Волновая природа микромира и роль случайных вакуумных полей в
квантовых процессах (Осмысливание квантовой теории и ее корректировка)
Введение Несмотря на успехи квантовой теории в объяснении качественных и
расчете количественных показателей микрообъектов многие ее
фундаментальные положения, такие как принцип двойственности "волна-
частица" и вероятностный, не материальный характер волновой функции,
а также математический аппарат теории нельзя признать
удовлетворительными. Непонятна сама причина квантования различных
показателей микрообъектов. По мнению ряда ведущих специалистов,
квантовая механика в своих основах далека от совершенства, а
квантовая электродинамика представляет набор искусных, но не всегда
осмысленных математических приемов, приводящих к правильным
расчетным результатам. Цель предлагаемой к обсуждению работы -
мотивация основных положений квантовой теории (КТ) с позиций
классической теории поля при учете влияния случайных вакуумных
полей, а также некоторое уточнение математического аппарата КТ в
свете новых физических представлений.
Основные положения Предполагается, что все элементарные частицы и образуемые ими
объекты имеют волновую природу и представляют собой квантованные
релаксирующие поля, отражающие различные возбужденные состояния
вакуума. Указанные поля
достаточно адекватно описываются
известными волновыми функциями и уравнениями квантовой механики и
вектором-потенциалом максвелловского электромагнитного поля (ЭМП).
Волновые функции определяет также распределенные динамические
показатели поля частицы, включая плотность энергии-импульса,
плотность электрического тока-заряда и др. показатели. Они также
определяют известные вероятностные показатели микропроцессов.
Корпускулярные же проявления микрочастиц являются условностью и объясняются локализацией квантованных волновых пакетов,
специфическим влиянием случайных вакуумных полей, а также
недостаточно корректным истолкованием некоторых экспериментальных
результатов.
Относительно большие размеры волновых пакетов наблюдаемых частиц
позволяют объяснить их спиновый и магнитный моменты внутренней
циркуляцией энергии и электрического тока, в то время как в случае
точечных или предполагаемых весьма малых размерах частиц отсутствует
разумное объяснения значений этих параметров.
При рассмотрении электродинамических явлений использование волновой
модели частиц исключает необходимость введения корпускулярной
(фотонной) модели электромагнитного поля (ЭМП), поскольку характерные
для взаимодействия частиц-корпускул импульсно-энергетические
соотношения, вида
p2=
p1+
k,
представляющие закон сохранения энергии-импульса совокупности
частиц, при волновой модели электрона с точностью до постоянного
множителя
с/h следуют из выражения для результирующей функции
взаимодействующего с ЭМП электронного поля
y2exp(
ip2x)=
Aexp(
ikx) y1exp(
ip1x).
Здесь h - постоянная Планка. Не трудно понять, что импульсно-
энергетические показатели конечных частиц определяются частотой ЭМП,
а его амплитуда определяет лишь скорость образования частиц в новом
состоянии, точно так же как при корпускулярной фотонной модели.
Исключительно важную роль в квантовых процессах играют спектрально-
однородные
случайные вакуумные поля (СВП), представляющие
конкретизацию нулевых вакуумных колебаний. СВП могут быть
представлены в виде набора случайных волновых полей различных
элементарных частиц, в частности ЭМП и электронно-позитронного поля
(ЭПП). При этом спектральная плотность действия СВП равна постоянной
Планка -
h, а спектральная плотность электрического заряда
заряженных СВП равна элементарному заряду
e.
Большинство физических показателей случайных вакуумных полей, в
частности, электрические заряды, импульсы и некоторые другие
показатели в среднем компенсируются и явно не проявляются.
Рассматриваемые поля не проявляются явно также по причине
уравновешенности всех стационарных объектов по отношению к этим
полям.
Важным случаем являются стационарные состояния регулярных
вакуумных полей
y=
y(
r)exp(
iwt),
которые характеризуются постоянной частотой релаксации и неизменным
пространственным распределением динамических показателей. Такие
состояния,
находясь в равновесии с случайными вакуумными полями
всегда квантованы: их действие равно величине
h, а
электрический заряд заряженного поля - величине
e.
Вследствие вакуумной автобалансировки заряда стационарные
состояния могут возникать скачкообразно и являются относительно
устойчивыми образованиями. Именно такие состояния вакуумных полей
наблюдаются в виде элементарных частиц.
Примером частиц в стационарном состоянии являются атомные
электроны, представляющие квантованные спинорные поля,
сдерживаемые электрическим полем ядра. Именно постоянством
зарядов и токов атомных электронов объясняется отсутствие
электромагнитного излучения и устойчивость атома, - ситуация не
объяснимая при использовании корпускулярной модели атомных
электронов.
Сравнительно малые размеры атомных электронных волновых пакетов
определяются сдерживающими силами электрического заряда ядра.
Малая толщина треков, наблюдаемых в детекторах заряженных частиц,
объясняется локализующим действием зарядов противоположного знака,
индуцируемых в окружающей среде и вакууме.
Случайные вакуумные поля ответственны за компенсацию самодействия
заряда частицы. "Расползание" заряда частицы вследствие
электрического самодействия компенсируется накоплением заряда из
одноименных случайных вакуумных полей, "набегающих" в область
волнового пакета частицы, и притормаживаемых ее электрическим полем.
Таким образом, частица представляет собой стационарную динамическую
систему, характеризующуюся непрерывным обменом зарядов с
вакуумным полем.
Случайные вакуумные ЭМП создают видимость весьма малого размера
частиц, например, при наблюдении рассеивания встречных
высокоэнергетических пучков.Значительные углы отклонения части частиц
от первоначальной траектории объясняются не возможностью их сильного
сближения ввиду малости размеров и большой кинетической энергии, а
воздействием
высокочастотных случайных вакуумных ЭМП,
обеспечивающих значительное изменение волнового вектора
y-функции электронов.
Случайными вакуумными полями объясняется вероятностный характер
результатов измерений показателей частиц. В процессе измерения
изменяется исходное состояние частицы и создаются условия для ее
перехода в ряд новых стационарных состояний. При этом вероятности
переходов определяются как начальным вкладом исходного состояния
в новые состояния, так и случайным вакуумным ЭМП, которое может
изменить скорость перехода в каждое из новых состояний, что
приводит к возможности квантования заряда в любом из потенциально
возможных конечных состояний.
Квантованные волновые пакеты частиц с определенной погрешностью
могут интерпретироваться как механические частицы. Показатели таких
квазичастиц могут быть определены при использовании известных
интегрально-операторных выражений квантовой механики. С помощью
более сложных выражений подобного вида могут быть определены
также дисперсии названных показателей, т.е. средние квадраты
отклонений локальных значений показателей от их среднего значения,
а также произведения дисперсий двух разных показателей объекта
(неравенства Гейзенберга). Указанные дисперсионные характеристики
дают понятие о точности интерпретации волнового пакета в виде частицы
с определенными динамическими показателями и о погрешности
одновременного определения двух разных показателей такой частицы.
О корректировке математического аппарата В связи с использованием волновой модели частиц предлагаются
некоторые изменения в части математического описания частиц и их
взаимодействия.
Для описания электронов и позитронов предлагается использование
двух отдельных уравнения дираковского типа с противоположными
знаками перед массовым членом. Уравнения обеспечивают верный
знак электрического заряда частицы и характеризуются набором
положительно- и отрицательноэнергетических частных решений. При
этом случайные вакуумные поля представляются совокупностью
всевозможных решений рассматриваемых уравнений, а наблюдаемым
частицам отвечают регулярные положительноэнергетические состояния.
Полнота набора электронно-позитронных решений предложенных
уравнений позволяет отказаться от использования весьма формальных
операторов нормального и хронологического произведения.
При электродинамических расчетах предлагается использование
безоператорного рекурсивного интегрального метода (метода функции
Грина свободного поля), формально совпадающего с фейнмановской
диаграммной методикой. При этом дается новая интерпретация
электромагнитных членов, отвечающих полям излученного и
поглощенного фотонов, которые теперь рассматриваются как
положительно- и отрицательночастотные составляющие случайного
вакуумного ЭМП. Члены, описывающие излучение и последующее
поглощение виртуального фотона, интерпретируются как двукратный
учет потенциалов случайного вакуумного ЭМП (положительночастотная
и отрицательночастотная компоненты).
В работе выдвигается ряд новых положений, и уточняются некоторые
известные соотношения КТ. В частности раскрывается смысл
релятивистских квантовых уравнений (Дирака, Клейна-Гордона), и
уточняются операторы орбитального и спинового моментов
дираковского электрона. Показывается, что массовый член
(
mc/h)
2y описывает саморассеивание
волн под действием вакуумных ЭМП, а масса покоя частицы является
показателем интенсивности этого рассеивания. Обосновывается
возможность описания системы частиц с помощью модифицируемых
уравнений шредингеровского типа.
Более подробное изложение затронутых проблем см. на сайте
http://www.tl.ru/~wolnmkm Для понимания затронутых вопросов
следует ознакомиться с первой статьей сайта: "Волновая природа
микромира...(Основные положения)", а знакомым с квантовой
электродинамикой и со второй статьей сайта, (Уравнения квантовых
полей и их взамодействие ).
И вместо заключения Надеюсь, простят меня модераторы - мое сообщение не по
астрономической тематике. Но мне кажется оно представляет
интерес для многих участников форума, которые пытаются понять
устройство мира.
С уважением к участникам форума. О.Львов
