![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
5 Волны де Бройля
С учетом новых знаний о свойствах субквантовой активной среды и взаимодействия с ней материальных частиц приходится существенно, если не сказать принципиально, видоизменить и понимание природы волн де Бройля, и результаты известных опытов Ааронова-Бома.
Результатами экспериментальных исследований с движущимися элементарными частицами установлено, что любая частица проявляет себя не только как материальная частица, но и как волна (в этом аспекте известно явление дифракции электронов). На основании этого было принято, что любая элементарная частица может рассматриваться одновременно и как частица, и как волна. Однако, если основываться на концепции виртуальной субквантовой активной среды с явно зарядовой структурой, поскольку именно с ней связано имеющее место индуцированное излучение, а также базироваться на аналогии общих физических свойств любой материальной среды (в любых материальных средах имеют место схожие волновые процессы и явления), то логично было бы допустить, что при движении любой материальной частицы в субквантовой активной среде должно наблюдаться взаимодействие движущейся частицы с субквантовой активной средой и, как следствие, появление динамических эффектов генерации волн. Например, известно явление аэродинамической генерации звука при движении материального тела в дискретной воздушной среде. Свист при движении пули или снаряда в воздухе – это обычное явление аэродинамической генерации звука при взаимодействии движущейся пули или снаряда с материальной средой воздуха. Причем, известно, что длина волны генерируемого звука λзв при движении тела в воздухе определяется зависимостью вида
λзв
~
, (11)
где – Ас - число Струхаля, газодинамическая постоянная для воздуха,
V - скорость движения тела относительно воздушной среды,
d - поперечные размеры тела.
Удивительным является то, что генерация волн де Бройля при движении элементарных частиц, например электрона, в существенно отличной от воздуха субквантовой активной среде, определяет длину волны де Бройля λ аналогичной по структуре формулой
, (12)
где h - постоянная Планка для вакуумной среды,
V - скорость частицы относительно субквантовой активной среды,
m - масса движущейся частицы.
Как видно, выражения для длины волн, генерируемых как в воздушной среде, так и в субквантовой активной среде, по физической своей сущности практически идентичны, что говорит о близкой аналогии этих явлений.
Явление генерации движущейся элементарной частицей волн де Бройля является не следствием того, что частица каким-то образом является одновременно волной и частицей, а представляет собой эффект генерации волн при движении частицы в субквантовой активной среде. Взаимодействие генерируемых частицей волн с границами щели природной пространственной дифракционной решетки легко поддается объяснению и теоретическому анализу. При несовпадении оси симметрии щели с направлением движения частицы, генерируемые ею волны в субквантовой активной среде быстрее доходят до ближайшей границы щели и, отражаясь от нее, возвращаются вновь к частице, производя на нее пондеромоторное отклоняющее воздействие в направлении к оси симметрии щели. Затем волна доходит до более удаленной границы щели и, отражаясь от нее, возвращается вновь к частице, производя на нее пондеромоторное отклоняющее воздействие в направлении от оси симметрии щели. Такие поочередные отклоняющие воздействия вовлекают частицу в механический колебательный процесс, что в дальнейшем приводит к смещению направления траектории движения частицы уже за границами щели природной пространственной дифракционной решетки. А так как несовпадение оси симметрии щели с направлением движения частиц различно для различных частиц, то в результате возникают на установленном после щели экране дифракционные кольца.
Как видно указанный колебательный процесс, характеризующий движение частицы, сопровождающийся созданием структуры дифракционных колец и ранее ошибочно интерпретировавшийся как дуализм «волна-частица», возникает тогда и только тогда, когда имеет место поочередное отражение волн де Бройля от границ щели и, следовательно, поочередное пондеромоторное отклоняющее воздействие на частицу. Длина волны де Бройля λ определяется по формуле (12) и зависит от массы частицы и скорости ее движения.
Более того, в опыте дифракции электронов на двух щелях традиционная точка зрения, основанная на дуализме «волна-частица», заключается в том, что невозможно определить через какую щель «проскакивает» электрон, так как считается, что он проходит сразу через обе щели. На самом деле, электрон проходит, естественно, через одну из щелей, а волна де Бройля, генерируемая движущимся электроном в субквантовой активной среде, проходит через обе щели, оказывает на него результирующее пондеромоторное отклоняющее воздействие, вызывая на установленном после щелей экране известную всем интерференционную картину.
В 1956 году американские физики Ааронов и Бом предложили следующую схему опыта по дифракции электронов на природной пространственной дифракционной решетке с двумя щелями. Если сразу за этими щелями и между ними поместить миниатюрный соленоид и подключить к нему электрический ток, то, предсказывали они, несмотря на отсутствие магнитного поля вне соленоида в области, где движутся электроны, проследовавшие через щели, волновая функция электронов испытает действие векторного магнитного потенциала и произойдет сдвиг интерференционной картины, возникающей из-за дифракции электронов. Этот эффект был подтвержден в реальном эксперименте [11].
В опытах Ааронова-Бома при воздействии на движущийся заряд поля векторного магнитного потенциала изменяется скорость движения заряда за счет появления сил взаимодействия движущегося заряда с этим полем, следствием чего является изменение генерируемой движущимся зарядом длины волны де Бройля в полном согласии с формулой (12), при этом происходит сдвиг интерференционной картины, что экспериментально и регистрируется.
Следовательно, если просто основываться на концепции дуализма "частица-волна", то мы практически лишаем себя возможности понять действительную физику взаимодействия движущейся частицы с субквантовой активной средой и границами щели природной пространственной дифракционной решетки. Учет же реальных физических свойств субквантовой активной среды вынуждает нас отказаться от заведомо ограниченной концепции дуализма "частица-волна", которая просто исключает необходимость постановки вопроса о природе образования волн де Бройля у движущейся частицы. Думается, что именно в этом пункте традиционная квантовая механика является несостоятельной.
Таким образом, при движении электрона в субквантовой активной среде происходит эффект генерации волн де Бройля и проявление волновых эффектов в субквантовой активной среде около движущегося заряда. Волны всегда создаются частицами при их движении в субквантовой активной среде и длина волны определяется массовыми и скоростными характеристиками частицы.
Частица с массой
m, движущаяся со скоростью υ,
обладает
кинетической энергией WK
и возбуждает в субквантовой активной
среде колебания с длиной волны
(длина волны λ обратно пропорциональна
импульсу частицы) и частотой
(частота волны ν прямо пропорциональна
кинетической энергии частицы).
Логично предположить,
что частица характеризуется колебаниями
с определенной частотой и в силу этого
частицу можно рассматривать как
движущиеся «часы» и эти «часы» движутся
вместе с волной в субквантовой активной
среде и ее колебания синфазны (находятся
всегда в фазе) с колебаниями волны в
субквантовой активной среде. Из
соотношения 2Wk
= hν, примененного к частице, следует
существование колебаний частицы с
частотой ν, а из работ Планка и Эйнштейна
известно, что ν
есть частота волны, генерируемой, по
нашему мнению, частицей и сопровождающей
(переносящей) частицу в субквантовой
активной среде. Частица связана с волной,
в которой частица занимает очень малую
область и длина волны велика в сравнении
с размерами частицы. Отсюда можно
получить хорошо известную формулу
,
где p=mV
– импульс частицы. И если рассматривать
распространение волны в приближении
геометрической оптики, то мы приходим
к отождествлению принципа Ферма с
принципом Мопертюи и снова получим
формулу
.
Как видно, предлагается представить
реальную физическую волну в субквантовой
активной среде как носителя очень малых
объектов, локализованных в пространстве
в любой момент времени. Тогда необходимо
снова вернуться к представлению о
частице как об очень малом локализованном
объекте, генерирующем волну в субквантовой
активной среде, которая в свою очередь
оказывает силовое воздействие на
частицу, заставляя частицу колебаться
с некоторой частотой.