Р. Вишневский

Константы фундаментальных взаимодействий

 

Установлено, что константами связи сильного электромагнитного и слабого взаимодействий являются гравитационные массы протона, электрона и нейтрино соответственно. Вопрос о константе гравитационного взаимодействия остается открытым.

 

Для описания процессов микромира физика элементарных частиц использует понятия сильного, электромагнитного, слабого и гравитационного взаимодействий. Каждое из них характеризуется некоторой безразмерной постоянной и определенной «константой связи».

Например, электромагнитное взаимодействие характеризуется величиной

.                                                   (1)

Это т. н. «постоянная тонкой структуры», она образована из универсальных физических констант: e – элементарный электрический заряд;  – постоянная Планка; с₀ – скорость света в вакууме. Константой связи электромагнитного взаимодействия является заряд е.

В системе единиц СИ выражение (1) имеет эквивалентную форму:

,                                                   (2)

где ?₀ – электрическая постоянная.

 Аналогичной безразмерной постоянной характеризуется и сильное взаимодействие:

.

Это – постоянная «сверхтонкой структуры». В качестве константы связи здесь используется некоторая величина g.

В другой работе1) автора показано, что «элементарный электрический заряд» е электрона в абсолютной (гравитационной) системе единиц равен его массе покоя . Кроме гравитационного (электрического) «заряда», электрон имеет еще и ротационный (магнитный) «заряд», мнимая масса  которого в ~137 раз превышает инертную массу покоя электрона:

т^R = 1,2483345^·10^-28 кг                                       (3)

Эта мнимая масса электрона образована т. н. «ротатором света», она не уничтожима при «аннигиляции» электрона и передается фотону. Предполагается, что все элементарные частицы имеют этот неделимый «заряд», что указывает на единый «механизм» рождения всех микрочастиц.

Другими словами, допускается, что все элементарные частицы имеют комплексную массу, действительную часть которой составляет масса покоя частицы, а мнимая часть – известна априори (3), она равна

.                                                            (4)

Здесь r – классический радиус электрона, который, в свою очередь, выражается через потенциал частицы () так:

,                                                       (5)

где ?_е – гравитационная постоянная электрона.

Теперь вернемся к константе связи. В абсолютной системе единиц (кг-м-с), которая используется в светодинамике, выражение (2) имеет аналогичную форму:

                                                     (6)

Здесь: m^G – масса покоя микрочастицы; ? – постоянная гравитационная ее пространства, ctg ? – отношение действительной и мнимой частей комплексной массы этой частицы. В справедливости равенства (6) легко убедиться, подставляя значение r из выражения (4) в равенство (5):

.

Это выражение константы взаимодействия идентично форме (2). Действительно, для электромагнитного взаимодействия это отношение численно равно:

 ,

при этом в качестве константы связи выступает гравитационная масса электрона.

Для сильного взаимодействия эта безразмерная величина

,

а константой связи здесь служит масса покоя протона.

Слабое взаимодействие имеет свою константу связи:

,                                                 (7)

где т_р – масса покоя протона; G_F – фермиевская константа слабого взаимодействия, численное значение которой составляет:2)

.

Уточненное значение безразмерной постоянной (7):

.

Можно показать, что это выражение приводится к виду:

,                                     (8)

где r_кр – комптоновский радиус протона. Размерность первого сомножителя такова, что позволяет сделать замену:

.                                                         (9)

Здесь - масса покоя некоторой «микрочастицы Ферми»,  - гравитационная постоянная той же частицы. После замены (9) выражение безразмерной постоянной (8) принимает знакомую форму:

.

По аналогии с константами сильного и электромагнитного взаимодействий, можно записать равенство:

.

В качестве константы связи слабого взаимодействия выступает масса «частицы Ферми» (предположительно, нейтрино):

   .                          (10)

Следует заметить, что по известной массе покоя микрочастицы или, что то же самое, - по известной безразмерной величине ctg? устанавливаются все метрические параметры микрочастицы, ее энергетические характеристики и ротационные (магнитные) моменты.

Чтобы окончательно убедиться в корректности замены (9) и расчета в целом, выразим фермиевскую константу G_F из равенства (9), умножив и разделив правую часть на :

.

Здесь первый сомножитель представляет собой энергию покоя «частицы Ферми»:

       ,

а второй – является выражением для собственного радиуса частицы (он равен классическому радиусу электрона):

.

Таким образом, фермиевская константа связи представляет из себя три сомножителя:

,

а численное значение энергии покоя «частицы Ферми»

,

что точно соответствует ее массе покоя (10).

Большое значение для светодинамики имеет вопрос константы гравитационного взаимодействия. В справочной литературе3) приводится следующее ее значение:

,                                               (11)

где т_р – масса покоя нуклона, G – гравитационная постоянная. Последняя в светодинамике заменяется абсолютной гравитационной ?₀:

.

Здесь . В этом случае равенство (11) имеет рационализированную форму:

.

Знаменатель этого равенства представляет собой квадрат т. н. «массы Планка»:

.

Предполагается4), что «масса Планка» связана с фундаментальной длиной:

.

Таким образом, равенство (11) выражает квадрат отношения массы нейтрона (или протона) к «массе Планка». Это отношение безразмерно, но его численное значение отличается от (11) на 27 порядков. Другими словами, вопрос константы гравитационного взаимодействия остается открытым.

 

Выводы.

1.  Все известные взаимодействия по сути являются взаимодействиями гравитационными.

2.  Интенсивность различных взаимодействий зависит от гравитационной массы той частицы, которая играет роль константы связи. Для сильного взаимодействия – это масса покоя протона, для электромагнитного – масса покоя электрона, для слабого – масса покоя «частицы Ферми» (нейтрино).

 

© г. СОЧИ 2001 г.