1.4 Мировые константы и квантование действия

Физические константы вводятся теоретически в рамках различных теорий, они имеют различный физический смысл и разную размерность и определяют количественную связь в математических выражениях физических законов. Значения постоянных в настоящее время определяются экспериментально, причём с существенно различной точностью.

Физические постоянные, содержащиеся в выражениях основных законов Природы и имеющие фундаментальное значение, называют мировыми константами. К ним относятся: скорость света в вакууме, постоянная Планка, единица электрического заряда, массы основных элементов вещества (электрона, протона и нейтрона), постоянная тонкой структуры, постоянная тяготения, электрическая постоянная, постоянная Хаббла и несколько других. Некоторые размерные константы можно представить в безразмерном виде как отношения величин, имеющих одинаковую размерность. Так, например, единица электрического заряда и массы основных элементов вещества для вычислений часто используются в безразмерном виде, как значения отношений к электрическому заряду и массе электрона, соответственно.

Окружающий нас мир состоит из взаимодействующих различным образом объектов. Сущность любого взаимодействия заключается в обмене материей между взаимодействующими объектами посредством физических полей различной природы. В картине мира, адекватно отражающей объективно существующую реальность, все физические законы, определяющие виды взаимодействий, должны быть взаимосвязаны, и все физические константы должны быть связаны одна с другой и каждая со всеми. Результат процессов взаимодействия материальных объектов заключается в происходящем в пространстве и времени изменении движения различных форм материи. Инвариантной характеристикой движения является действие – физическая величина, имеющая размерность произведения энергии на время, силы на длину и время, момента импульса - (кг∙м²/с). Результаты настоящего исследования показывают, что ключ к тайнам строения материи и единства взаимодействий лежит в определении взаимосвязи мировых констант на основе открытия квантования действия, сделанного в 1900г. М.Планком. Из открытия Планка следует, что не существует отдельно квантов энергии, времени и пространства. В обменных процессах взаимодействия энергия, масса и расстояния изменяются непрерывно, без каких-либо квантовых скачков, а квантуется только действие. На первый взгляд очевидный квантовый характер значений масс элементарных частиц в действительности отражает квантование действия в обменных процессах и в процессах движения материи внутри частиц.

Непрерывные процессы, происходящие в глубинах материи, также как и процессы, наблюдаемые в космосе, характеризуются цикличностью. Интегральной циклической характеристикой изменения движения на фундаментальном уровне первичных обменных процессов является квант действия ħ. Пространственные и временные масштабы явлений и процессов определяются количеством происходящих в них единичных актов квантования действия. Квантование действия является фундаментальным первым принципом, объединяющим все виды взаимодействий и согласующим вечное движение во всех атомах и галактиках Вселенной.

Так как инвариантная характеристика движения – действие имеет квантовый характер, то, независимо от вида и масштаба взаимодействия, действие S любого периодического или циклического процесса изменения движения равно целому числу квантов действия ħ.

Это утверждение, базирующееся на открытии Планка, может быть записано в виде уравнения:

S = k ħ (k = 1,2,3…) (1.4.1)

Очевидно, что именно уравнение (1.4.1), а не соотношения неопределённостей Гейзенберга (∆S ≥ ħ) ясно и отчётливо выражает экспериментально установленный факт квантования действия.

Использование фундаментального закона Природы (1.4.1), ньютоновых представлений о пространстве, времени и силах инерции, известных законов для сил, законов сохранения, определяемых законами механики Ньютона и ранее известных экспериментальных данных при рассмотрении обменных процессов в атоме водорода и процесса β-распада нейтрона позволило решить задачи, сформулированные авторами работы [1]:

• получить теоретические выражения для констант электромагнитного и гравитационного взаимодействий и вычислить точные значения этих констант;

• уточнить известные и получить впервые значения некоторых фундаментальных постоянных и производных от них физических величин;

• установить неизвестную ранее взаимосвязь между слабым, электромагнитным и гравитационным взаимодействиями, взаимосвязь между постоянной Планка и гравитационной постоянной;

• установить неизвестные ранее ступени элементарности в строении материи , значения относительных масс мюонного и электронного нейтрино, соотношения между массой мюонного нейтрино и массами составляющих атомы элементарных частиц (электрона, протона, нейтрона);

• установить взаимосвязь между элементарным электрическим зарядом, гравитационной постоянной и массами частиц, возникающих из вакуума при парном рождении электрических зарядов.

Адекватность предложенной модели обменных взаимодействий реальности подтверждается совпадением расчётных значений мировых констант со справочными опытными значениями в пределах погрешностей экспериментов.

В связи с тем, что в основе настоящей работы лежат лишь фундаментальные физические законы и справочные материалы, ссылки на оригинальные труды современных авторов отсутствуют. Работа является развитием взглядов автора, изложенных в депонированных рукописях [2], [4], [5].