваются в том же порядке, как токовые электроны. При этом внешнее магнитное поле вокруг проводника должно значительно вырасти. В то же время стабилизация протонов и нейтронов, имеющих разные по знаку магнетоны, должна привести к существующему изменению магнитного поля внутри проводника (эффект Мейснера).

Если все экспериментаторы по исследованию сверхпроводимости после достижения низкой температуры, при которой сохраняется магнитное усиленное поле после отключения проводника от источника тока без замера величины силы тока, как в схеме Оннеса, уверенные в том, что магнитное поле порождается только движением электрических зарядов, то рано или поздно наступит разочарование.

В проводнике после отключения от источника тока при значительном магнитном поле вокруг проводника никакого электрического тока внутри проводника может не оказаться и в проводнике может оказаться только частичное уменьшение омического сопротивления, далекое от сверхпроводимости. Многолетние размышления убедили меня в большой вероятности таких результатов экспериментов по сверхпроводимости.

Главным результатом экспериментов по сверхпроводимости следует считать доказательство порождения внешнего магнитного поля суперпозицией магнитных моментов электронов, являющихся одним из фундаментальных физических характеристик элементарных частиц.

Кроме того, следует признать очевидным, что обладающие значительным магнитным полем небесные тела должны иметь очень низкую температуру. Порождение так называемого внешнего магнитного поля суперпозицией магнитных моментов элементарных частиц считаю единственным существующим в природе способом. Жаль, что физики до сих пор похоже не согласны с этим и не занимаются самим процессом внутри магнетонов и их взаимодействием.

Порождение одного силового поля за счет изменения во времени другого силового поля, т.е. порождение одного поля из праха другого поля и обратно, позволяет якобы достоверно объяснять процессы индукции, самоиндукции и взаимоиндукции. Вспомним, что авторам этой парадигмы было не известно о существовании у микрочастиц спина и магнитного момента. К тому же до сих пор никто не знает, что представляет из себя электрический заряд и когда и как он появляется у микрочастиц.

Порождение внешнего магнитного поля суперпозицией магнитных моментов микрочастиц при существующей планетарно-ядерной модели атома пояснить очень трудно, поскольку представить пространственную стабилизацию якобы вращающегося с громадной скоростью электронов вокруг ядра практически считаю невозможным. Скорее всего следует признать, что предложенная Резерфордом модель атома ошибочна, хотя бы потому, что сразу потребовала много гипотез.

Появление в окружающем пространстве магнитных полей типа Земного, могут образоваться только суперпозицией громадного числа парадно плотно расположенных в пространстве одноименных магнетонов Бора.

Вероятнее всего в центре Земли есть вращающееся вместе с Землей обладающее внутри свободными (токовыми) электронами ядро, в котором нет (не требуется) никаких электрических токов, а магнитное поле порождается движущимся “парадным” строем электронов ядра.

Постепенный нагрев поверхностных слоев ядра выше точки Кюри приводит к постепенному уменьшению магнитного поля вплоть до нуля при прогреве всего ядра. Очевидно, что ядро должно восстанавливаться с порождением магнитного поля до следующего повторения.

Единственным верным и достаточным методом порождения магнитного поля является суперпозиция обладающих магнетонами нуклонов и электронов. Энергия магнитного поля черпается из окружающего физического вакуума.

Основным родителем магнетонов физики считают спин частиц, с чем трудно не согласиться. Для теоретического определения численного значения магнетонов используются известные значения величины спина, массы и электрического заряда. Численное экспериментальное определение величины магнитного момента электрона (магнетона Бора) довольно хорошо совпадает с теоретическим значением. А вот величина экспериментального определения ядерного магнетона протона и нейтрона далеко не совпадает с теоретическим значением. Объяснение этого найти в интернете мне не удалось. Уверен, что верного определения энергетического уровня магнитного момента и поля в настоящее время не существует.

Принятые единицы измерения Тесла и Вебер в размерности имеют единицу силы тока Ампер из-за предположения, что магнитное поле порождается движением электрического заряда. Нет тока – нет магнитного поля. На самом деле это не так. Уверен, что для определения энергетического состояния магнитного поля обязательно должны присутствовать какие-то другие (скорее всего энергетические) параметры, связанные, в том числе, с наличием спина у частиц. Надеюсь, наступит момент, когда физики определят такие параметры.         

Признание физиками факта порождения магнитного поля постоянных магнитов суперпозицией элементарных частиц вещества магнитов, по логике, должно было привести физиков к убеждению, что это единственный верный способ порождения магнитного поля. А это, почему-то, вопреки здравому смыслу не произошло. Получается, что приведенная в Википедии способность электрического заряда быть источником магнитного поля, скорее всего, не верна, и приведенный там физический смысл магнетона Бора ошибочен.

Внешне выглядит так, что воспитанные с молоком матери о порождении магнитного поля движением электрических зарядов физики делают попытки раскрыть сущность электрического заряда (по-моему, пока безрезультатно) и меньше всего интересуются сущностью якобы производного от заряда магнетона Бора.

На самом деле и электрический заряд, и магнитный момент - скорее всего независимые друг от друга фундаментальные характеристики элементарных частиц. Экспериментальным подтверждением этого является обладание магнитным моментом не имеющего электрического заряда нейтрона.

Какова же должна быть величина электрического тока для создания громадного по мощности и размерам магнитного поля Земли. Приведенные рисунки магнитного поля Земли с прижатыми к Земле магнитными силовыми линиями со стороны Солнца невольно завораживают громадностью явления и наводят на мысль, что магнитные силовые линии являются, по сути, копиями довольно прочных жгутов (канатов), остающихся целыми после воздействия на них летящих со стороны Солнца довольно энергичных частиц. Очень вероятно, что Северное сияние связано с частичным обрывом магнитных силовых линий Земного магнетизма летящими от Солнца элементарными частицами.

Признание факта существования внешнего магнитного поля, порождаемого суммированием (суперпозицией) магнетонов Бора, надеюсь, надолго не затянется.

Общеизвестно, что магнитные силовые линии всегда замкнуты, т.е. вышедшая силовая линия с одной стороны тела (родителя силовой линии) стыкуется с подобной линией, вышедшей с другого места тела (не обязательно с другой стороны). Нет сомнения, что родителями магнитных силовых линий могут быть только материальные тела, т.е. электроны и протоны.

Трудно не согласиться с физиками, предлагающими пространственную форму электронов и протонов в виде тора – основной модели реальности нашей Вселенной.

Независимо от формы микрочастиц нам известно, что электроны и протоны (пока будем вести речь только о них) обладают конкретной инерционной массой, электрическим зарядом, магнитным моментом, спином. Судя по тому, что излучаемые электрическими частицами фотоны распространяются с очень малым изменением характеристик, проходя громадные расстояния, окружающая среда, из которой частицы родились, обладает очень малой вязкостью. В такой среде движение выше скорости звука (скорости света) невозможно, так как сопротивление среды при скорости движения, равной скорости звука, становится бесконечным (растет именно сопротивление, а не масса).

С другой стороны, нам известно, что для обеспечения параметров спина элементарных частиц последние должны вращаться со скоростью выше скорости света. Это, по-моему, абсолютная истина. Физики (по-моему, ошибочно) отказались от использования классической физики, перевели спин в область чистой математики (превратив электрон, при этом, в облако вероятности).

Многолетние размышления убедили меня в том, что в процессе рождения элементарной частицы (пусть это будет тор) материальная среда внутри тора приобретает характеристики, значительно отличающиеся от окружающей среды, в том числе по скорости звука. Причем у электрона и протона со значительным отличием.

Разная скорость звука в средах приведет к тому, что на поверхности вращения возникнет тонкий пограничный слой с резким изменением параметров по толщине. Этот пограничный слой будет являться для микрочастицы своеобразным бронежилетом. И если электрон представляет из себя тор, у которого наружная поверхность имеет скорость движения в экваториальной и меридиальной плоскостях, то из-за резкого изменения параметров по толщине “бронежилета” очень вероятно возникновение вихревых смерчей в направлении, перпендикулярном плоскости “бронежилета” – это и есть момент образования магнитной силовой линии. Из материи пограничного слоя (“бронежилета”) вырастают “волосы” в виде пустотелых тонких жгутов. Толщина стенок “волоса” вероятнее всего равна толщине “бронежилета”. Скорость наружной поверхности при вращении равна скорости света С, а внутренней – скорости Се (Се – скорость звука материи внутри протона). Очевидно, что магнитные “волосы” при первой возможности замыкаются на себе подобных. Кроме того (судя по магнитному полю Земли) волосы могут сплетаться в “канаты”. Из-за быстрого вращения тор должен превратиться как бы в окутанный проволокой скрытый от наружного наблюдения предмет (чем не облако вероятности).

Сказанное выше невольно наводит на мысль, что элементы изучения фотоны – это оборванные из-за температурных ускорений электронов, только что рождённые магнитные “волосы”, замкнутые на себя в виде кольца. При этом, чем выше температура излучающего тела, тем чаще и с большей энергией происходят столкновения микрочастиц тела и отсюда короче длина оборванных магнитных волос, т.е. меньше радиус будущего фотона. Следует дополнить, что поскольку при предлагаемом способе рождения магнитных “волос” у электрона забирается значительная энергия мало вероятно, что у электрона может одновременно породиться много “волос”, хотя все возможно, поскольку энергия физического Вакуума, обеспечивающая все параметры микрочастиц, очень похоже является бесконечной.

В заключение статьи следует сказать, что в ошибочности парадигмы порождения магнитного поля движением электрического заряда и изменением электрического поля я был уверен на протяжении многих лет размышлений на эту тему, а вот предлагаемая парадигма порождения внешнего магнитного поля в результате образования магнитных силовых линий в виде вихрей внутри “бронежилета” электрона с большой вероятностью образования фотонов в виде колец из магнитных силовых жгутов родилась у меня неожиданно в процессе знакомства с работой Я.Г. Якушина по модели электрона. Многие годы я был уверен, что парадигма рождения фотонов в процессе перескока электрона с одной орбиты на другую надумана и, безусловно, ошибочна.

Предлагаемая парадигма порождения магнитного поля и возникновения фотонов для определения параметров не требует для объяснения никаких дополнительных гипотез и достаточно использование законов классической физики. Надо только поверить, что внутреннее магнитное поле является характеристикой “бронежилета” микрочастиц, а внешнее магнитное поле — это область распространения магнитных силовых линий в виде материальных жгутов, порожденных внутри “бронежилета”, распространяющихся в пространстве в момент зарождения, перпендикулярном поверхности “бронежилета”.

При этом потребуется громадный объем работы в области обеспечения характеристик поля и фотонов математическими расчетами. Рядовому теплофизику одолеть это невозможно.