84958 (Спектр масс элементарных частиц, связь микро и макро масштабов, соотношение космических энергий), страница 2

.

Также соотносятся и массы соответствующих b и c-кварков: .

Таким образом, можно предположить, что J/Y частица (или ) есть t состояние p -мезона, а g - частица (или ) есть t состояние K- мезона. D и B-мезоны – есть комбинации соответствующих c и b кварков с кваркими m - состояния.

Из табл. 1 видно, что при n = 6 масса виртуальной частицы равна массе наблюдаемой. Масса виртуальной частицы при n = 0 равна массе наблюдаемой при n = 12 (7× 1020 me). Эти частицы (n = 6, n = 12) являются соответственно W и X – бозонами. t-кварк представляетW- состояние K- мезона. W – состояние p - мезона, так же как и состояния с n = 3 в виде частиц не реализуются.

Отметим также, что отношения масс адронов того же порядка, что и отношение масс m , t и w состояний

; .

Элементарные частицы, в соответствии с их квантовыми состояниями, можно расположить в виде таблицы 2. Из нее видно, что частица – это комбинация двух или более состояний (кроме электрона). Частица с одним или двумя квантовыми уровнями – слабовзаимодействующие.

Частицы с тремя и более уровнями – адроны.

При дальнейшем увеличении энергии коллайдеров можно ожидать появления массивного лептона следующего ранга (n = 7) с массой около 6 Тэв.

Вернемся к таблице №1. Как предполагалось выше, электрон – есть структура, “состоящая” из виртуальной частицы массой m0 (самая тяжелая после mпл,

n = 12, m =7× 1020 me), “движущейся” в радиусе r0 ~ 10-31 см. Сама же частица m0 “образуема” ореолом из легчайшей частицы массой 2× 10-42me, “движущейся” в радиусе r12.

Вычислим 2r12 или комптоновскую длину волны электрона:

, (4)

где .

С другой стороны, комптоновская длина волны электрона равна

.

Приравняв это значение к (4), получим:

,

где - магнитный монополь (e- заряд электрона, G – гравитационная постоянная).

В итоге получим:

.

Итак, при n = 12 2r12 @ 2.4× 10-10 см, что соответствует комптоновской длине волны электрона.

При n = 11 2r11 @ 1.2× 10-13 см получаем характерный масштаб сильного взаимодействия.

Масса тяжелых частиц, при которых происходит так называемое “великое” объединение и которые определяют время жизни протона равна 3.3× 1017 me или 1014 ¸ 1015 Гэв.

При n = 10 2r10 @ 10-16 см получаем характерный масштаб слабого взаимодействия.

Итак, масса самой тяжелой m0 или c - частицы 7× 1020 me. Она выше, чем масса “великого” объединения. масса наилегчайшей частицы 2× 10-42 me. Таким образом, “динамический диапазон” спектра масс составляет 3.5× 1062 = e144. Назовем эту константу a или постоянной инфляции. О ней речь пойдет далее.

А пока стоит заметить, что для макромасштабов (например, для Земли) формула (1) будет выглядеть:

,

где Q – наведенный заряд, m – масса тела, имеющего радиальную составляющую скорости во вращающемся с частотой w поле тяготения массивного тела с потенциалом - квадрат скорости убегания, g0 – ускорение свободного падения на поверхности массивного вращающегося тела. При подстановке , , , , Q = e, получим формулу (1). По-видимому, этот механизм носит универсальный характер и ответственен за электромагнитные эффекты, возникающие при радиальном движении тел во вращающемся поле тяготения массивного объекта.

В интегральной форме это можно выразить как:

или где - потенциал, L- момент вращения, а W – электромагнитная энергия.

Это означает, что изменение момента вращения внутри поверхности S вызывает поток электромагнитной энергии через эту поверхность.

2. О связи микро и макромасштабов и возможном сценарии развития Вселенной

1. Если вышеупомянутое число e144 @ 3.5× 1062 обозначить a , то связь между радиусом Вселенной и Планковской длиной будет:

a × lпл = RB @ 3× 1029 см,

а между массой Вселенной и массой Планка – соответственно:

a × mпл = MB @ 1057 г.

2. Если максимально возможная плотность вещества – это (то есть масса Планка на квант пространства), то, если предположить, что минимальная плотность – это , то есть, наоборот, квант массы приходится на весь “диапазон” пространства, получим:

; ,

тогда для массы Вселенной:

- критический радиус.

.

Этот размер совпадает со временем жизни протона, умноженным на скорость света:

, .

3. В момент возникновения вселенной период экспоненциального расширения (инфляция) – размер и масса (как одно из измерений) шестимерного образования (элемент Планка) возрастают в a = e144 раз. То есть

, .

, .

В то же время происходит распад шестисферы Планка на c - частицы (n=12) с массой , то есть происходит разделение 6-ти равноправных измерений на вещество и пространство-время.

Отношение массы Планка к массе c - частицы равно

,

где - постоянная тонкой структуры (не путать с a - постоянной инфляции).

Площадь 6-ти сферы в 7-ми мерном пространстве равна

,

то есть шестисфера Планка “включает” c - частиц (так как масса – одно из измерений).

- это фундаментальная константа космологии определяет барионную асимметрию Вселенной (отношение числа фотонов реликтового излучения к числу барионов в единице объема).

По-другому, из экспериментальных данных, постоянную b можно вычислить как:

,

где nB – плотность барионов

- современная оценка из астрономических данных.

V = (2.5 × 1029 см)3 @ 1.5 × 1088 см3

- объем Вселенной.

- число барионов (mp – масса протона). - плотность фотонов реликтового излучения.

То есть величина, полученная выше, совпадает с оценкой, основанной на наблюдениях.

4. Итак, при n = 12 на первом этапе рождения материи при E ~ 1017 Гэв в течение первых 10-6 с (доадронная эра), происходят переход кварк « лептон, сопровождающиеся рождением легчайших частиц в количестве

где - характерное время процесса (рождение частиц).

При снижении энергии до 3.3× 1017me ~ 1014Гэв (энергии объединения электро-слабого и сильного взаимодействия n = 11 (см. таб 1)) происходит рождение-распад барионов. При сверхвысоких температурах и плотностях характерное время процесса рождения-распада бариона в кварк-барионной плазме может быть порядка 10-28 – 10-29 с. согласно современным представлениям, этот процесс продолжается около 10-4с от начала взрыва до температуры 1013К.

Каждый акт рождения-распада бариона сопровождается появлением легкой частицы

n = 11; m = 2× 10-32me; r = 1021 ¸ 1022 см (см. табл. 1).

Общее количество таких легких частиц составит:

.

Множитель b имеет место, поскольку аннигиляция антибарионов происходит после.

Учитывая, что масса этих частиц в 1010 раз больше массы легких частиц (n = 12, r = 1031 см), получим, что их общая масса превышает массу вещества (барионов) Вселенной. По-видимому это и есть скрытая масса (невидимое гало галактик).

По аналогии можно предположить, что при переходах следующего уровня (n = 10, слабое взаимодействие), например, при нейтронизации звезд и вспышках сверхновых также происходит рождение большого числа легких частиц (n = 10, r = 1012 ¸ 1013 см), способствующих выбросу тяжелых элементов и образованию планетных систем.

3. О связи мировых констант и чисел a и b

Как указывалось выше, число a - есть константа инфляции e144 @ 3.5× 1062. Число b или космологическая величина, характеризующая степень барионной асимметрии Вселенной, равна отношению числа реликтовых фотонов к числу барионов

.

Из многомерной геометрии известно, что поверхность 6-ти сферы равна (при этом размерность пространства n = 7). Поверхности 5-ти и 7-ми сфер равны, соответственно , . Следует отметить, что поверхность S6 имеет максимальный коэффициент 33.07 для всех значений Sn.

Если предположить, что наряду с инфляцией происходит распад 6-ти сферы Планка на сферы радиусом (то есть рождение вещества - c -проточастиц с массой в 33.1 меньше Планковской), то их количество будет равно

(33.07)6 @ 1.3× 109 = b .

То есть число .

Физические величины, в том числе и мировые константы, выражаются в системе единиц: см, г, с (СГС), которая является симметричной Гауссовской системой единиц, в которой в частности, e 0 = m 0 = 1. можно предположить, что существует связь между этими единицами измерения физических величин и “большими” числами a и b , которые как бы задают масштабы, диапазоны их изменений.

Если изобразить три шкалы – времени, плотности и массы во всем “диапазоне” значений от минимального до максимального – получим

tmin = t0 = tпл @ 5× 10-44c; tmax = t0 × a 4/3× b 2/6 @ 2× 10 43c, причем t0 × a 4/3 – это время жизни нуклонов (барионов) (~ 1040с), а tmax – время жизни лептонов, задаваемое массой c - частицы n = 12.

.

2) ; ,

.

3) m0 = mпл; - масса легчайшей частицы (n = 12); - масса Вселенной в “адронную эру” до аннигиляции (10-4с);