Классическое определение из Википедии: «Электрический ток — это упорядоченное движение частиц, являющихся носителями электрического заряда.
Носителями электрического заряда могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях — электроны, в полупроводниках — электроны или дырки (электронно-дырочная проводимость).
С точки зрения квантовой теории поля переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон.»
(В качестве подсказки для читателя:
Изложенный ниже текст является продолжением статьи "Об одной забытой модели строения элементарных частиц", опубликованной на Хабре 1 апреля 2025 года https://habr.com/ru/articles/896424/.
Текст длинный и в начале много достаточно скучных представлений о вариантах движения фотонов. В принципе, их можно пропустить.
Основная часть этой статьи с описанием квантового строения элементарных частиц начинается где-то с рисунка 12).
Что нового может добавить к классическому определению электронного тока Модель элементарных частиц из забытого наследия СССР?
Согласно этой Модели фотоны бывают валентными и невалентными.
Невалентные – это те, движение которых может быть круговым, планетарным или спиральным с разным порядком закрученности, но это движение происходит по шаровым орбитам элементарных частиц вокруг ядра (можно еще сказать – по орбиталям, в орбитальном облаке, в торообразных спиралях, вихрях или в «облачных» солитонах).
Валентные – это те, которые «работают» парами в вихревом потоке пульсирующих гипероидов-солитонов. Они отвечают за взаимодействия между частицами.
Напомню рисунок 7 из первой статьи, чтобы еще раз визуально показать цикл движения частиц по закрученным спиральным силовым линиям от альфа-состояния гипероида-солитона, когда частицы уходят в круговое поперечное движение до его бетта-состояния, когда частицы улетают друг относительно друга «на разрыв» вдоль продольной оси пульсации:
А ниже на Рис. 3 в подтверждение вымышленной Автором формы гирероида показана визуальная энергетическая модель протона, экспериментально вычисленная еще в 80-х годах выдающимся советским физиком Анатолием Семеновичем Ясиновым (https://www.yssy.narod.ru/):
Форма такого движения является вполне обычной и для макромира: воронки в воде, вихри, атмосферные циклоны и торнадо в воздухе, спиральные галактики в космосе, осциллоны в гранулированных средах, улитки в живом мире, гармоники в математических абстракциях:
А совсем недавно – в марте 2025 года - вышла статья https://hightech.fm/2025/03/11/quantum-tornadoes, в которой говорится, что физики впервые зафиксировали «квантовое торнадо» — вихревые структуры электронов в импульсном пространстве.
Вернемся к теме статьи – к описанию природы электрического тока в понятиях квантовой Модели строения элементарных частиц .
Предлагаю такой вариант названия - в конце этой статьи будет понятно почему так. (Назвать ее Моделью Пронина, как предложил один из весьма уважаемых комментаторов, не совсем корректно: во-первых, ее появление во-многом обязано советской системе образования (кому повезло посвятить себя науке в золотое время аспирантуры – меня поймет), а во-вторых, исходные положения этой Модели обсуждались со многими специалистами, в частности - рецензировались физиком, к.ф-м.н (МГУ), д.э.н. Валерием Николаевичем Прониным)
Итак, согласно этой квантовой Модели ЭЧ всего в элементарных частицах присутствуют три типа пар фотонов: γ ---˜γ; γ --- γ; ˜γ ---˜γ.
Для визуализации этих пар повторю рисунок из первой публикации с моделью тау-лептона:
Первая пара – связка фотона и антифотона - в едином пульсирующем гипероиде любой частицы (электрон, мюон, протон, нейтрон и т.д.) образует настолько жестко связанную систему, что в образовании электрического тока, скорее всего, не участвует.
А вот фотоны во второй паре γ --- γ, вероятно, связаны между собой при движении в гипероиде-солитоне гораздо слабее, поэтому они при электромагнитном взаимодействии могут легко отрываться с пульсирующего гипероида одной частицы и переходить в «команду» другой частицы.
Поток таких фотонов и создает электрический ток.
Понятно, что минимальная энергетика взаимной связи фотонов в пульсирующем поле гипероида-солитона будет в двух крайних положениях: либо в крайней точке поперечного участка (альфа-состояние GS), то есть кругового, поперечного движения - здесь отрыв фотона происходит за счет сил магнитного взаимодействия, либо в крайней точке продольного участка (бетта-состояние GS), то есть линейного центробежного движения - здесь отрыв фотона происходит за счет сил электрического взаимодействия.
Причем, оторвавшийся фотон скорее всего, наиболее вероятно будет переходить именно в пульсирующий гипероид другой частицы (если там в какой-то момент окажется только один фотон – см. Рис.6.), но возможно, что и непосредственно в ее орбитальное облако (если в нем будет не хватать собственных фотонов, полагающихся частице в соответствии с ее уровнем энергии/негэнтропии –см. Рис.7).
Если в гипероиде-солитоне в результате электромагнитного взаимодействия оторвался один фотон, то кривизна и негэнтропия пульсирующего поля гипероида этой частицы резко возрастает и для выравнивания топологического дисбаланса должен «срочно вытягиваться» недостающий фотон из орбитального облака самой этой же частицы (см. Рис.8) или фотон из гипероида соседней частицы (см. Рис.6).
И, наконец, нужно упомянуть еще и об обратном варианте перемещений фотона внутри самой частицы – из гипероида-солитона в орбитальное облако (см. Рис.9).
Понятно, что предложенные выше схемы переходов весьма условны. Особенно это касается схем на рисунках 8 и 9: скорее всего, при внутренних перемещениях фотоны переходят с гипероида-солитона в орбитальное облако и обратно в точках их пересечения, а не в самых удаленных точках альфа- и бетта-состояния солитона:
Возможно, помимо «валентных» и «невалентных» фотонов, так или иначе связанных внутри элементарной частицы, существуют и «свободные» фотоны. Например, это те фотоны, которые отрываются от одной элементарной частицы и еще не успели (или не смогли из-за своей чрезмерно высокой или чрезмерно низкой энергии) войти в «команду» другой элементарной частицы.
Сделаем промежуточный вывод: также как и в квантовой теории поля, в понимании нашей квантовой Модели элементарных частиц электрический ток образует не движение электронов или ионов, а движение фотонов.
Причем, участвуют в этом движении фотоны всех без исключения элементарных частиц: электронов, мюонов, пионов, протонов, нейтронов и т.д.
____________________________________
В комментариях к первой статье просили максимально упростить текст и буквально "на пальцах" постараться описывать невидимые в микромире процессы.
Попробуем:
Как эту модель электрического тока с переходом невалентных фотонов в валентные и далее – в свободные («в отрыв») можно представить с помощью обычной схемы водоснабжения?
А дальше в таблице показывается процесс возникновения электрического тока в виде последовательности переходов фотонов из разных их состояний внутри элементарной частицы (в сопоставлении с наглядным примером из макромира):
Может быть, приведенная аналогия для кого-то окажется слишком сложной (а кто-то наконец-то поймет откуда в кране берется вода:). Я всего-лишь хотел показать, что и в макромире для оптимального использования какого-либо необходимого человеку ресурса (в данном случае – воды) необходимо построить достаточно сложную систему.
В данной аналогии вода может находиться в продольном движении по трубам, которое подпитывается избыточным давлением от гидроаккумулятора насосной станции (это валентные фотоны в пульсирующем движении по гипероиду-солитону), а может находиться в накопительных резервных баках (это невалентные фотоны в орбитальном облаке частицы). И даже для свободных фотонов есть место в этом примере – это та вода, которая еще не включена в какую-либо систему водоснабжения, а находится в свободном потоке в водохранилище или в подземной реке.
_____________________________________
Понятно, что это только первая, самая простейшая попытка объяснить механизм возникновения электрического тока и его последующей подпитки фотонами с помощью квантовой Модели элементарных частиц.
Для дальнейшего развития Модели нужны волонтеры, физики-теоретики и исследователи, продолжатели…
Безусловно, одной из следующих задач для студентов и аспирантов (хотя честно - надежда больше на «стариков-разбойников» из советской школы физики) должно быть уточнение и развитие квантовой Модели ЭЧ в части объяснения природы магнитных полей.
Например, нужно попытаться обосновать явления магнитизма особой топологически устойчивой формой движения невалентных фотонов и антифотонов, способствующей их накапливанию на разных концах магнита или проводника или катушки с током.
Тем более, что для этого есть возможность свободного использования поистине бесценного багажа научных знаний - результатов многочисленных исследований явлений магнитостатики, которые были системно организованы и успешно проведены за последние 10-15 лет талантливым физиком-экспериментатором Алексеем Леонидовичем Андреевым.
Очень рекомендую обратить внимание на его цикл высокопрофессиональных видеопубликаций в Интернете (канал «Физика от Фантома»), в которых с помощью максимально чуствительного современного инструментария доказывается, что реальные закономерности распределения параметров магнитных полей во многих случаях либо противоречат устоявшимся научным догмам, либо требуют принципиальных уточнений формул в школьных учебниках физики.
В рамках же завершения этой статьи считаю, что необходимо попытаться раскрыть смысл фразы, написанной в самом ее начале:
«Валентные фотоны – это те, которые «работают» парами в вихревом потоке пульсирующих гипероидов-солитонов.»
То есть, давайте попробуем ответить на вопрос: «Как (и чем) связана пара фотонов в составе элементарной частицы»?
Возможно, на этот вопрос может дать ответ вот этот фрагмент из рисунков Автора:
Фактически, речь далее пойдет о следующем, квантовом уровне материи.
Именно на этом уровне обеспечивается взаимосвязь пары фотонов в гипероиде квантами, «зацепленными» на ядро частицы.
Эту часть архива Автора я побоялся включить в первую статью.
В результате закономерно получил в комментариях вопросы про то, что пятью первоэлементами (G; γ -˜γ; νe-˜νe; νμ-˜νμ; ντ-˜ντ) глубина материи может и не ограничиться, что «там снизу может быть еще много уровней более мелких первочастиц».
Придется по-немногу довыкладывать архив, чтобы показать, что Модель Автора действительно включает в себя и квантовый уровень, который обеспечивает все виды взаимосвязей между первоэлементами:
Понимаю, что вопросов и претензий к этой Модели может быть множество.
Например, почему Автор не показал структуру тау-нейтрино, а также антифотона и антинейтрино? Не знаю.
Для меня сейчас гораздо важнее, например, почему на этой схеме (Рис.13) гравитон представлен в виде двух квантов гравитационного поля (гравитино - ?) вокруг ядра из кванта фотона?
Однако из некоторых записей Автора можно сделать вывод о том, что в каждом гравитоне имеется не два, а весьма значительное множество квантов гравитационного поля, которые и образуют различные полевые структуры или топологические объекты (от сферических орбиталей до разной степени закрученных оболочек, солитонов).
Например, на одном из листов архива были такие записи:
«Для гравитационного поля характерно произвольное число квантов (у фотона, например).
Гравитационное ускорение сопровождается увеличением числа квантов, гравитационное замедление – снижением.
Так как захват или испускание кванта сопровождается деформацией квантовой «орбиты» (поверхности, являющейся границей для нахождения кванта, то есть за нее квант не выходит), то есть – увеличением негэнтропии ˜НЭ, то материальный объект в силу основного свойства противится к захвату или испусканию квантов, что на квантовом уровне есть инерция.»
И еще там же:
«…гравитационные кванты вращаются по сферическим орбитам, соответствующих их числу. Поэтому гравитационное поле есть потенциальное поле притяжения.»
А вот здесь вообще говорится о еще одном, следующем за квантовым уровнем первоматерии.
Вот пример текста с архивной цитатой Автора, который я также убрал из первой статьи:
"Возможно, это будет важно, но в рукописях была следующая фраза: частицы (носители полей) «структурированы в пульсирующей оболочке кванта гравитационного поля». И далее: «частота пульсации кванта = частота поля»."
Заметьте, Автор ненаписал «в оболочке гравитона», а именно в оболочке «кванта гравитационного поля». А главное — это ошибка или действительно в Модели появляется еще один уровень с «частицами — носителями полей»?
Стоп, стоп, стоп…
Мы же поставили перед собой вполне конкретную задачу для сегодняшней статьи – попытаться объяснить «Как (и чем) связаны пары фотонов в составе элементарной частицы»?
Поэтому давайте сегодня абстрагируемся от философских вопросов типа: есть ли помимо квантового уровня материи еще и субквантовый?
Давайте примем такие допущения:
1. Кванты также как и фотоны могут быть валентными, невалентными и свободными.
2. Валентные кванты также «работают парами» по пульсирующим силовым линиям гипероидов-солитонов.
Но тогда в том же электроне мы будем говорить не о двух фотонах γ---γ, а как бы о двух парах фотонных квантов kvF. Изобразим их таким образом:
В результате мы получаем уже модель взаимодействия фотонов на квантовом уровне.
Теперь оказывается, что за внешнее взаимодействие пар валентных фотонов в поле гипероида-солитона отвечают «наружные» фотонные кванты kvF, а «внутренние» фотонные кванты kvF «прочно сцеплены друг с другом» через ядро, то есть они связаны не только между собой, но и – главное - с фотонными квантами электронного нейтрино в самом ядре:
Соответственно, невалентные фотоны в орбитальном облаке частицы также раскладываются на пары фотонных квантов, один из которых осуществляет движение по шаровым или более сложным (см. Рис.1) орбиталям, а второй – по элипсоиду-солитону «зацеплен» с ядром.
Согласитесь, такое «квантовое» описание структуры элементарных частиц гораздо убедительнее первоначальной чисто «баллистической» модели, так как подчеркивает откуда берется «жесткость», «связность» конструкции.
И, может быть, не стоит уже добавлять в эту квантовую Модель ЭЧ еще один субквантовый уровень с частицами – «носителями полей»: поведение и энергетика стоячей волны или солитона или фрактала - это и есть поведение и энергетика соответствующих фундаментальных волновых полей.
Небольшое отступление
утверждения Автора Модели о том, что вихревое закрученное движение первочастиц и их квантов происходит по пространственно-топологическим поверхностям полей в виде гипероидов-солитонов или элипсоидов-солитонов – это очень условно и далеко не полно.
Устойчивых, резонансных состояний стоячих волн, солитонов может быть очень много, топологически они регламентированы, квантованы.
Но ведь есть еще заузленные, закрученные в спиральных вихрях и т.п. солитоны, с которыми работает М.В. Смелов и другие исследователи.
Вероятно, потребуется перебрать множество вариантов, чтобы уточнить квантовую Модель ЭЧ.
Чтобы лучше понять природу топологически устойчивых вихревых форм движения элементарных частиц, их первоэлементов и квантов рекомендую познакомиться в Интернете с циклом видеолекций замечательного физика-теоретика и успешного практика Александра Николаевича Мишина (например, здесь начало одного из циклов его лекций: https://rutube.ru/video/3f3570bb8a6701c68f5e0adb46703760/, а здесь, например, А.Н. Мишин публикует на своем канале начальную видеопрезентацию о стоячих волнах уже упомянутого мною выше А.Л. Андреева https://rutube.ru/video/042d3d38f562db1cfed48c5b872cd8f5/).
Да и не только в виде солитонов могут быть организованы формы движения частиц.
Достаточно прочитать один абзац из лекций профессора МГУ Игоря Николаевича Бекмана по ядерным реакциям (https://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L21.pdf), чтобы понять насколько сложна и нетривиальна поставленная задача:
«При наличии магнитного поля в однородной плазме возможны волны шести типов: три высокочастотные и три низкочастотные. Если температура или плотность плазмы в магнитном поле неоднородны, то возможны ещё так называемые "дрейфовые" волны. При больших амплитудах возможны "бесстолкновительные" ударные волны, уединённые волны (солитоны), а также ряд др. "нелинейных" волн и, наконец, сильноразвитая турбулентность…»
Что в итоге?
Собственно, только лишь подтверждение вывода квантовой теории поля, что «переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон».
Правда, в самом простейшем виде предложена структура фотона, регламентированы варианты его движения в частице, порядок образования электрического тока и т.п.
Конечно, в итоге согласно этой квантовой Модели элементарных частиц отрываются не фотоны, а именно фотонные кванты.
Возможно, это и будет считаться новизной теории.
Но для простоты о них можно особо не упоминать: фотонные кванты, как мне кажется, за счет своей энергетической неустойчивости не могут быть «свободными», а сразу же состыковываются в пары, образуя фотоны, которые и переносят электрические заряды с той самой необходимой скоростью света (если смотреть на них в продольном направлении:), а не «колеблются» в проводнике как электроны в «дырках» традиционной физики.
Юрий Николаевич Пронин, pronin_1@mail.ru
1980 - Апрель 2025 года