Текст книги "Поля и вихроны. Структуры мироздания Вселенной. Третье издание"

Мюоны – это промежуточные состояния распадающихся микрочастиц, входящих в состав ядерных оболочек. Мюоны имеют в системе СИ электрический заряд со спином ћ/2, время жизни 2,2 х 10^—6 с и массу в ~207 раз больше массы покоя электрона, т. е. 105,66 Мэв. Структура и механизм индукции массы аналогичен процессам, происходящих в электроне. Абсолютное значение электрического заряда соответствует заряду электрона и позитрона. Структуры микрочастиц типа электрона и мюона – это основные структуры, образующие оболочки атомов и ядер, способные уже, в отличие от мезонов, существовать самостоятельно от связей в ядре со спином 1/2 более длительное время. В процессах распада мюонов рождаются электроны, позитроны и сопровождающие его соответствующие нейтрино и антинейтрино. Комптоновская длина волны мюонов в 207 раз меньше, чем у электронов, но в 10 раз больше чем у нейтронов. Дебройлевская длина волны тепловых мюонов соизмерима с аналогичным параметром внешних оболочек тепловых протонов, поэтому процесс захвата ими мюонов идёт легко с образованием малых по размеру мезоатомов, отличных по свойствам от атомов водорода.

Основными источниками производства мюонов в природе являются процессы, которые происходят при столкновениях солнечных протонов с ядрами атомов газов, наполняющих атмосферу. Механизм производства – ионизация ядерных частиц (типа мезонов), образующих оболочки ядер атомов и последующий их распад в более долгоживущие частицы с тем же спином, т. е. в мюоны со знаком плюс и минус. Другие процессы, приводящие, в конечном итоге, к мюонам – это рождения пар – мюонов фотонами высоких энергий в верхних слоях атмосферы, а также в мантии Земли при распаде ядер. На уровне моря мюоны образуют основную компоненту до 80% от всех частиц космического излучения. Мюоны регистрируют в глубине мощных слоёв континентальной поверхности Земли. В подземных экспериментах мюоны регистрируются на глубине в несколько километров. Находясь в плотных слоях грунтов континентов, мюоны захватываются ядрами атомов на возбуждённые орбиты мезоатомов, затем следует каскадный переход на К-оболочку этого мезоатома и последующий ядерный захват мюона, приводящий к соответствующей ядерной реакции. Экспериментальные данные показывают, что во всех известных взаимодействиях мюоны проявляют себя также как электроны и позитроны, отличаясь от них лишь массой. По этой причине мюоны можно рассматривать как «тяжелые» электроны, которые заменяют последних при образовании мюонных веществ и минералов в плотных слоях мантии, где практически отсутствует свободное пространство и всякое поступательно-колебательное движение ядер атомов. Энергетически тепловое проявление таких процессов выражается лишь вращением (рождением ротонов) вокруг собственной оси. Поэтому распад нейтральных ядер и нейтронов идет с образованием заряженных ядер и мюонов. Электроны, имеющие размер в 207 раз больше мюонов, не способны образоваться в условиях даже верхней мантии.

Для исследований конденсированного состояния вещества с помощью мюонов и мезонов построены мезонные фабрики-ускорители для получения пучков высокой интенсивности.

Свойства мюонов достаточно полно изучены, а в особенности при исследованиях явлений мюонного катализа185185
  Холодный ядерный синтез часть 1.
  https://www.youtube.com/watch?v=R2j8dLcvrog


[Закрыть], т. е. холодного синтеза ядер изотопов водорода при катализном участии отрицательных мюонов с образованием нейтронов и изотопов гелия, и выделением значительной энергии 17,6 Мэв, а за время жизни мюона – 2,5 Гэв. Физическая картина мюонного катализа ядерных реакций – практически значимого физического явления холодного ядерного синтеза – выглядит очень просто и состоит в следующем. Находящийся в водородной среде, содержащей ядра изотопы дейтерия и трития, свободный мюон образует сначала мюонный атом, а затем и мезомолекулярный ион. То есть в этом процессе образуется сначала мезоатомный тритон, а затем мезомолекулярный дейтерий-тритиевый ион. На фото 2.21 (вверху) ядро трития, соединяясь с мюоном (расположен посередине), превращается в мезоатом, размеры которого в семь раз больше его ядра. Далее взаимодействуют два противоположных электрических заряда мюона и дейтрона (фото 2.21, внизу). Мезоатом поглощает своим объёмом очень маленькое по сравнению с ним ядро дейтрона. Ядра трития и дейтрона объединяются таким образом, что начинают взаимодействовать их внешние вихроны. Между этими вихронами идёт соответствующая ядерная реакция синтеза, т. е. слияние магнитного монополя внешней оболочки трития с магнитным монополем внешней оболочки дейтерия (посредством и законами слияния монополей одного знака) с выделением 17,6 Мэв и образованием продуктов реакции в форме альфа-частицы и нейтрона. При этом происходит освобождение мюона и цепочка описанных превращений повторяется до момента распада мюона. Как проверено практикой, число таких актов может доходить до 150 с выделением суммарной энергии около 2500 Мэв. Однако основная проблема применения такого процесса связана с источником мюонов. Для создания необходимых мюонов и их рабочих параметров необходимы установки соизмеримые по энергозатратам с вырабатываемой в этом процессе.

Фото 2.21. Захват зонтиком волновода мюона (посередине) ядра трития (слева) с образованием нейтрального мезоатома тритона, который затем захватывает дейтрон (справа) с рождением дейтерий-тритиевого мезомолекулярного иона (внизу слева в возбуждённом состоянии) и с последующим вылетом продуктов реакции – нейтрона (внизу справа) и альфа-частицы.

Решение этой проблемы186186
  Холодный ядерный синтез часть 2.
  https://www.youtube.com/my_videos?o=U&ar=2


[Закрыть] было найдено в последние годы в рамках пионерских работ по холодному ядерному синтезу (LENR). Поэтому и практический интерес к мюонному катализу диктуется лёгкостью получения ядерных частиц со структурой мюонов в таком процессе, способных в конденсированных средах (жидкость, металл) на специальных электроразрядных установках производить тепловую и электрическую энергию. И это реально сделать даже на установке187187
  Работа установки представлена в следующей главе, в разделе «Жидкости».


[Закрыть] А. В. Вачаева «Энергонива-2» и реакторе С. В. Адаменко. Именно в условиях работы этих установок рождается достаточный поток в режиме ионизации частиц-структур типа мюонов, входящих в состав ядерных оболочек со структурой мезонов, плазмоидом в протекающем потоке воды (конвертор) или в кристаллической решётке меди анода Адаменко. При очень низких энергозатратах идут ядерные реакции, но не с рождением нейтронов188188
  Так как в структуру оболочек атомных ядер не входят протоны и нейтроны, они имеют структуру типа нейтральных мезонов, составленных из заряженных и противоположных частиц типа мюонов.


[Закрыть] и гелия, а с рождением ядер других стабильных химических элементов в том числе дейтерия и трития в воде.

Этот процесс аналогичен ионизации электронов с атомных оболочек.

Применение реальных объёмных структур мюона, мезонов, ядер трития и дейтерия во многом упрощает понимание физических процессов холодного ядерного синтеза (фотоэффект-кумулятивная имплозия189189
  Термины «эксплозия и имплозия» ввиду своей простоты понимания смысла и наглядности физических процессов заимствованы из работ В. Шаубергера.


[Закрыть]) и деления тяжёлых ядер (зарождение нового ядра внутри большого старого и его вылет-взрыв-эксплозия, деление старого).

Фазовое пространство мюона аналогично структуре электрона, но во много раз меньше его по размерам.

Фото 2.22. Схема распада мюона

Поэтому распад мюонов (фото 2.22) происходит через промежуточное состояние с полуцелым спином. Мюоны при распаде превращаются в соответствующие по знаку частицу – электрон или позитрон с сопровождением вылета двух соответствующих нейтрино. В соответствии с уменьшением внутренней энергии, у образовавшейся промежуточной частицы увеличивается радиус полусферы волновода её фазового микропространства. «Замороженные» спиральные волноводы бывшего мюона уже без вихрона становятся мюонным нейтрино (антинейтрино) – по крайней мере, на время распада их можно считать компактифицированными частицами, которые, отбирая соответствующую долю кинетической энергии, покидают место распада. Новая промежуточная частица нестабильна и распадается, её вихрон покидает созданное фазовое пространство, которое превращается в электронное антинейтрино (нейтрино). Вылетевший в электрическое поле частицы промежуточного состояния запертый магнитный монополь формирует уже резонансно-стабильное фазовое пространство электрона (или позитрона), отдавая излишнюю энергию в кинетической форме электронному антинейтрино (нейтрино).

Масса покоя мюона, как и у электрона и позитрона, проявляется гравпотенциалами отброшенных волноводов, созданным вновь при разрядке гравитационного монополя. Заряжается гравмонополь вращательным движением полярного магнитного монополя к центру-полюсу полусферы электропотенциалов волновода со спином 1/2.

Мюоны в связанном состоянии, как и электроны в атомах, могут входить в состав атомно-ядерных оболочек мезоатомов.

Мюонные коллайдеры занимают промежуточное положение между электронными и протонными, и считаются очень перспективными в исследовании свойств бозонов Хиггса. Поэтому и началось проектирование, и создание мюонных коллайдеров. В таких коллайдерах одной из трудностей получения высокой светимости является наличие бетатронных колебаний, которые приводят к отклонению частиц от равновесной орбиты и расширению пучка. При создании таких ускорителей или коллайдеров мюонов главными проблемами являются: рассеяние, не монохроматичность пучков мюонов, быстрый распад ускоряемых частиц. Время жизни μ+μ– при досветовой скорости составляет 2,2 мкс – это тоже проблема для создания мюонного коллайдера. Удлинению жизни мюонов якобы способствует эффект увеличения их времени жизни на релятивистских скоростях. По расчётам СТО при кинетической энергии до 57 Гэв время жизни увеличивается с τ = 2,2 мкс до t = 1,19 с. Однако, во-первых, экспериментально этот эффект реализовать не удастся вследствие уже имеющейся практики создания тау-лептона (время жизни 2,9 х 10^—13 секунды), которая и указывает отсутствие механизма увеличения времени жизни мюона. А во-вторых, времени, как и массы в природе нет вообще, а есть превращения частиц с увеличением их внутренней энергии. Отсюда, по расчётам САП мюоны должны быть получены, сформированы в пучок-сгусток и ускорены до конечной энергии меньше чем за несколько миллисекунд (в лабораторной системе отсчета). При этом они успеют сделать до тысячи и более оборотов в кольце накопителя перед своим распадом. Так ли это на практике – покажет работа мюонных коллайдеров.

А реально происходит следующее. Когда скорость мюонов почти достигает скорости света, дальнейший разгон частиц становится невозможен, но начинает расти их масса-внутренняя энергия. Первичная частица меняется, что изменяет и её внутренние параметры, в том числе и время жизни, как, например, у тау-лептона. А полная энергия складывается из энергии движения, переданной частице ускоряемым внешним переменным электрическим полем в электронвольтах (эВ, Кэв, Мэв, Гэв) и внутренней энергии при квантовом переходе при 1784 Мэв в заряженный тау-лептон, мезон или бозон, а расчёт и изменение внутренней энергии заряженной одноконтурной частицы идёт по формуле Планка, т.е. произведением его фундаментальной константы на частоту излучения четверть-волноводов магнитным монополем ГЭММ. При столкновениях появляется возможность объединения одноконтурных противоположных частиц с полуцелым спином в частицы с целым спином, типа π⁰-мезоны, Z⁰-бозоны, заряженные π-мезоны, W-бозоны, и безмассовые бозоны. Ускоряясь в электрическом поле, мюон, как и электрон, поэтапно превращается в заряженный тау-лептон, а при встречных соударениях (суммарная скорость = двум скоростям света) с аналогичными продуктами ускоренных мюонов путём осевой имплозии, переходящей сгустками в центральную имплозию, и рождаются, более тяжёлые мезоны, бозоны и продукты распада.

Тау-лептон возглавляет третье поколение в семействе лептонов и самый тяжелый из них (электрон, мюон и τ-лептон) – 1784 Мэв, также обладает полуцелым спином, зарядом электрона, временем жизни 2,9 х 10^—13 c и характерным ядерным размером 10^—16 см в соответствии с САП. Количество поколений лептонов пока не объяснено в рамках существующих теорий. На фото 2.23 приведена схема волноводов фазового пространства τ-лептона.

Фиг. 2.23 Сравнение схемы и размера четверть-волноводов электрона (слева), мюона (посредине) и тау-лептона (справа).

Согласно САП, электрон, мюон и тау-лептон – это точечные частица, у них нет внутренней структуры. Существует «легкий» аналог мюона – электрон, и «тяжелый» аналог – тау-лептон. Тау-лептон был получен искусственно в 1975 году на электрон-позитронном на коллайдере SPEAR в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) М. Перлом с сотрудниками. Тау-лептоны образовывались в коллайдере при ускорении электронов до суммарной энергией 2—3,5 Гэв.

Однако, как сообщает автор этих лептонов: «Рождение тау-лептонов детектор зафиксировать не мог, так как они из-за короткого времени жизни распадались поблизости от места рождения, не долетев до него. Поэтому обнаружить тау-лептон можно было только по заряженным продуктам его распада – мюонам, электронам и другим».

При ускорении в коллайдере SPEAR, когда скорость электронов почти достигает скорости света, дальнейший разгон частиц становится невозможен, но начинает расти их масса-внутренняя энергия. Полная энергия складывается из энергии движения, переданной частице ускоряемым внешним переменным электрическим полем в электронвольтах (эВ, Кэв, Мэв, Гэв) и внутренней энергии. При достижении этой энергии более 106 Мэв электрон превращается в заряженный мюон, а расчёт и изменение внутренней энергии заряженной одноконтурной частицы идёт по формуле Планка, т.е. произведением его фундаментальной константы на частоту излучения четверть-волноводов магнитным монополем ГЭММ.

Существенные потери энергии лептонов происходят на излучение синхротронного излучения при искривлении траектории движения пучков в магнитном поле. В линейных ускорителях этого эффекта не происходит. Ускоряясь в электрическом поле до энергии 3,5 – 4 Гэв мюон, как и электрон, поэтапно превращается в более энергетический тау-лептон со структурой, характерной для одноконтурных частиц с полуцелым спином, размером ГЭММ около 10^—25 см, с частотой пульсаций около 2,6 х 10²⁴ Гц и размером четверть-волновода около 3 х 10^—15 см.

Механизм превращения.

При движении электрона в составе сгустка в переменном электрическом поле вокруг его ГЭММ индуктируются синхронные сферы магнитных монополей, которые затем сливаются друг с другом и магнитным монополем ГЭММ электрона, увеличивая его значение, частоту колебаний, уменьшают его размер и размер четверть волноводов его излучения. Достигая соответствующих параметров мюона, электрон превращается в мюон. Аналогичный процесс происходит с мюоном – он превращается в тау-лептон – очень короткоживущий, который при распаде порождает ливень продуктов, в том числе и мюон.

В настоящее время наиболее простым и более эффективным методом считается ускорения электронов с энергией 35 мегаэлектронвольт с помощью лазерных импульсов и волновода с диэлектрическим покрытием стенок. Ученые190190
  Хибберд, М.Т., Хили, А.Л., Лейк, Д.С. и др. Ускорение релятивистских пучков с помощью лазерных терагерцовых импульсов. Nat. Фотоника 14, 755—759 (2020). https://doi.org/10.1038/s41566-020-0674-1


[Закрыть] незначительно увеличили исходную энергию электронов, но за счет крайне короткого участка воздействия достигли темпа ускорения в два мегаэлектронвольта на метр. Однако Морган Хибберд (Morgan Hibberd) из Манчестерского университета и его коллеги использовали мощный лазер для прямого воздействия на летящие сквозь его луч электроны. В этом методе заряженные частицы напрямую взаимодействуют с фотонами электромагнитного поля, которые порождает лазер, приобретая тем самым энергию. Этот эффект можно проиллюстрировать наглядно фото 2.24.

Фото 2.24. Излучаемый фотон в состоянии активной фазы движения и перезарядки магнитного монополя на полволне волновода развернутого электрического вихревого поля из электропотенциалов с локальными значениями в фотоне U1, U2=0 и U3= – U1. Внизу входящий электрон в фотон, ускоряемый им до мюона и тау-лептона. Синии шарики вокруг ГЭММ частиц – это индуктируемые вокруг них движением магнитные монополи микровихронов.

Для ускорения пучков в коллайдере SPEAR до номинальных энергий в основном кольце использовалась высокочастотная (ВЧ) ускоряющая система. Частицы с разными знаками зарядов ускоряются в разных фазах электромагнитного СВЧ-поля поэтапно в стационарной и на бегущей волне и пространственно разведены в кольце.

А, например, в БЭПК сверхпроводящие (СП) резонаторы работали на частоте 352 МГц. Частицы проходят зазор резонатора в нарастающем электрическом поле, что обеспечивает ускорение и автофазировку частиц. Активная длина каждого СП резонатора составляла 1,7 м (что соответствовало двум длинам волн ВЧ поля). ВЧ система располагалась на длинных прямых участках кольца коллайдера. У коллайдера БЭПК (LEP) максимальное ускоряющее круговое напряжение 3560 МВ.

Этапы превращений частиц:

– при энергии Е ускоряемого электрона 0,5 МэВ, его масса-энергия m = 2m₀, а при Е = 10 МэВ m = 28m₀,

– вначале электрон ускоряется силой191191
  Зоной холодной безмассовой плазмы, которая уничтожает пространство-поле, поэтому противоположные источники сближаются, имитируя силу притяжения.


[Закрыть] притяжения электрического поля до предела световой скорости (v– 0,98—0,99с, при Е– 2—4 Мэв),

– такой процесс происходит плавно вплоть до энергии выше 106 Мэв, до первого квантового перехода в мюон, у которого уже собственное гравитационное поле (масса-энергия) в 207 раз больше, чем у электрона, появляется нестабильность структуры с периодом полураспада в 2,2 х 10^—6 секунды, при распаде опять порождаются электроны,

– затем подобные процессы повторяются и с мюоном, вплоть до рождения заряженных высокоэнергетических тау-лептонов и своим временем жизни, при распаде которых опять рождаются мюоны,

– так порождаются нестабильные заряженные частицы с собственным полем и полуцелым спином, которые вместе со своими продуктами распада и регистрируются в детекторах.

Основные каналы распада тау-лептона происходят с превращением в соответствующий по заряду мюон, мюонное антинейтрино и τ-нейтрино, или электрон, электронное антинейтрино и τ-нейтрино. Более 50% распадов приходится на канал превращений с образованием легких адронов – двух каонов или 5—6 π-мезонов, которые в свою очередь опять распадаются на мюоны и электроны.

Отсюда следует, что структурный состав продуктов пучков сталкивающихся пар противоположно заряженных τ-лептонов содержит биполярные оболочки, которые при распаде превращаются в каоны, π-мезоны и полярные вихроны, а затем далее распадаются в мюоны или электроны через промежуточное состояние с полуцелым спином. Остов волновода из зёрен-потенциалов бывшего фазового пространства τ-лептона становится τ-нейтрино и уносит причитающуюся ему переменную кинетическую долю энергии с места распада.

В настоящее время физики планируют проверить Стандартную Модель, изучая распады тау-лептонов. Эти частицы – родственники электронов, которые имеют такой же заряд и вообще много общего, кроме массы, которая у тау-лептонов в 3 тысячи раз больше. Именно в процессе их распада можно увидеть процессы, которые называют новой физикой. Она призвана объяснить происхождение массы, темной материи и энергии.

Мезоны (фото 2.25) – это промежуточные состояния распадающихся оболочек, образующих внутренние и внешние оболочки атомных ядер. Основной источник этих мезонов верхние слои атмосферы, с ядрами атомов газа которой сталкиваются космические и солнечные протоны. Процесс производства мезонов – это ионизация целых кластеров атомных ядер, т. е. ядерных оболочек, мгновенно распадающихся в более долго живущие подобные частицы с тем же спином, т. е. в мезоны. Время, которое затрачивается на переход таких микрочастиц к мезонам от момента взаимодействия до их рождения, является сугубо ядерным и оценивается порядком 10^—23 секунды. За такое время зарегистрировать истинную частицу, её структуру и другие параметры совершенно невозможно.

Фото 2.25. Таблица мезонов

Недавно Коллаборация LHCb БАКа опубликовала результаты исследования распада B-мезона на тройку адронов: ψ», π^— и K⁺. Данные совершенно однозначно свидетельствуют в пользу того, что в процессе распада на короткое время появилась и распалась «вопиюще экзотическая» частица Z (4430). Эта частица – необычный мезон, не вписывающийся в стандартные рамки и состоящий как минимум из двух кварк192192
  Кварк – фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдаемая в свободном состоянии, но входящая в состав адронов (сильно взаимодействующих частиц, таких как протоны и нейтроны). Кварки являются бесструктурными, точечными частицами; это проверено вплоть до масштаба примерно 10^—16 см, что примерно в 20 тысяч раз меньше размера протона.


[Закрыть]-антикварковых пар. Его существование было известно и раньше, но только сейчас стало окончательно доказано, что это реальная экзотическая частица. Со слов И. Иванова193193
  https://elementy.ru/novosti_nauki/432233


[Закрыть] по методам исследований на БАКе:

«Берут и сталкивают частицы, при этом они разлетаются, может рождаться что-то новое. Этот способ прекрасно работает, если вы хотите узнать, например, какая энергия сидит вот в этих кварках. Именно в кварках, потому что они несут основную часть энергии. Но, к сожалению, это не помогает узнать про структуру облака глюонов. Ведь это не просто какая-то плотность глюонов – это новая структура, которая как будто сама сконденсировалась и возникла».

По этому поводу есть одно очень серьёзное замечание – ни в ЦЕРНе, ни в США, ни в РФ, ни в Японии и даже в Палате мер и эталонов в Париже пока ещё не дано вообще определение субстанции энергии в САП, тем более в математических кварках.

Согласно САП кварковая модель строения адронов выглядит очень «просто». Берем кварки, комбинируем их так, чтобы их суммарный цветовой заряд – характеристика, обеспечивающая сильное взаимодействие между кварками, – скомпенсировался, и тогда должен получиться вполне жизнеспособный адрон. Минимальными для компенсации цвета являются комбинации из трех кварков или кварк-антикварковые пары. Теоретически можно соорудить и более сложные бесцветные комбинации, например шестикварковые, пентакварки (четыре кварка и один антикварк), тетракварки (два кварка и два антикварка) и так далее (фото 2.26).

Фото 2.26. Кварковое устройство пи-мезона, протона и предполагаемый кварковый состав частицы Z_c (3900) – одного из кандидатов в тетракварки. Фото из статьи E. Swanson, 2013. New Particle Hints at Four-Quark Matter

Такие адроны, не вписывающиеся в минимальную схему, называются экзотическими. С точки зрения наивной кварковой модели все эти комбинации тоже имеют право на существование. Проблема в том, что в эксперименте их нет – а точнее, не было на протяжении очень долгого времени. Если насильно взять и соединить вместе шесть кварков (например, комбинацию uuuudd) с правильными цветами, то они распределятся по двум протонам, а не образуют один большой адрон. Если поместить вместе два кварка и два антикварка, то они просто сформируют два мезона, которые разлетятся друг от друга. Почему природа ограничивается только минимальными наборами кварков и настолько «не любит» многокварковые состояния – одна из главных загадок этого раздела физики. Тот факт, что Z (4430) распадается на ψ» и π^—, означает, что это заряженная частица. Тот факт, что он распадается очень быстро, означает, что распад идет за счет сильного взаимодействия, а оно не меняет тип кварков. Поэтому если в этом процессе следить за отдельными кварками, она однозначно говорит о том, что Z (4430) не вписывается в кварк-антикварковую схему. Исследования сечений взаимодействий пучков электронов области энергий E ~ 9 ГэВ привели к открытию нового семейства частиц, имеющих в своем составе опять новый b-кварк. В 1977 году были открыты нейтральные Y-мезоны (ипсилон-мезоны) с массами в диапазоне 9.5 – 11 ГэВ – Y (9460), Y (10580), Y (11020). Несмотря на большую массу Y (9460) имел малую ширину распада Г~53 кэВ, т.е. наблюдалась ситуация аналогичная с J/ψ-мезоном. Y-мезоны являются связанными состояниями кварков b и обладают скрытой красотой (квантовоe число b (beauty, bottomness)). Массу b-кварка можно оценить как половину массы Y (9460) т.е. 4700 МэВ, b-Кварк является тяжелым аналогом d и s кварков. b-Кварк порождает новое семейство адронов, имеющих в своем составе этот кварк или антикварк. KEKB– ускоритель, представляющий собой несимметричный электрон-позитронный коллайдер. Энергия пучка электронов 8 ГэВ, позитронов – 3.5 ГэВ, что эквивалентно энергии сталкивающихся пучков в системе центра масс 10.58 ГэВ. Эта энергия соответствует энергии образования Y (4S) -ипсилон мезона. Ускорение электронов и позитронов происходит в одном туннеле длиной 3016 метров. Ускоритель KEKB имеет рекордную светимость для электрон-позитронных коллайдеров L = 2.11·10³⁴ см^—2с^—1, что позволяет получать в большом количестве мезоны, имеющие в своём составе b-кварки. На ускорителе KEKB получено большое количество стандартных мезонов, состоящих из q. Однако наряду с этим наблюдалось образование около 10 различных экзотических мезонов, состоящих из двух кварк-антикварковых пар. В частности наблюдались нейтральные состояния X (3872) и Y (4260), имеющие кварковый состав (cu), и заряженное состояние Z (4430), имеющее кварковый состав (cu). В 2011 г. в KEKB были открыты новые экзотические мезоны, названные Z_b. Z_b-мезоны имеют в своем составе b-кварки и являются заряженными частицами. Поэтому согласно утверждению авторов в их состав помимо b-кварков должна входить ещё одна кварк-антикварковая пара. Состояния были названы Z_b (10610) и Z_b (10650) в соответствии с их массами. В результате e⁺e – аннигиляции образуются b экзотический мезон Z_b и π – мезон. Z_b-мезон затем распадается на π⁺-мезон и Y-мезон. Y-мезон детектируется по его каналу распада на μ⁺μ – пару. Полученные четырехкварковые состояния мезонов представляют несомненный интерес. Однако в настоящее время существование экзотических четырехкварковых состояний мезонов достоверно не установлено и нуждается в подтверждении в других экспериментах. Существует и два типа W-бозонов – с электрическим зарядом +1 и —1 (в единицах элементарного заряда); W⁺ является античастицей для W^—. Z-бозон (или Z⁰) электрически нейтрален и является античастицей сам для себя. Все три частицы очень короткоживущие, со средним временем жизни около 3⋅10^—25 секунд. Эти бозоны – тяжеловесы среди элементарных частиц – с массой в 80,4 и 91,2 ГэВ, соответственно. W^±– и Z⁰-частицы почти в 100 раз тяжелее протона и близки к массе атомов рубидия и технеция соответственно. Масса этих бозонов очень важна для понимания слабого взаимодействия, поскольку ограничивает радиус действия слабого взаимодействия. Электромагнитные силы, напротив, имеют бесконечный радиус действия, потому что их бозон-переносчик (фотон) не имеет массы. Все три типа бозонов имеют спин 1. Испускание W⁺– или W^—-бозона может либо повысить, либо понизить электрический заряд испускающей частицы на 1 единицу и изменить спин на 1 единицу. Z⁰-бозон не может менять ни электрический заряд, ни любой другой заряд – только спин и импульс. Тот факт, что W– и Z-бозоны имеют массу, в то время как фотон массы не имеет, был главным препятствием для развития теории электрослабого взаимодействия.

Мезоны участвуют во всех известных типах взаимодействий. Поэтому их структурный состав в основном представлен частицами в состоянии с целочисленным спином. На фото 2.27 приведены схемы мгновенных структур фазовых замкнутых объёмов мезонов. В динамике движения магнитных зарядов, образующих мезоны в свободном пространстве, возможно самое широкое многообразие таких форм, зависимых от полей окружения.

Фото 2.27. Схемы π – мезонов и структуры их волноводов

π˚ – нейтральные мезоны (фото 2.27 слева), заряженные плюс и минус мезоны (позиции справа) нестабильны и имеют спин равный нулю.

Нейтральные мезоны с массой 134,98 Мэв – это промежуточное состояние замкнутых распадающихся оболочек ядер, образованные парами переходных ядерных и противоположных по знаку магнитных монополей, которые уже неспособны создавать даже нестабильные частицы с полуцелым спином. Эти монополи аналогичны тем, которые создают частицы со спином 1/2 – электроны, позитроны и мюоны, но стабильно существовать могут только в составе ядерных оболочек атомов, запертых от распада заряженными мезонами внешних оболочек. Однако их частоты и соответствующие размеры существенно выше и меньше названных. Пары из таких частиц, как и куперовские пары из электронов и электрон-позитронов, в свободном состоянии способны лишь образовывать нестабильные частицы с нулевым спином и суммарным гравитационным зарядом – массой покоя мезонов.

Заряженные мезоны – это остатки распадающихся внешних оболочек ядер, которые образованы парами с противоположным зарядом соответствующих магнитных монополей, образующих структуру частицы с нулевым спином, т. е. частицы, у которых электрический волновод, с одной стороны жёстко сцеплен с ядром, а с другой стороны его внешний магнитный монополь формирует во внешнем пространстве над ядром заряженный волновод – его электрическое поле. Масса этих мезонов равна соответственно 139,56 и 139,567 Мэв, соответственно, а размер фазового объёма (геометрической пространственной структуры) немного меньше размера мюонов и во много раз меньше соответствующего размера электронов.

Нейтральный (π-ноль) мезон имеет массу 134,98 Мэв и распадается за время 0,83х 10^—16 с, превращаясь в два гамма кванта (Фото 2.28 слева). При этом, следует особо отметить, что рождение пар мюонов, позитронов и электронов гамма-квантом в поле атомного ядра и противоположные им реакция распада-деления π-ноль мезона на два кванта, а также аннигиляции этих пар, однозначно подтверждают предлагаемую здесь структуру микрочастиц, непосредственное участие в создании которой берут на себя микровихроны.

Заряженные мезоны распадаются за время 2,6 х 10^—8 с, превращаясь в одноименно заряженные мюоны и соответствующие нейтрино.

На фото 2.28 показаны схемы распада мезонов.

Фото 2.28. Схемы распада π-ноль и заряженных мезонов.

Непрерывное изменение параметров вещественной материи этих частиц происходит через сохранение средней энергии при самоиндукции зарядов энергии из формы покоя (гравитационный) в форму замкнутого движения (магнитный) с построением геометрической структуры (электрический). При этом имеется две возможности построения волноводов геометрической структуры частиц. Первая – разряд магнитного монополя с перезарядкой знака через посредство электрического монополя и последующим квантовым переходом в гравитационный монополь, который опять при разрядке регенерирует первичный магнитный, т. е. образуется замкнутый волновод π-ноль мезона, как основа внутренних ядерных оболочек.

Вторая – образование волновода заряженных мезонов из двух одинаковых по знаку магнитных монополей, объединённых в пары с противоположно направленными спинами по аналогии куперовских пар электронов, как основа внешних оболочек ядер.

Этот процесс аналогичен для всех замкнутых вихронов и определяется только параметрами магнитного заряда – значение заряда, степень поляризации, время зарядки.

Механизм индукции массы и спина.