Canakau20 янв в 11:15

Атом в Виртуальной Вселенной (Часть II)

16 мин

6.8K

Комментарии 15

Огромное спасибо за интересный цикл! Наткнулся совершенно случайно, что удивительно учитывая количество статей про ии последнее время, даже непонятно как теперь такое можно продвинуть и выделить...

Даже если это не станет какой-то теорией, то все равно останется интересной идеей того как можно собрать пространство вокруг нас, а вместе со стилем изложения может помочь человеку лучше понимать физику на этом уровне.

К сожалению не смог пока попасть на ресурсы doi.org (никакие квн не помогают), поэтому вопрос - по адресу (https://github.com/dshurbin/SU2-S3-Theory) представлен весь материал или на doi.org больше?

Canakau 22 янв в 08:53

Благодарю за тёплый отзыв!
ссылка через doi.org — это стандарт. Но можно зайти сюда: https://zenodo.org/records/17401263, это платформа для размещения документов. Только нужно обращать внимание на версии документов. DOI: 10.5281/zenodo.17334970 — это все версии, а DOI 10.5281/zenodo.17401263 — версия 2. И, как раз, через doi.org можно дать общий идентификатор, через который можно получить последнюю версию документа.
Что касается репозитория — на английском он полнее, чем на русском. Некоторые документы я сразу писал на английском (или вносил правки), чтобы потом не тратить время на перевод. Но столкнулся с тем, что нужно тратить время уже на перевод на русский для синхронизации. Это существенно легче, но тоже требует мотивации :)

В репозитории есть третья версия Foundations (только титульник надо обновить). Там есть небольшие, но важные дополнения. Надо собраться и закинуть его на Zenodo. Есть ещё две работы - одна по квантовой механике (неравенства Белла, правило Борна), она практически готова, нужно окончательно вычитать, возможно внести минорные правки по стилистике и выложить в репозиторий и на Zenodo. Есть ещё работа по CMB в примерно таком же состоянии. Скоро тоже опубликую.

Что касается научпоп версий — я пока только учусь рассказывать сложное просто и это не просто :)

Станет ли это когда-нибудь теорией? Сложно сказать. Современная физика довольно неплохо всё описывает. Пусть, даже, где-то эмпирически. Для такой радикальной смены парадигмы, при всех её кажущихся плюсах, нужно нечто большее, чем просто «попадание» в феноменологию. Даже универсальное. Нужно предсказание, которое будет легко описываться новой теорией и плохо старой (или вообще не описываться). Проблема в том, что уже найдено и описано множество явлений. Чтобы откопать «что-нибудь эдакое» — нужно постараться. Перспективное направление — электричество и сверхпроводимость. Там можно что-нибудь откопать, но я далёк от лабораторий, а одного паяльника тут точно не достаточно.
Менее доступные направления — это астрофизика, астрономия и ядерная физика (например, в части ядерного синтеза — есть неплохие намётки)

Так что, будем посмотреть :)

Pelemeshka 22 янв в 09:18

Спасибо, на zenodo заходит, но если в гитхаб материала больше то другие ссылки не сильно нужны.

Canakau 22 янв в 09:12

Кстати, одно объяснение, претендующее на роль предсказания уже есть — почему JWST (телескоп Джеймс Уэбб) увидел там, где мы ожидали увидеть горячий газ — тяжёлые галактики. Все фундаментальные постоянные в этой теории зависят от (радиуса Вселенной). На раннем этапе, при перестройке вакуума $\kappa$ была маленькой и росла с ростом , скорость света большой и гравитация гигантской, а время текло значительно быстрее. Таким образом, времени вполне могло хватить на формирование этих галактик. И условия были подходящими.

Tehe4ek 23 янв в 06:10

Было очень любопытно, не все понял но интересно. Такой вопрос, если где-то описание двухщелевого эксперимента через это идею с топологией?

Canakau 23 янв в 06:40

Да, конечно. В статье "Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть I)" https://habr.com/ru/articles/974788/

Cthulhu39 25 янв в 11:47

Интереснейший цикл статей, спасибо. Во-первых, интересно есть ли параллели в Вашей работе и в том, что написано в другой статье на Хабре, где автор тоже вывел, якобы с хорошей точностью, все основные фундаментальные константы, массы частиц и т.д: https://habr.com/ru/articles/975548/ , во-вторых, сильно интересно как в Вашей парадигме будут выглядеть явления LENR? в-третьих, интересно, нет ли параллелей между Вашей парадигмой и идеями В. И. Высоцкого о "когерентных коррелированных состояниях": https://www.mathnet.ru/links/f8222b9747dd8eb2923a13fdbd5ed91a/jtf9437.pdf ?

Canakau 25 янв в 17:56

Я отношусь с уважением к работам, подобным той, что Вы упомянули (https://habr.com/ru/articles/975548/) — в них чувствуется стремление к онтологическому основанию физики, а не к простому подгону формул. Однако, принципиальное отличие моей модели в том, что константы не подбираются и не выводятся из нумерологии, а возникают как геометрические инварианты SU(2)-фазовой динамики на . В основе лежит реальный лагранжиан фазового поля (нелинейная $\sigma$ -модель + Skyrme-тип стабилизации), где $U(x) \in SU(2)$ , а квантование, спин, электромагнетизм и гравитация возникают как разные пределы одной и той же геометрии (см. первую статью цикла «Геометрическая головоломка на выходные» или работу Universal Phase Geometric Theory (UPGT): Foundations). Из двух параметров $\kappa, \alpha$ формируются масштабные инварианты $L_{\ast}=\sqrt{\tfrac{\alpha}{\kappa}} , E_{\ast}=\sqrt{\alpha \kappa}$ , которые затем связывают атомные, ядерные и космологические масштабы (см. статьи цикла по космологии или Universal Phase Geometric Theory (UPGT): Cosmology, Universal Phase Geometric Theory (UPGT): Atom). То есть совпадение чисел здесь — не цель, а следствие единой фазовой геометрии.

Что касается LENR

В модели, нуклоны — это топологические вихри SU(2)-фазы ( $\pi_3(S^3)$ -солитоны), ядра — коллективные фазовые конфигурации на общей -оболочке, взаимодействие — не только кулоновское, но и фазово-геометрическое. Из этого следует важный момент: энергетический барьер реакции — это не только Кулон, но и фазовая деформация. В сильно коррелированных средах (кристаллы, водородные решётки, плазмы с коллективными модами) возможны режимы, когда фазовая оболочка ядра перестраивается, туннелирование идёт не в «пустоте», а по когерентному фазовому каналу и локально эффективный барьер оказывается значительно ниже. Это не означает «чудо», но даёт геометрический механизм, которого нет в стандартной ядерной модели. В UPGT это естественно вытекает из того, что ядерные уровни — это глобальные моды SU(2)-поля, а не просто локальные частицы.

Параллели с В. И. Высоцким

Концептуально, параллели очень близкие, но с важным различием: у Высоцкого — эффективное описание корреляций, у меня — их геометрическое происхождение. В SU(2)-модели когерентность — это не состояние материи, а глобальная согласованность фазового поля. Фактически, то, что Высоцкий описывает как ККС, в моей теории соответствует состояниям с низкой фазовой энтропией и высокой корреляцией токов $J_{\mu}=U^{−1}\nabla_{\mu}U$ , а так же пониженной эффективной фазовой жёсткостью. То есть, его феномен можно рассматривать как частный физический режим SU(2)-фазовой геометрии.

Моя модель не пытается «объяснить всё сразу». Она предлагает единую геометрическую онтологию, в которой квантование, взаимодействия, массы, гравитация и, возможно, аномальные режимы реакций возникают как разные проявления одной фазовой структуры.

Cthulhu39 26 янв в 02:23

Т.е. правильно ли я понимаю, что из основных параметров Вашей модели (коэффициент фазовой жесткости каппа, коэффициент устойчивости альфа, скорости света и радиуса гиперсферы) можно вычислить все физические фундаментальные константы? Где-то есть работа, посвященная именно этому? Массы элементарных частиц расчитываются у Вас?

В сильно коррелированных средах (кристаллы, водородные решётки, плазмы с коллективными модами)

Ну если Вы приведете пример расчета чего-то такого - это будет бомбически))) Т.к. единственная теория, худо-бедно отвечающая на вопросы LENR - это теория Видома-Ларсена. Если Ваша альтернатива будет эффективнее и изящнее - будет очень здОрово.

глобальная согласованность фазового поля

Она как-то может проявляться на макроскопическом масштабе?

Еще пара вопросов. Можете четко формализовать понятие глобальная мода SU(2)-поля? Как это описать математически?

Возможны ли в Вашей модели продольные волны или только электромагнитные поперечные?

Canakau 26 янв в 22:50

По поводу LENR, на самом деле, уже можно привести конкретный самосогласованный расчёт, который замыкается по порядкам и не требует экзотики. Экспериментальный якорь LENR — корреляция He-Heat:
$23.8\ \text{MeV на один } {}^4\mathrm{He} ;\Rightarrow; \frac{\dot N_{\mathrm{He}}}{P} \approx 2.6\times10^{11}\ \mathrm{s^{-1},W^{-1}}$ .

Это сразу фиксирует требуемую редкость «успешного» микрособытия. Если в твёрдом теле есть характерная частота попыток:

$\nu_0 \sim 10^{13}\ \mathrm{s^{-1}}$ ,

то должна выполняться оценка:

$p_0 \sim \frac{\dot N_{\mathrm{He}}}{\nu_0 P} \sim 10^{-5}$ .

Дальше выясняется, что прямой кулоновский канал при eV-энергиях — полный no-go:

$T(E)\sim \exp(-2\pi\eta)$ ,

$2\pi\eta \sim 100\text{–}1000$ ,

Поэтому вводится второй входной канал — мультипольно-нейтральный, в котором компенсирован монопольный заряд и дальнее взаимодействие имеет вид:

$V_N(r,\Omega)\sim \frac{C_3}{r^3}u(\Omega)$ ,

с притягательными (attractive) угловыми секторами. Зарядовый и нейтральный каналы смешиваются на редких дефектных сайтах. Матричный элемент такого смешивания естественно имеет масштаб:

$\Delta \sim 10\text{–}30\ \text{meV}$ .

Вероятность переключения каналов при сближении задаётся формулой Ландау-Зинера:

$P_{LZ}(\Delta)=1-\exp!\left(-2\pi\frac{\Delta^2}{D}\right)$ ,

$D\sim 10^{-3}\ \text{эВ}^2$ .

При $\Delta=10 meV$ получается:

$P_{LZ}\approx 0.27$ .

Итоговая вероятность «окна» факторизуется как:
$p_0 \approx f_{\text{sites}}, f_{\text{time}}, P_{LZ}, f_{\text{orient}}$ ,

где:

$f_{\text{sites}}\sim 10^{-3},f_{\text{time}}\sim 10^{-1},f_{\text{orient}}\sim 0.3.$

Подстановка даёт:

$p_0 \approx (10^{-3})(10^{-1})(0.27)(0.3) \approx 8\times 10^{-6}$ .

То есть, ровно нужный масштаб $10^{−5}$ , вытекающий из He–Heat.

В целом, при этих порядках величин модель оказывается способной описывать подобные процессы.

Canakau 26 янв в 15:00

А вот это уже разговор! :)

Отвечу так же, по пунктам

Про фундаментальные константы и параметры модели

Да, в рамках этой модели все масштабные величины действительно сводятся к ограниченному набору геометрических параметров. В минимальной версии это: фазовая жёсткость $\kappa$ , стабилизирующий коэффициент $\alpha$ , скорость распространения фазовых возмущений c, радиус глобальной гиперсферы R. Из $\kappa$ и $\alpha$ формируются масштабные инварианты $L_{\ast}=\sqrt{\tfrac{\alpha}{\kappa}} , E_{\ast}=\sqrt{\alpha \kappa}$ , которые задают базовые длину и энергию фазовой динамики. Дальше фундаментальные константы выражаются как комбинации этих инвариантов и R,c. В частности, в формализованных версиях модели показывается, что гравитационная, планковская и электродинамические константы могут быть выражены через ( $\kappa,\alpha,R,c$ ) без подгонки. Отдельная работа, где это сведено в единую систему, находится здесь: Unified Phase Geometric Theory (UPGT): Cosmology. Здесь, глобальный радиус R выступает как замыкающий масштаб, а фундаментальные константы оказываются не свободными числами, а связанными геометрией фазового поля.

Вопрос о массах в этой модели так же рассмотрен (не от-и-до, но всё сведено в систему). В работе UPGT: Atom показано, что масса связана с топологическим радиусом фазового солитона. Энергия локализованной конфигурации масштабируется как $M \sim \tfrac{\hbar c}{r\phi}$ , где $r\phi$ — характерный радиус закрутки SU(2)-фазы. Чем сильнее закручено поле (меньше $r\phi$ ), тем больше энергия и тем тяжелее частица. В этой геометрической картине электрон и протон соответствуют разным топологическим ветвям поля с различными устойчивыми радиусами. У электрона фазовый солитон «растянут» ( $r_e \sim \lambda_C \sim 10^2 - 10^3$ фм), а у протона он компактен ( $r_p \sim 1$ фм). Отсюда сразу следует иерархия масс:

$\tfrac{M_p}{M_e} \sim \tfrac{r_e}{r_p}$ ,

а учёт нелинейной стабилизации (Skyrme-члена) даёт поправочный множитель порядка 7 — 8, что приводит к числу порядка , близкому к экспериментальному $M_p/M_e \approx 1836$ . Таким образом, в модели массовая иерархия не вводится вручную, а возникает как следствие различной геометрии и топологии фазовых конфигураций на . То-есть, протон тяжелее не «потому что так задано», а потому что его фазовая структура более компактна и жёстко закручена.

Про LENR и расчёты

Естественно — без демонстрационных расчётов любые слова про понижение барьеров остаются лишь гипотезой. В модели идея состоит в том, что в сильно коррелированных средах возможно образование когерентных фазовых каналов, в которых уменьшается эффективная фазовая жёсткость и барьер туннелирования становится коллективным, а не локальным. Формально это означает, что в среде меняется спектр фазовых мод, и минимальный путь $\Phi(\lambda)$ между ядерными конфигурациями проходит через область меньшего максимума энергии. На данный момент это обосновано качественно и на уровне простых моделей, но не доведено до полного численного расчёта конкретного эксперимента. Это одно из направлений, где теория должна быть проверена или опровергнута. Посчитать, конечно, заманчиво и в случае удачи это действительно будет «бомбически». Надо будет обдумать подход. За идею направления — спасибо! Без возможности проводить опыты только и остаётся, что искать дыры в том, что плохо описано и пытаться «попасть в эксперимент».

Может ли глобальная согласованность проявляться макроскопически?

Да — в модели это соответствует режимам, где фазовая корреляционная длина становится существенно больше атомного масштаба. Аналоги:

сверхпроводимость,
сверхтекучесть,
коллективные плазменные моды.

В этих случаях система ведёт себя как единый фазовый объект, а не как набор независимых частиц.

Что такое глобальная мода SU(2)-поля?

Математически это собственная мода нелинейного оператора, получаемого из лагранжиана SU(2)-поля на :

$\square U + нелинейные члены=0,U(x) \in SU(2)$ .

Глобальные моды — это решения, определённые на всей и обладающие квантованной голономией. Именно они интерпретируются как устойчивые «частицы» и ядерные состояния.

Продольные волны

В модели возможны как поперечные, так и продольные фазовые моды, однако последние не являются электромагнитными и проявляются только в средах с нарушенной фазовой симметрией или в плотных конфигурациях. В вакууме наблюдаемыми остаются только поперечные моды, что согласуется с электродинамикой.

Подчеркну — эта модель не претендует на завершённость. Она предлагает геометрическую онтологию, в рамках которой разные физические режимы, от атома до космологии — являются проявлениями одной SU(2)-фазовой структуры. Пока что я пытаюсь её «приложить» к разным областям знаний и посмотреть, подходит или нет.

VaLenghOK 13 фев в 05:39

Здравствуйте, большое спасибо за такой интересный цикл. К сожалению не разбираюсь в топологии, однако теперь хотелось бы изучить, поэтому, не знаю уместно ли здесь, хочу попросить у Вас совета по книгам. Также интересно (по КЭД всё более-менее понятно) как Ваша модель описывает КХД? И может ли она разрешить вопросы по нейтрино и антиматерии?

Canakau 14 фев в 11:21

Здравствуйте. Рад, что пробудил интерес к топологии!

Сейчас материалов по топологии навалом, на любой вкус. Можно глянуть Келли "Общая топология". Он суховат, конечно. И точно не для первоначального знакомства, но это классика.

Для начала посоветовал бы "элементарная топология" Виро, Иванов (там ещё несколько авторов). Очень образно, много иллюстраций. Помню ещё "Наглядная топология", вроде, неплохая была. Не помню авторов.

На ютубе тоже попадались интересные ролики, особенно у Алексея Савватеева.

По КХД: в части кварков всё очень контурно. Есть гипотеза о том, что кварки - возбуждения на поверхности солитонов нуклонов. Но пока это без глубокой проработки. Вообще, если КХД оставить "как есть", система не ломается. Это очень большая тема, пока не могу собраться с духом, чтобы к ней приступить.

по нейтрино глубоко пока не копал, но принципиальных проблем не вижу. Антиматерия вполне вписывается в теорию безо всяких надстроек.

VaLenghOK 14 фев в 15:09

Большое спасибо за совет. Надеюсь всё же замахнётесь на КХД и стандартную модель:)

Canakau 14 фев в 11:20

deleted

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий