Основные идеи ТФП
ТФП основана на физико-математической модели "расслоённых пространств". Расслоённое пространство – понятие, широко используемое в современной математике. Однако на момент формирования ТФП в 1960-х годах это было ещё необычным, редко используемым физико-математическим приёмом. В нём система дополнительных одного к другому подпространств рассматривается как математическая конструкция, в которой пространство, охватывающее все её элементы, называется объемлющим пространством, а вложенные в него подпространства делятся на подпространства, являющиеся базой расслоения и слоями. Наблюдаемое нами как окружающий мир "лабораторное" физическое подпространство является базой расслоения, вне которой находятся подпространства, в которых проявляется скрытая структура элементарных частиц и осуществляются различные скрытые для нас физические взаимодействия.
Основные квантовые параметры, наблюдаемые в нашем "лабораторном" подпространстве (масса, заряд, спин, магнитный момент и т.д.), формируются в других слоях расслоённого пространства. Поэтому мы не можем точно рассчитать значения квантовых параметров в "лабораторном" подпространстве и вынуждены использовать для их определения методы вероятностного анализа.
По отношению к какому-либо данному подпространству (базе или слою) любое другое подпространство, входящее в полное объемлющее пространство, всегда находится в мнимой области.
Между подпространствами-слоями или между базой данного расслоения и слоем возможна только "информационная связь".
Условием функциональности физико-математической модели расслоённых пространств является "пространственный метаморфоз". Пространственный метаморфоз устанавливает различные геометрические формы одного и того же объекта, которые реализуются в подпространствах всего объемлющего пространства. Главным принципом пространственного полиморфизма является соблюдение условия коммуникативности отображений между различными слоями объемлющего физического пространства.
Основное уравнение Общей Теории Относительности А.Эйнштейна, согласно ТФП, представляет собой не уравнение гравитационного поля (что, например, аргументировано критиковалось А.А.Логуновым), а уравнение фундаментальной связи: "пространство-время-материя". При этом существует ковариантная связь пространства-времени и вещества во всех подпространствах расслоённого физического пространства.
Лямбда-член в формуле ОТО характеризует распределение массы и заряда во всём пространстве одного из физических слоёв, которое не допускает их локализации там в каком-либо конечном объёме, вне которого не было бы ни массы, ни заряда. Поэтому при рассмотрении в ТФП локализованных объектов лямбда-член в уравнениях не используется. Природа спинорных полей, открытых Дираком, связана с этой особенностью отображения вещества из слоя с непрерывным распределением этих параметров в слои, где эти объекты являются точечными и обязательно движущимися.
Согласно ТФП, топология базы расслоения физического пространства, определяющего свойства структуры физического вакуума, соответствует трёхмерной сфере S^3, рассмотренной в теореме Ж.А.Пуанкаре недавно доказанной Г.Я.Перельманом. В одном из слоёв расслоённого объемлющего физического пространства существуют Дираковские магнитные монополи, которые в данной теории можно рассматривать как "заряды фундаментального поля" (ФП). При этом ФП имеет характер скалярного поля с конкретной суммарной для пространства S^3 величиной создаваемого заряда.
Элементарной частицей вещества, согласно ТФП, является "фундаментон" – "непроявленная" непосредственно в нашем "лабораторном" подпространстве частица, которая в одном из слоёв расслоённого физического пространства представляет собой диполь зарядов ФП и является по своим свойствам тахионом, а в других слоях проявляет себя как "голые элементарные частицы" (ГЭЧ) и их античастицы "антиГЭЧ". В сущности, он может рассматриваться как "планковская частица". Возбуждённое состояние фундаментона представляет собой осцилляцию этого диполя. Когда мы наблюдаем в нашем "лабораторном" подпространстве какую-либо элементарную частицу (например, протон или электрон) мы фиксируем лишь проявления устойчивых возбуждённых состояний фундаментонов. Метастабильные состояния фундаментонов соответствуют короткоживущим элементарным частицам (в том числе, резонансам).
Согласно ТФП, различные виды возбуждённого состояния (осцилляции) фундаментонов порождают в других слоях расслоённого пространства различные виды ГЭЧ. ГЭЧ представляют собой фермионы, которые, согласно ТФП, не проявляют себя в "лабораторном" подпространстве в самостоятельном виде, без взаимодействия с физическим вакуумом (без образования "кварковых структур" принципиально другого типа по сравнению с имеющимися физическими представлениями). Существует большое количество (около 800 тысяч) математически возможных видов ГЭЧ, но наблюдаемыми в нашем мире (при взаимодействии с физическим вакуумом) является лишь незначительная часть из них (в том числе, ещё не обнаруженные, но предсказанные ТФП)[2], поскольку другие имеют время жизни менее 10^(-13)с, что не позволяет им проявить себя в "лабораторном" подпространстве. Остальные ГЭЧ представляют собой виртуальные частицы.
Структура физического вакуума состоит из своеобразных непроявленных в "лабораторном" подпространстве субкварковых частиц – "элементарных частиц вакуума" (ЭЧВ), каждая из которых состоит из ГЭЧ и антиГЭЧ (фермион-антифермионной пары). В результате, физический вакуум представляет собой смесь нескольких видов вакуума в соответствии с видом образующих их ГЭЧ. Согласно теоретическим расчётам ТФП, существуют девять видов вакуума. Но заметно проявляют себя в физическом мире только два вида вакуума, имеющие наибольшую плотность: в первую очередь ‑ протон-антипротонный (~1,54×10^39см(-3)), и во вторых ‑ электрон-позитронный (~1,73×10^29см^(-3)). Основные свойства "лабораторного" физического вакуума (в том числе, например, диэлектрическая проницаемость) определяются свойствами протон-антипротонного вакуума.
В случае если в физическом вакууме (вне "лабораторного" подпространства) имеются "избыточные", непарные ГЭЧ, неспособные образовать ЭЧВ, они объединяются с ЭЧВ в "кварковые структуры", которые наблюдаются в "лабораторном" подпространстве как различные элементарные частицы. "Кварковые структуры" в ТФП отличаются от "обычных" кварков (как они ранее понимались в физике) именно наличием специфической структуры, определяющей их свойства. Причём, ТФП позволяет определить "периодический закон" для кварковых структур. Согласно ТФП, кварковые структуры не образуются лишь лептонными ГЭЧ, но они образовывают некоторый аналог кварковой структуры ("псевдокварковую структуру") в виде объединения с возбуждёнными ЭЧВ протон-антипротонного вакуума, что позволяет лептонам проявлять себя в "лабораторном" подпространстве. ТФП впервые смогла полностью объяснить все наблюдаемые парадоксальные особенности кварков.
Согласно ТФП, невозбуждённые ЭЧВ не наблюдаемы в "лабораторном" подпространстве. При возбуждении ЭЧВ происходит их поляризация (увеличение дипольного плеча между образующими их античастицами), они превращаются в пару близко расположенных и способных объединиться вновь виртуальных античастиц. Процесс последовательного распространения возбуждённого состояния от одной ЭЧВ к другой (обуславливаемый воздействием переменного или импульсного поля) воспринимается как распространение фотонов света и одновременно определяет собой скорость распространения света в вакууме. В этом процессе последовательной передачи возбуждения от одной ЭЧВ к другой фотон теряет некоторую весьма незначительную часть своей энергии. Это могло бы быть объяснением наблюдаемого астрономического эффекта наличия "красного смещения" в спектрах звёздного излучения (что обычно интерпретируется как следствие их "разбегания" в процессе расширения вселенной).[3]
Проекции осциллирующего диполя ФП фундаментона на другие слои расслоённого пространства представляют собой различные варианты вращательных движений зарядов ФП по круговым траекториям, а также по винтовой геодезической траектории на поверхности тора в подпространстве с псевдоримановской геометрией. Динамика движения зарядов ФП на тороидальной поверхности определяется полями двух "токовых струн" ФП. Одна "токовая струна", проходящая через ось тора и уходящая в "бесконечность" (замыкающаяся на расстояниях порядка радиуса вселенной), создаёт магнитное поле, которое при взаимодействии с магнитным полем другой "токовой струны", проходящей по оси тора, даёт результирующее поле вдоль n-витковой линии на поверхности тора. При этом, первая, наклонная струна вращается вокруг "осевой" струны, образуя "конус анизотропии" соответствующей ГЭЧ. Половина угла у вершины этого конуса называется в ТФП "углом анизотропии" (рис.1). Например, для электрона угол анизотропии составляет ~22°, для протона ‑ ~17,5°. Эти два основных угла, определяют анизотропию свойств ГЭЧ, ЭЧВ и ЭЧ. Для невозбуждённых ЭЧВ угол анизотропии равен нулю, но при сильном возбуждении он становится больше нуля.
[2] В 1975г. в публикации И.Л.Герловина были предсказаны параметры тау-лептона, полностью подтвердившиеся в 1982г. В начале 80-х годов И.Л.Герловин смог теоретически предсказать возможность существования и параметры нескольких открытых немного позднее новых элементарных частиц. Но поскольку из-за консерватизма редакторов советских физических изданий ему не удалось опубликовать эти (как и многие другие) результаты своих теоретических исследований, его приоритет на данные открытия был утерян.
[3] К настоящему времени также накоплены наблюдения галактик имеющих противоположное, "синее смещение", что обычно рассматривается как подтверждение допплеровской природы красного и синего смещения спектров, а также явления расширения вселенной вследствие "большого взрыва". Однако это имеет ряд нестыковок в экспериментальных наблюдениях (например, аномалии наблюдаемых эффектов "синего смещения") и аргументировано оспаривается рядом учёных.
Рис.1 Схема ЭЧВ и ГЭЧ в одном из слоёв расслоённого физического пространства:
а - ЭЧВ; б - ГЭЧ.
Силовые взаимодействия между атомами в молекулах и кристаллах имеют не сферическую, а осевую симметрию и, вследствие вращательного движения струн ФП в частицах, меняются во времени с очень большой частотой ‑ порядка 1018Гц. Силы взаимодействия частиц всё время меняются, но вследствие очень большой частоты этих изменений это не приводит к каким-либо наблюдаемым эффектам. Однако в некоторых случаях эта частота колебаний направления анизотропии может уменьшиться, что способно обусловить проявление различных эффектов.
Практически все материальные структуры "помнят" о том, что в основе их лежит струна ФП, сканирующая по поверхности конуса. Эта память может проявляться и в макрообъектах, когда они имеют форму конуса или пирамиды с углом при вершине близком к 35° или 44°. Формирование таких геометрических объектов может обуславливать резонансные воздействия на состояние физического вакуума и веществ в области данных объектов. Это может обуславливать весьма необычные и разнообразные физические эффекты подобного воздействия "эффекта формы".
В ТФП была создана "вакуумная теория гравитации". Согласно ей, гравитация объясняется как результат экранирования элементами структуры ЭЧ силовых линий ("струн") фундаментального поля. "Гравитационный экран", имеющийся у каждой элементарной частицы, имеет не сферическую, а осевую симметрию. В результате, эффективная величина этого экрана зависит от ориентации ЭЧ. В направлении вектора спина ЭЧ эффективный размер экрана больше, чем в ортогональной ему плоскости. (Экран максимален вдоль оси вращения субструктуры ЭЧ.) Следовательно, если спины ЭЧ, входящих в состав атома (в основном, нуклонов, поскольку они определяют основную массу), ориентированы в одну сторону, то в этом направлении гравитационная сила будет максимальной, а в перпендикулярной плоскости ‑ минимальной.
При скоплении в малом объёме очень большого числа ЭЧ может возникнуть вытеснение некоторой части ЭЧВ и, в связи с этим, ослабление сил "натяжения вакуума". Если концентрация ЭЧ в данном конечном объёме близка к концентрации ЭЧВ (~10^39см^(-3))[4], то силы гравитационного взаимодействия между ними могут значительно уменьшиться. Снижение гравитационных сил обуславливает дефект массы и выделение энергии. Поэтому ТФП предполагает возможность выделения "гравитационно-вакуумной энергии" в недрах звёзд и планет.
Выявленная в ТФП анизотропия свойств электрона (как и других ЭЧ) позволила объяснить механизм формирования "куперовских пар" при возникновении сверхпроводимости, а также вычислить температуры перехода в сверхпроводящее состояние для различных веществ, совпавшие с экспериментальными данными. Куперовская пара образуется, когда оба электрона сближаются настолько, что их структуры во внешнем, по отношению к "лабораторному", подпространстве захватывают друг друга в "ловушку" конусов их анизотропии. В ТФП был предсказан теоретический предел температуры сверхпроводящего состояния обычного типа равный ~100°K, что впоследствии подтвердилось экспериментальными данными. Согласно ТФП, формирование сверхпроводящего состояния вещества обеспечивается возбуждёнными ЭЧВ. "Обычная" сверхпроводимость определяется возбуждением электрон-позитронного вакуума (чему, например, способствует микропористость высокотемпературных сверхпроводящих керамик). Но также возможно формирование высокотемпературной (до 10^5°K) сверхпроводимости с участием возбуждённого протон-антипротонного вакуума.
Одним из следствий разработки ТФП стало создание "кристаллической модели" атомных ядер. По общепринятым представлениям, ядра атомов состоят из Z протонов и N нейтронов в ядре A. В отличие от этого, согласно ТФП, в ядре содержится A протонов и N отрицательных "метонов", которые нейтрализуют часть положительного заряда ядра. Метон – специфическое метастабильное состояние электрона, находящегося внутри ядра. В свободном виде он не существует. Метон образуется при определённом взаимодействии электрона с протоном, приводящем к "сжатию" электрона. Комптоновская длина волны метона равна трём комптоновским длинам протона, поэтому, в отличие от электрона, он может входить в состав ядра. Нейтрон, входящий в состав атомного ядра, таким образом, рассматривается как составная частица, состоящая из протона и метона. В системе координат, где элементы структуры ядра можно считать неподвижными, все протоны ядра образуют протонную, а все метоны ‑ метонную пространственную фигуру. Их симметрии взаимосогласованы. Каждая из этих фигур по отдельности неустойчива, но вместе они образуют устойчивые ядра. Степень анизотропии поля (отношения максимума к минимуму) для протона равна 10^7, а для метона 10^27, т.е. на 20 порядков больше. Поэтому строение ядра, в основном, зависит от числа и взаимного расположения метонных конусов анизотропии. Минимум поля находится на оси конуса анизотропии или в перпендикулярной к ней плоскости, проходящей через центр метона. Все протоны, отталкиваясь друг от друга, стремятся расположиться симметрично на элементах симметрии протонной фигуры ядра, где взаимодействие между протонами минимально, и на пересечении метонных конусов анизотропии, где связь с метонами максимальна.
Кристаллическая модель ядер хорошо объясняет причины неустойчивости некоторых изотопов веществ, приводящей к их радиоактивному распаду, и некоторые другие физические эффекты.
Также, в качестве одного из своих следствий, ТФП позволила объяснить, почему твёрдые вещества плавятся при строго определённых температурах, был найден и подтверждён вычислениями способ теоретического расчёта температур плавления. Согласно ТФП, в кристаллической структуре веществ существуют специфические объекты ‑ "крезоны" (критические резонансы) ‑ которые представляют собой долгоживущие возбуждённые состояния ЭЧВ, расположенных в узлах симметрии кристаллов (например, в октаэдрических и тетраэдрических пустотах), что обусловлено анизотропией силового поля элементарных частиц.[5] При размещении крезонов в межатомных пустотах кристаллов достигается максимум энергии связи крезонов с атомами кристаллической решётки. Поэтому даже в поликристаллических веществах крезоны играют определяющую роль в кристаллических и межкристаллических связях, обуславливая прочностные свойства этих веществ. Плавление веществ происходит в результате того, что крезоны выходят за пределы узлов симметрии кристаллов, разрушая внутри и межкристаллические связи.
В качестве одного из своих многочисленных прикладных аспектов ТФП также позволила объяснить механизмы физико-химической "активации" чистой воды, а также химического катализа. Физико-химическая "активация" веществ представляет собой переход их молекул в специфическое активное состояние с повышенной энергией, способствующей осуществлению химических реакций. Для воды это состояние подобно диссоциации её молекул на ионы H^+ и OH^-. Однако, в действительности, происходит не диссоциация, а формирование "квазимолекул" воды H^+e^- и OH^-e^+ (квазикислоты и квазищёлочи), которые обладают высокой степенью устойчивости (на протяжении нескольких суток с постепенным снижением концентрации). Подобный эффект происходит, в основном, при различных вариантах активации воды электрическим током при наличии специальных сепараторов между электродами или без тока за счёт воздействия на воду электрического поля изолированных электродов (рис. 2).
[4] Концентрация ЭЧ равная ~10^39см^(-3), вероятно, является предельной для физических объектов (соответствует нейтронным звёздам).
[5] В сущности, "крезоны" представляют собой хорошо известные в физике короткоживущие элементарные частицы-резонансы, выбиваемые из твёрдого или жидкого тела или образующиеся в вакууме при ядерных реакциях.
Рис.2 Схема бестоковой (а) и токовой (б) физико-химической активации воды.
Согласно ТФП, существует некоторый постоянный уровень возбуждённого состояния физического вакуума. При этом, частицы электрон-позитронного вакуума располагаются на некотором расстоянии друг от друга с дипольным плечом ~1,79Å. Поскольку это плечо превышает расстояние между атомами молекулы воды (0,96Å между O и H и 1,53Å между H и H), эта виртуальная (в "лабораторном" подпространстве) электрон-позитронная пара будет стремиться разорвать молекулу воды на ионы. При этом наиболее сильное воздействие оказывается на связь между O и H, поэтому молекула воды разрывается на ионы H^+ и OH^-. Но ионы сразу же соединяются с обусловившими этот разрыв электроном и позитроном ЭЧВ, превращаясь в квазимолекулы H^+e^- и OH^-e^+ (рис. 3). Эти квазимолекулы постоянно присутствуют в некотором количестве в воде, но, будучи смешанными между собой, не проявляют каких-либо особых свойств. Однако, при наложении электрического поля эти квазимолекулы перемещаются к катоду и аноду, образуя устойчивые фракции активированной воды в виде квазикислоты и квазищёлочи.
Рис.3 Схема диссоциации воды при её физико-химической активации.
Активация физико-химических свойств веществ может происходить и при воздействии магнитного поля. В этом случае, поле обуславливает ларморову прецессию электронов, которые согласно ТФП обладают анизотропией свойств вдоль оси, совпадающей с направлением спина. Это способно воздействовать на состояние молекулярных связей вещества, обуславливая различные эффекты его физико-химической активации.
В соответствии с теоретическими предсказаниями ТФП о возможности физико-химической активации веществ были проведены эксперименты по активации энергетических характеристик жидких топлив. При этом использовался метод активации электрическим полем. Исследования были выполнены в соответствии с требованиями существующих стандартов испытаний характеристик жидких топлив. Результаты этих экспериментов показали возможность увеличения теплоты сгорания топлив на 5-10% (рис.4), а также изменение ряда других характеристик активированного топлива. В частности, увеличение окислительно-восстановительного потенциала, уменьшение температуры вспышки на ~6°C, увеличение испаряемости, уменьшение поверхностного натяжения на ~4,8%, увеличение вязкости на ~2,6%. При этом, обнаружилась разница в характеристиках проб, отбираемых в зоне анода или в зоне катода топливного активатора. Также была выявлена необходимость эмпирического подбора оптимального режима работы топливного активатора и невозможность длительного хранения активированного топлива. В течение трёх часов после активации характеристики топлива возвращались в норму. Однако было обнаружено, что в некоторых случаях происходит рост активации топлива в течение некоторого времени после прекращения воздействия топливного активатора.
Рис.4 Диаграмма прироста теплоты сгорания авиационного керосина ТС-1 после физико-химической активации.
Как несложно заметить, "Теория Фундаментального Поля" проявляет глобальный, комплексный характер последствий своих базисных идей и механизмов по отношению ко всем аспектам физического мира, и потенциально может быть использована для объяснения множества накопившихся к настоящему времени физических и биофизических явлений пока неизвестной физической природы.
