2.11. Фотон, крафон, фонон, гравитон – термон

Не всякий фотон может дожить до преклонного возраста.

Квант (от лат. quantum – «сколько») – неделимая часть какой-либо величины в физике; общее название определенных порций энергии [13].

Фотон – квант электромагнитного поля – элементарная реальная частица, переносящая энергию (свет), впервые получила название в 1926 г., введена химиком Гилбертом Льюисом.

Крафон (красный фотон) – квант электромагнитного поля – элементарная реальная частица, переносящая энергию в красном и инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, цементирующая тела и предметы.

Фонон – элементарная квазичастица, квант колебательного движения атомов кристалла, цементирующая тела и предметы, переносящая энергию. Термин введен И. Таммом по аналогии с квантом электромагнитного поля фотоном.

Гравитон – гипотетическая безмассовая элементарная частица, переносящая квант гравитации. Гравитон, по существу, это тоже квазичастица, предназначенная для удобства описания слабых гравитационных полей. Термин «гравитон» был предложен в 1930-х гг., часто приписывается работе 1934 г. Д. И. Блохинцева и Ф. М. Гальперина.

Глядя на это разнообразие частиц-квантов электромагнитного поля, я пришел к выводу, что все четыре частицы – фотон, крафон, фонон и гравитон являются прямыми «родственниками». Все они являются элементарными и безмассовыми, все переносят по кванту энергии. Все четыре частицы порождаются теплотой, не имеют массы покоя, и все перемещаются со скоростью света, а главное, имеют электромагнитные корни.

Делаем вывод, что фотон, крафон, фонон и гравитон – это одна и та же частица (электромагнитная волна), которая в зависимости от энергии отличается только названием, причем две последние – это гипотетические частицы.

Предлагаю объединить эти четыре частицы под одним флагом и с одним названием. Для этого случая я подготовил новый термин – термон.

Термон (от греч. thermē – «тепло, жар», θερμότητας – «теплота») – объединяющее название для всего этого разнообразия частиц.

Квант энергии термона (фотона):

 
е_t = hν.
 

2.11.1. Энергия всегда в движении

Тепловая энергия генерируется гравитационным образом в планетах и во всех звездах. Тепловая энергия вырабатывается химическим путем горения и электрическим способом преобразования полярных электрических зарядов. Таким же электрическим способом вырабатывается тепловая энергия при механическом движении в узлах трения, при деформации и механическом ударе. Энергия всегда в движении!

Реальными переносчиками данной энергии являются термоны (фотоны, крафоны). Виртуальные частицы – гравитоны и фононы – ничего не переносят, на мой взгляд, являются избыточными.

Все тела, имеющие объем (массу) и температуру, являются носителями энергии. В зависимости от объема и количества заключенных в теле атомов аккумулируется соответствующее количество энергии, которая трансформируется, циркулирует (перебрасывается) в телах, создавая тем самым некую паутину, скрепляющую, связывающую атомарное семейство воедино.

При понижении температуры, если тела сохраняют объем, в них присутствует какая-то минимальная энергия. Как только переброска энергии прекратится, а это может произойти только при абсолютном нуле температуры, тела начнут разрушаться и рассыпаться на составляющие вплоть до молекул и атомов. В условиях земной гравитации достичь абсолютного, полного нуля не удастся, вот поэтому колебания атомов в кристаллической решетке не прекращаются при температуре, близкой к абсолютному нулю. Вот почему тела, охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю, не разрушаются.

Сила тяготения уменьшается пропорционально снижению энергии (температуры).

Сила тяготения возникает независимо от происхождения энергии, неважно, где она генерирована: внутри данных тел либо подведена от внешнего источника.

Количество генерируемой (аккумулируемой) энергии зависит от массы тела и его температуры.

Наиболее емкие генераторы и аккумуляторы – это тела, имеющие форму шара. Именно по такому принципу природа эволюционировала, создавая планеты и звезды шарообразными.

Всемирное тяготение возможно только при наличии энергии, аккумулированной в некоем объеме с соответствующей массой. Переносчиками гравитации являются термоны (фотоны и крафоны).

Теплота порождает гравитацию, гравитация порождает теплоту!

2.12. Дуализм, триализм фотона

Рис. 2.16. Триализм фотона.

Немного лирики. У меня фотон ассоциируется с детской сказкой «Колобок».

 
Я Колобок, Колобок,
Я по коробу скребен,
По сусеку метен,
На сметане мешен,
Да в масле пряжен,
На окошке стужен.
 

Эта незамысловатая песенка колобка должна послужить и на благо науки. Почему так интересен колобок для зверей, встречающихся в данной сказке? Потому, что, переводя на язык физики, он обладает притяжением. Каким притяжением обладает колобок – это знают дети. Возвращаясь к фотону, он испечен Солнцем, а потому так же, как колобок, обладает притяжением. Всякое небесное тело (волк, лиса) готово его поглотить и получить все три наслаждения сразу: в виде света, тепла и гравитационного притяжения.

Дуализм (термин) как понятие был введен философами, которым нужно было как-то соединить материю и дух. Впервые этим термином воспользовался немецкий философ X. Вольф для обозначения двух субстанций: материальной и духовной. Впоследствии термин «дуализм» был подхвачен и другими философами. Одним из наиболее ярких выразителей дуалистической позиции был Р. Декарт, разделивший бытие на мыслящую субстанцию (дух) и протяженную (материю).

У физиков «дуализм» тоже прижился, но позднее, когда непримиримые споры о фотоне как о корпускуле или волне ни к чему не привели. Вот тогда-то они позаимствовали данный термин у философов и довольно удачно. Все стороны остались довольны.

Корпускулярно-волновой дуализм был введен при разработке квантовой механики. Корпускула и волна в фотоне присутствуют всегда. По поводу корпускулы и волны фотона среди физиков разгорались нешуточные научные споры. Пьер Гассенди сформулировал корпускулярную теорию, которую поддержал Исаак Ньютон. Волновую теорию света предложили Роберт Гук и Христиан Гюйгенс.

В начале XIX в. Томас Юнг своими опытами с дифракцией, казалось бы, убедительно доказал, что свет распространяется как волна. Было открыто, что свет представляет собой поперечные волны и характеризуется поляризацией. Юнгу принадлежит предположение, что различным цветам соответствуют различные длины волн. В 1817 г. волновую теорию света изложил Огюстен Френель. В 1880-х гг. Максвелл разработал теорию электромагнетизма, после чего свет был идентифицирован как электромагнитные волны. Но в конце XIX в. волновая теория пошатнулась благодаря опытам Майкельсона—Морли, в экспериментах не было обнаружено эфира. Волна, как предполагалось, нуждается в существовании среды, в которой она могла бы распространяться, однако тщательно спланированные эксперименты не подтвердили присутствие этой среды (эфира). Это натолкнуло А. Эйнштейна к созданию специальной теории относительности.

Природа электромагнитных волн оказалась сложнее, чем просто распространение возмущений в веществе. Но еще почти на полвека раньше, в 1859 г. на заседании Прусской академии наук Густав Кирхгоф сделал сообщение об открытии закона теплового излучения. Тепловое излучение абсолютно черного тела привело науку к «ультрафиолетовой катастрофе». На рубеже XIX—XX столетий немецкий физик Макс Планк для объяснения теплового излучения выдвинул идею излучения света квантами (порциями), впоследствии они получили название «фотоны». Как выяснилось в дальнейшем, поглощение энергии света также происходит квантами.

Как видите, фотонная чаша весов склонялась то к корпускуле, то к волне.

В конце концов физиков примирил Луи де Бройль, который позаимствовал у философов хитрый прием: ни вашим – ни нашим, одним словом – дуализм. После чего в физике появился термин – «корпускулярно-волновой дуализм». Может ли фотон быть одновременно и частицей, и волной или он все-таки проявляет себя в разных обстоятельствах либо как волна, либо как частица? Последние исследования в экспериментах со светом физикам удалось обнаружить фотон в двух одновременных состояниях как волны и как частицы. «Мы наблюдали сильные нелокальные корреляции, которые показывают, что фотон должен одновременно вести себя как частица и как волна» [14].

Я затеял этот разговор не для того чтобы изобличить двуликость фотона, а чтобы показать его работоспособность, его новое физическое качество. Фотон, как известно, квант света и переносчик электромагнитной энергии. Говоря бытовым языком, он и светит, он и греет.

Я усмотрел в фотоне еще одно замечательное свойство – эта частица является еще и транспортом гравитации. Фотон попутно, а может, это его основная деятельность, перетаскивает энергию и импульс от одного тела к другому. Притом он не кичится и не ударяет своей массой и импульсом как дятел клювом по дереву, а наоборот, своим импульсом притягивает это дерево, которое его и поглощает. То есть после поглощения дерево («лиса») приобретает единичный импульс движения навстречу фотону. (см. раздел «Гравитация приемника»).

Поскольку моя теория гравитации строится на базе электромагнитного излучения, а фотон – квант этого излучения, то он и является переносчиком квантов гравитации.

Вот здесь, да простят меня физики за введение нового термина, – триализм.

Триализм (триада) фотона: свет, теплота и гравитация!

Слово «триализм» мой редактор подчеркивает красным, он не знает такого слова. Слово триализм можно трактовать как по-русски, так и по латыни (3 – tres, tria, tertius). Я не добавляю ничего к известному термину «дуализм», а организую свою триаду по работоспособности фотона: фотон одновременно несет свет, теплоту и импульс гравитации.

С другой стороны, теплота – это те же электромагнитные волны, поэтому снова возвратим фотон к дуализму: свет и гравитация, волна и импульс.

Энергия не терпит перепадов, обвалов и скачков. Энергия всегда стремится к выравниванию, нивелированию, усреднению, сглаживанию и рассеиванию (исчезновению). Всякая физическая система стремится к состоянию с более равномерным распределением энергии. Все это делает гравитация и энтропия. Здесь я намеренно смешал несмешиваемое. Гравитация – это физическое действие макросистемы, связанное с переносом энергии, выравниванием температуры и охлаждением, а энтропия – это состояние термодинамической системы, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов, является мерой их необратимости.

Фотон во всех этих процессах главное действующее лицо.

Вот здесь можно сказать, не покривив душой, что фотон – неутомимый труженик во всех смыслах этого слова! [15]