Масса гамма кванта как найти

Научные статьи –

Ядерная физика

Страница 1 из 3

В. В. Мантуров

К  вопросу о “скрытой массе Вселенной”

Состояние вопроса о так называемой “скрытой массе вселенной” достаточно развернуто описано в книге И. Д. Новикова “Эволюция вселенной” (М 1990). “Скрытую массу” называют и “темной”.

Автор этих строк в своей статье “Нуклоны. Ядерные силы. Изотопы” (Актуальные проблемы современной науки № 4 (7) М 2002) высказал мысль, что такой скрытой массой может быть решетка типа решетки Изинга. Но гипотетичная решетка, в отличие от названной, построена не из системы магнитиков (магнитных диполей), а из диполей «электрон-позитрон». Эта пара то рождается из физического вакуума при воздействии гамма-кванта в > 1,2 Мэв, то «исчезает» (говорят: «аннигилирует») с излучением 2-3 гамма-квантов такой же суммарной величины. Дело в том, что на самом деле электрону и позитрону при соединении незачем аннигилировать, так как их потенциальной энергии

(e² / R) в точности достаточно, чтобы излучить эти же 1.2 Мэв, минуя аннигиляцию. Недаром из равенства эйнштейновской эквивалентности и потенциальной энергии

e² / R = mc²

R = e² / mc²

получают классический радиус электрона. Тем самым признается, что

а) потенциальная энергия разобщенных электрона и позитрона в точности равна и, следовательно, количественно соответствует понятию эквивалентности их суммарной массы. Да, это так. Почему? Никто не знает. Это великая загадка Природы.

б) при этом, якобы, «аннигилировавшие» заряды остаются на расстоянии, равном именно этому классическому радиусу любого из них. Он, этот, якобы, радиус по существу есть диаметр электрона (позитрона);

в) учитывая эти а) и б), можно говорить о том, что они образуют диполь-гантельку;

г) эта диполь-гантелька электронейтральна и поэтому не обнаруживается;

д) она не исчезает, не аннигилирует, а остается в той же “точке” вакуума, раздвинув или потеснив такие же диполи-гантельки, которые и образуют бесконечную в пространстве решетку, до сих пор остававшуюся не только неизвестной, но вне даже догадок. Она отличается от решетки Изинга только своими элементами: там — магнитики, здесь — диполи-гантельки; там – математическая модель, здесь, возможно, — модель объективной реальности;

е) эта гипотетичная решетка из диполей-гантелек, вероятно, и представляет собою те самые 97-98 %, которые относят к “ скрытой массе вселенной”. Но так ли это?

https://ria.ru/20020705/187128.html

Масса электромагнитных квантов

Масса электромагнитных квантов – РИА Новости, 05.06.2008

Масса электромагнитных квантов

(Тер.Инк. N27-02, 05/07/2002) Вадим Прибытков, физик теоретик, постоянный автор Терры Инкогнита. Перенос понятий с обычной материи на кванты энергии приводит к… РИА Новости, 05.07.2002

2002-07-05T16:40

2002-07-05T16:40

2008-06-05T12:44

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/187128.jpg?1212655454

2002

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

общество

(Тер.Инк. N27-02, 05/07/2002)

Вадим Прибытков, физик теоретик, постоянный автор
Терры Инкогнита.

Перенос понятий с обычной материи на кванты энергии приводит к путанице. Элементарные частицы в ходе изменения скорости изменяют массу, потому что скорость они увеличивают за счет захвата, а уменьшают за счет излучения энергии. При упругих столкновениях энергия не передается и скорость частиц не изменяется. Таким образом, любое изменение скорости частиц происходит только в процессе захвата или излучения квантов. Это свидетельствует о принципиальной разнице между материей и электромагнитной энергией.

Сама энергия также имеет массу. Но кванты энергии могут находиться только в состоянии движения. Поэтому такое понятие, как масса покоя, переносимое с элементарных частиц, к ним просто неприменимо. Можно говорить лишь о массе движения электромагнитных квантов. Однако путаница в этом вопросе приводит к утверждению, что масса гамма-квантов равна нулю. Все это заявляется со ссылкой на теорию относительности. (См. Ю.М.

Широков, Н.П. Юдин. Ядерная физика, М., 1980, с. 11,13,14). Но как мы знаем, теория относительности совершенно ошибочно толкует физическую картину мира. (См. Тер.Инк. N37-01). Данный факт является одним из таких примеров.

При этом утверждение, со ссылкой на теорию относительности, что масса самой частицы переходит в энергию, является грубо ошибочным. Элементарные частицы и электромагнитные кванты являются различными видами материи. У них совершенно различные свойства. Они могут взаимодействовать, но не могут переходить друг в друга.

—-Постоянная планка.

Энергия и материальность являются основными свойствами и характеристиками световых импульсов. Энергия каждого импульса пропорциональна его частоте (или длине, или массе). Этот постулат подтверждается всеми свойствами света. Соотношение энергии импульса к его частоте является величиной постоянной и подтверждает лишь тот факт, что с помощью частоты также выражается энергия импульса. Коэффициент между этими двумя выражениями и был назван постоянной Планка.

Однако современной теоретической физике, основой которой является квантовая механика, этого совершенно недостаточно. Как только не называют постоянную Планка и какие только свойства, способности и качества ей не приписывают! Ее наделяют сверхтаинственными особенностью и загадочностью, вся квантовая механика вращается вокруг этого якобы непонятного “кванта действия”. Научные оракулы ожесточенно спорят между собой, пытаясь “выяснить”, чем же эта постоянная является в действительности. При этом они еще больше запутывают в сущности элементарный вопрос. Естественно, что никакими таинственными свойствами постоянная Планка не обладает.

—-Масса светового кванта.

Если энергетические формулы Планка и Эйнштейна приравнять, то их равенство позволяет вычислить массу электромагнитного кванта. Возьмем видимый свет (зеленые лучи), масса этого кванта будет в 200 000 раз меньше массы электрона! Т.е. лучи видимого света, а значит и тепловые лучи, имеют ускользающе малую массу по сравнению с массой электрона и тем более с массой атома и молекулы.

Поэтому понятно, почему Лавуазье и другие противники флогистона не могли установить изменение массы вещества при его нагревании. (См. Тер.Инк. N12-01). Масса изменялась, но настолько незначительно, что тогдашние средства измерения не давали возможности это установить.

Таковы новые выводы о массе электромагнитных квантов.

В 2000 году эксперты Математического института Клея (Кембридж, США) выбрали семь самых, по их мнению, головоломных проблем и ждут их решения с помощью математических приёмов.
Однако, мы знаем, что с помощью математики можно доказать буквально всё – даже то, что Солнце и все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Земли. Достаточно вспомнить сложнейшие и совершенно бессмысленные эпициклы Птолемея. Природа же, как впоследствии показали законы Кеплера, гораздо проще и понятнее. Поэтому решение загадок Природы должно основываться только на физическом смысле явления. И это решение должно быть простым и внятным.
К примеру, седьмой «проблемой» для математиков из института Клея является нижний предел значения массы элементарной частицы.

Коллега, в мире физики действительно существует гипотеза: если элементарная частица обладает массой, то должен существовать и её нижний предел. Но какой – не понятно.

Почему же, не понятно, мой друг? Это значение «вытекает» естественным образом из Единой теории поля. Однако, для математиков это действительно ПРОБЛЕМА. Для физиков же здесь никакой проблемы нет, ибо значение минимальной массы давно известно: 5,015*10^-40 кг.

Когда мы с Вами рассматривали Закон Единой теории поля (Беседа 18), то говорили, что поле (открытый Космос) «конденсирует» фотоны в гравитоны (или в фононы, как кому нравится).

Когда фотон распространяется в гравитационном поле по нарастающему потенциалу, то он теряет свою энергию и испытывает красное смещение (эффект Сакса – Вольфа). Это подтверждено экспериментально Паундом и Ребке. Для этого они использовали эффект Мессбауэра, который обладает рекордной чувствительностью и даёт точнейший способ регистрации изменений энергии (соответственно, частоты) фотона.

Мы знаем, что фотон движется с неизменной скоростью (скорость света в среде его распространения). Поэтому, не трудно догадаться, что значение энергии фотона зависит только от массы. Значит, уменьшение энергии фотона влечёт за собой уменьшение и его массы.

Коллега, будто Вы не знаете, что многие считают фотон безмассовой частицей.

Это не совсем так, мой друг. Мы все считаем, что НУЛЮ равна МАССА ПОКОЯ фотона. Заметьте, массы у фотона нет, когда он находится в ПОКОЕ. И это правильно, ибо в ПОКОЕ нет не только МАССЫ, но и самого ФОТОНА. Ведь, он всегда в движении.

Обратите внимание, при возмущении среды по ней обязательно «пойдут» волны. Эти волны представляют собой чередующиеся пучности и впадины. Каждая пучность имеет определённые размеры (длина полуволны), энергию, импульс и массу. Фактически это масса небольшой части среды, ограниченной данной пучностью. Именно поэтому, каждую пучность в микромире мы считаем элементарной частицей. Об этом мы с Вами уже говорили в беседе 23, когда рассматривали «Корпускулярно-волновой дуализм».

Коллега, предположим, что Вы правы. Однако, как определяется предел, до которого может уменьшаться масса фотона?

Что значит «предположим»? Если у Вас имеются контраргументы, то излагайте их, ибо наши выводы должны базироваться только на аргументах. Думаю, что с этим нельзя не согласиться. Тем более, что в ЭТОМ МИРЕ масса является всего лишь мерой инертности соответствующего сгустка энергии (см. Беседу 7. Вещество и поле). Среда, в которой мерцает безынерционная энергия, относится уже не к материальному, а к ДУХОВНОМУ миру (об этом мы ещё поговорим). Фотон же (полуволна в материальной среде), несомненно, материален и является сгустком инерционной энергии. Теперь, согласны?

Если у Вас, мой друг, контраргументов нет, то мы можем перейти к главному. Надеюсь понятно, что каждый сгусток энергии имеет определённую плотность. Плотность массы данного сгустка будем определять, как отношение этой массы к радиусу сгустка в кубе. Для водорода (первый элемент в таблице Менделеева) это значение составляет:

2m_A/r_A³ = 22411,8 кг/м³,

где: m_A = 1,661*10^-27 кг – атомная единица массы; r_A = 5,292*10^-11 м – боровский радиус.

Полученное значение плотности массы дискретно. К примеру, для Меркурия, Венеры, Земли и Марса оно имеет примерно такое же значение, для Солнца и Юпитера – в четыре раза меньше, а для Сатурна – меньше в девять раз.

Теперь обратимся к частице с минимальным радиусом: r_e = 2,818*10^-15 м (так называемый классический радиус электрона). Масса такой частицы:

m_кв = r_e³*22411,8 = 5,015*10^-40 кг.

Это и есть минимально возможная масса фотона. При достижении такого значения массы, фотон «конденсируется» в гравитон (фонон). Масса последнего, при этом, возрастает, но резко падает скорость его движения. Энергия, как и положено, не изменяется.

Гравитон (или фонон, как кому нравится), двигаясь к центру того потенциального поля, в котором он «родился», увеличивает свою кинетическую энергию за счёт роста скорости движения. Однако, эта скорость тоже не может возрастать бесконечно. Приближаясь к скорости света, гравитон (фонон) «испаряется» в фотон.

Из вышесказанного следует, что Солнце поглощает энергию из окружающего потенциального поля в виде гравитонов (фононов) и излучает в открытый Космос (тому же полю) такое же количество энергии в виде фотонов. Прав был Николай Козырев (1908-1983), считавший, что «…любая звезда является машиной, которая преобразует поступающую в неё энергию в тепловое излучение…»

Дополнение:

1. Используя полученное значение плотности массы, мы можем вычислить радиус сверхмассивной чёрной дыры в центре Галактики:
R_чд = GM_чд/с² = с/(22411,8*G)^1/2 = 2,4515*10¹¹ м,
где с = 299792458 м/с – скорость света.
Отсюда определяем массу: М_чд = с²*R_чд/G = 3,302*10³⁸ кг.
Примерно с такими параметрами обнаружен сгусток энергии в центре нашей Галактики.

2. Определим максимально возможную массу звезды (M_m), приравняв её массу к массе поля (см. уравнение 4 здесь):
M_m = c²R₀/G = 2m_eR₀³/r_e³,
где: m_e = 9,109*10^-31 кг – квант массы поля, равный массе электрона;
r_e = 2,818*10^-15 м – гравитационный радиус атома водорода, равный классическому радиусу электрона.
Отсюда определим гравитационный радиус звезды с максимально возможной массой:
R₀ = (с²r_e³/2m_eG)^1/2 = 4,067*10⁶ м
и максимально возможную массу звезды:
M_m =c²R₀/G = 5,478*10³³ кг, которая в 2754 раз больше массы Солнца.

3. Из уравнения Gm

_в² = c²10^-7Q² определяем полный заряд Q сгустка энергии с массой m_в:
Для Солнца: Q_С = 1,714*10²⁰ Кл, а для Земли: Q_З = 5,149*10¹⁴ Кл
Справка: m_в для Солнца: m_С = 1,989*10³⁰ кг, а для Земли: m_З = 5,976*10²⁴ кг.
Проверка: Gm_Сm_З = c²10^-7Q_СQ_З = 7,931*10⁴⁴ Дж*м

Материя времени. Появление видимой материи, глюон, кварки, масса кварков, бета-распад, нейтрино.

 В данной работе из многих возможных комбинаций взаимодействия частиц представлен один из вариантов, при котором обеспечивается образование видимой материи по единственно возможной схеме: электромагнитная волна → электрон-позитронная пара → дробные частицы → кварки, глюон → протон, водород. В работе также рассмотрены вопросы по бета-распаду, кваркам и нейтрино, которые логически стыкуется с указанной темой.

Раздел 1. Появление видимой материи: электрон, позитрон, протон, нейтрон, гелий, антиматерия.

 Данная работа является развернутым (поэтапным, пошаговым) разъяснением пунктов 2.1, 2.6 и 2.7. работы «Время пришло. Материя Времени», а именно:

1.1. «В настоящее время в Космосе материя Времени существует только в двух видах: в виде видимой материи и в виде электромагнитных волн. В будущем процесс рождения новых звезд полностью прекратится, оставшиеся звезды пройдут свой жизненный цикл и через некоторый промежуток времени вся видимая материя нашей Вселенной вновь превратится в фотоны электромагнитного микроволнового излучения СВЧ-диапазона». ( Пункт 2.6.)

1.2. «В дальнейшем, примерно в этом же объеме Пространства (возможно даже и на «нашем» месте), снова повторится цикл образования видимой материи, из которой сформируется новая вселенная с галактиками, звездами, планетами и пр. Поскольку существуют процессы превращения видимой материи в фотоны электромагнитного излучения, то должны (обязаны) существовать и обратные процессы – образование видимой материи из фотонов излучения Времени. Одним из примеров такого обратимого процесса является процесс превращения электрона и позитрона в гамма-кванты (электрон + позитрон = два гамма-кванта) и обратно: два гамма-кванта = электрон + позитрон. (См. рис.1). При этом закон сохранения массы-энергии соблюдается полностью, хотя электрон и позитрон имеют массу покоя, а гамма-кванты ее не имеют (масса электрона и позитрона целиком переходит в кинетическую энергию фотонов и наоборот)». ( Пункты 2.1б и  2.7.)

1.3. Образование электрон-позитронной пары из фотона также может происходить в кулоновских полях атомных ядер, электронов или позитронов. (См. рис.2).

1.4. Именно эти два процесса (рис.1 и рис.2) являются единственными и основополагающими при превращении фотонов СВЧ-излучения Времени в видимую материю (водород). Для осуществления таких реакций подводимая энергия должна быть не меньше суммы масс покоя электрона и позитрона (1,02 МэВ).(1)

Часть 1.1. Образование электрона и позитрона.

1.1.1. Две первые частицы видимой материи в виде электрон-позитронной пары появляются в результате процесса взаимодействия двух гамма-квантов (СВЧ-волн) между собой.(2)(3) Исторически, одну частицу назвали электроном и присвоили ей знак минус (материя), а другую назвали позитроном и присвоили знак плюс (антиматерия). См. рис.3.

Рис.3. Схема превращения двух гамма-квантов в электрон и позитрон с учетом закона сохранения зарядов. На схеме магнитные поля квантов условно не показаны, а спины образовавшихся частиц – параллельны.

1.1.2. После появления в пространстве «одиночных» электронов и позитронов процесс образования видимой материи резко ускоряется, поскольку появляется возможность образования новых электрон-позитронных пар при  взаимодействии СВЧ-волн не только между собой («лоб в лоб»), но и непосредственно с «готовыми» электронами и позитронами, (см. пункт 1.3).

1.1.3. Поскольку СВЧ-волны, представляют собой процесс одновременного перемещения в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей, то в обоих случаях в ходе образования первых частиц видимой материи (электронов и позитронов) последовательно происходят следующие процессы, см. рис.4:

Рис.4. Схемы образования электрон-позитронной пары в кулоновском поле позитрона (электрона) с учетом закона сохранения зарядов. На данной схеме спины образовавшихся частиц – антипараллельны. Магнитные поля квантов условно не показаны.

а) фотон теряет свою скорость (с), «тормозится» и «останавливается». При этом материя-энергия его магнитного поля полностью (или практически полностью) переходит в материю электрических полей;

б) происходит «разделение» переменного электрического поля волны на две составляющие части:  положительную – из которой формируется частица-плюс (позитрон) и отрицательную – из которой формируется частица-минус (электрон). Разделение электромагнитной волны (в продольном направлении) на две абсолютно равные (+) и (-) части – это её естественное свойство, вытекающее из законов сохранения.

1.1.4. Хотя внутреннее строение (структура) электрона и позитрона в настоящее время неизвестно, можно утверждать, что они являются материализированными электрическими полями. При этом: материя-энергия поля-плюс идет только на строительство частицы-плюс (позитрона), а материя-энергия поля-минус – только на строительство частицы-минус (электрона). Наличие «внутри» электрона даже ничтожных количеств «частичек-плюс», а «внутри» позитрона – «частичек-минус» – исключается. Также исключается наличие внутри электрона и протона электронейтральных «частичек» (обрезков, кусочков, обрывков и т.д.) материнской волны.

1.1.5. Электромагнитная волна может разделиться (вдоль) только на две абсолютно равные части: положительную и отрицательную. Поэтому, при образовании видимой материи из электронейтральных СВЧ-волн, по всем законам сохранения (в том числе и общей электронейтральности материи), всегда будут попарно формироваться абсолютно одинаковые по массе, «габаритам», величине заряда, соотношению заряд-масса и другим параметрам частицы:  частица-плюс (позитрон) и частица-минус (электрон).  Появление хотя бы одной «лишней» частицы-плюс или частицы-минус – исключается.

1.1.6. Абсолютно все электроны и позитроны являются эталонными (4) «максимально-минимальными» частицами (т.е. они не могут быть больше и не может быть меньше по массе, заряду, габаритам и другим характеристикам). Образование из электромагнитных волн каких-либо более мелких или более крупных частиц-плюс и частиц-минус – исключается.

1.1.7. По неизвестным пока причинам, независимо от величины энергии «родительских» волн, абсолютно все электроны и позитроны рождаются абсолютно идентичными по своим параметрам (масса абсолютно всех электронов и протонов составляет 0,511МэВ и их заряды абсолютно одинаковы).

По-видимому, это связано непосредственно с индивидуальными свойствами материи-энергии поля-плюс и поля-минус и с учетом пункта 1.1.3а), поскольку при  переходе материи магнитного поля в материю электрических полей, их начальные (имеющиеся) параметры и свойства могут существенно измениться.

1.1.8. Электроны и позитроны обладают наибольшей стабильностью и являются частицами, распад которых  теоретически и, следовательно, практически невозможен. Они считаются неделимыми (по заряду и массе), то есть: самопроизвольное (или принудительное) разделение электрона или позитрона на несколько калиброванных или «разнокалиберных» частей – исключается. Современные теории исходят из представлений об электроне и позитроне как о бесструктурных точечных частицах.

1.1.9. Электрон является материализованным электрическим полем-минус, поэтому масса электрона является эквивалентом его заряда и наоборот (для позитрона – аналогично).

1.1.10. Электрон и позитрон – это бесструктурные гомогенные  «однозарядные» частицы. Плотность материи-плюс электрона и материи-минус позитрона – максимально возможная в Природе.

1.1.11. Электрон (историческое название  материя) и позитрон (историческое название антиматерия) – это материя (Времени) одного вида, но двух противоположных знаков.

Часть 1.2. Принцип образования частиц с дробным зарядом +2/3.

1.2.1. Согласно современной теории носителями зарядов в протоне являются два кварка (u), имеющих дробный заряд (+2/3) каждый и один кварк (d), имеющий заряд (-1/3). Поскольку электромагнитная волна может делиться «вдоль» только на две равные части, то она не в состоянии самостоятельно создать такие дробные частицы. Частицы с дробными зарядами могут образоваться только на базе позитрона или электрона. Других базовых «однозарядных» частиц для образования дробных частиц, а затем и кварков в Природе не было и нет.

1.2.2. Поскольку одиночный позитрон не может самопроизвольно делиться (по массе и заряду) в необходимых пропорциях из-за собственной «механической прочности» и неделимости заряда (см. пункт 1.1.8), то он ни при каких условиях не сможет образовать частицы с дробными зарядами.

Частицы с дробными зарядами (+2/3) могут возникнуть только при одном единственном условии – при объединении двух позитронов в одну «сдвоенную» частицу и последующим разделением этой «сдвоенной» частицы на три равные части.

1.2.3. Однако два одиночных позитрона в обычных условиях:

– не могут самостоятельно объединиться в более крупную частицу с удвоенной массой и удвоенным зарядом, поскольку позитрон по заряду, массе и «габаритам» является эталонной «максимально-минимальной» частицей (т.е. – позитрон не может быть больше и не может быть меньше по массе, заряду, габаритам и другим характеристикам);

– не могут даже вплотную сблизиться, так как две частицы с одноименными зарядами будут отталкиваться и поэтому при их случайной встрече «физический контакт» между ними полностью исключается.

1.2.4. Ситуация резко меняется, если процесс образования электрон-позитронной пары будет происходить (начинаться и заканчиваться) непосредственно «на поверхности» одиночного позитрона (или «впритирку» с ним). В этом случае при наличии некоторых факторов (например – энергия СВЧ-волны) частицы образовавшейся электрон-позитронной пары не «разлетаются» в разные стороны, а некоторое время будут находиться в «тесном контакте» с одиночным (материнским) позитроном. Такой кратковременный вынужденный «тесный контакт» позволяет двум позитронам (материнскому и вновь образовавшемуся) вступить в процесс взаимодействия непосредственно между собой, поскольку на этой начальной стадии образования материи (электронов и позитронов) потенциальные барьеры между частицами, характерные для сильных взаимодействий, по-видимому, еще не существуют, см. рис.5.

Рис.5. Схема образования трех идентичных частиц с дробным зарядом (+2/3) при взаимодействии двух позитронов с антипараллельными спинами.

Образования трех идентичных частиц с дробным зарядом (+2/3) происходит в следующей последовательности:

а) в кулоновском поле одиночного позитрона (он в центре) образуется электрон-позитронная пара;

б) при образовании нового позитрона (заряд +1) непосредственно на «поверхности» или «впритирку» с материнским позитроном (заряд +1) появляются условия для их взаимодействия;

в) в точке вынужденного контакта позитронов они «врезаются» (внедряются) друг в друга и на короткое время появляется (условно) «сдвоенная» частица (заряд +2);

г) «сдвоенная» частица разделяется на три идентичные частицы с дробным зарядом (+2/3).

1.2.5. При появлении «сдвоенной» частицы из двух позитронов складывается следующая ситуация:

а) поскольку свободная энергия всякой изолированной системы стремится к минимуму, то она (система) стремится принять форму, имеющую минимальный объем. Поэтому объединение двух позитронов в одну частицу позволило бы получить систему с наиболее минимальной энергией, объемом и поверхностным натяжением, (см. например, источник 5). Однако два позитрона даже теоретически не могут образовать одну частицу, (см. пункт 1.2.3);

б) образовавшаяся «сдвоенная» частица также уже не может разделиться обратно на два позитрона, чтобы воссоздать систему с минимальной энергией (систему из двух частиц), поскольку в месте контакта они уже «врезались» друг в друга (внедрились, слиплись, сцепились и т.д.);

в) в «сдвоенной» частице «наружные» части по инерции стремятся сохранить свои первоначальные направления вращения, а в месте их соприкосновения появляется промежуточная зона, вещество в которой теоретически имеет «нулевое» вращение. В результате этого, у «сдвоенной» частицы разные ее части имеют три разных направления вращения и создаются вполне реальные физические (механические) предпосылки для её вынужденного разделения (распада) на три части.

г) в этой ситуации сдвоенная система вынуждена найти решение. Поскольку объединиться в одну частицу «категорически» нельзя, а разделиться обратно на две части уже «категорически» невозможно, то единственным в данном случае решением является появление новой системы из трех частиц, которая (после системы из двух частиц) наиболее полно отвечает требованию минимума энергии, объема и поверхностного натяжения. В результате происходит закономерное (или вынужденное) разделение «сдвоенной» системы на три частицы, при этом все три частицы образуются абсолютно идентичными (эталонными) по массе и заряду.

1.2.6. При вынужденном контакте нескольких одноименных частиц может образовываться система только из двух частиц («сдвоенная» частица) с последующим разделением на три дробные частицы (2/3). Образование системы из трех или более частиц с последующим ее разделением на дробные частицы иных параметров (например: 1/4. 1/5 и т.д.) – технически неосуществимо.

1.2.7. Таким образом:

– в соответствии с требованием минимизации энергии, образование трех идентичных по массе и заряду частиц (+2/3) – это единственно возможный вариант при «вынужденном» контакте двух позитронов с антипараллельными спинами;

– образовавшиеся дробные частицы +2/3 являются эталонными, то есть: их масса и заряд составляют абсолютно ровно 2/3 части от заряда и массы позитрона;

У этого термина существуют и другие значения, см. Гамма.

Ядерные процессы
Радиоактивный распад
Альфа-распад Бета-распад Кластерный распад Двойной бета-распад Электронный захват Двойной электронный захват Гамма-излучение Внутренняя конверсия Изомерный переход Нейтронный распад Позитронный распад Протонный распад Спонтанное деление
Нуклеосинтез
Термоядерная реакция Протон-протонный цикл CNO-цикл Ядерное горение дейтерия Ядерное горение лития Тройная гелиевая реакция Гелиевая вспышка Ядерное горение углерода Углеродная детонация Ядерное горение неона Ядерное горение кислорода Ядерное горение кремния Нейтронный захват r-процесс s-процесс Захват протонов: p-процесс rp-процесс Нейтронизация Реакции скалывания Взрывной нуклеосинтез

Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения, характеризующийся чрезвычайно малой длиной волны — менее 2⋅10⁻¹⁰ м — и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами^[1]. Относится к ионизирующим излучениям, то есть к излучениям, взаимодействие которых с веществом способно приводить к образованию ионов разных знаков^[2].

Гамма-излучение представляет собой поток фотонов, имеющих высокую энергию (гамма-квантов). Условно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 10⁵ эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1—100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (см. Изомерный переход; энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях, при взаимодействиях и распадах элементарных частиц (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т. д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях (см. Синхротронное излучение, Тормозное излучение). Энергия гамма-квантов, возникающих при переходах между возбуждёнными состояниями ядер, не превышает нескольких десятков МэВ. Энергии гамма-квантов, наблюдающихся в космических лучах, могут превосходить сотни ГэВ.

Гамма-излучение было открыто французским физиком Полем Вилларом^[3] в 1900 году при исследовании излучения радия^[4][5]. Три компонента ионизирующего излучения радия-226 (в смеси с его дочерними радионуклидами) были разделены по направлению отклонения частиц в магнитном поле: излучение с положительным электрическим зарядом было названо α-лучами, с отрицательным — β-лучами, а электрически нейтральное, не отклоняющееся в магнитном поле излучение получило название γ-лучей. Впервые такая терминология была использована Э. Резерфордом в начале 1903 года^[4]. В 1912 году Резерфорд и Эдвард Андраде^[en] доказали электромагнитную природу гамма-излучения^[4].

Физические свойства[править | править код]

Гамма-лучи, в отличие от α-лучей и β-лучей, не содержат заряженных частиц и поэтому не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

• Фотоэффект — энергия гамма-кванта ПОГЛОЩАЕТСЯ электроном оболочки атома, и электрон, совершая работу выхода, покидает атом (который становится положительно ионизированным).
• Комптон-эффект — гамма-квант РАССЕИВАЕТСЯ при взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии, что также сопровождается высвобождением электрона и ионизацией атома.
• Эффект образования пар — гамма-квант в электрическом поле ядра превращается в электрон и позитрон.
• Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.

Детектирование[править | править код]

Зарегистрировать гамма-кванты можно с помощью ряда ядерно-физических детекторов ионизирующего излучения (сцинтилляционных, газонаполненных, полупроводниковых и т. д.).

Использование[править | править код]

Области применения гамма-излучения:

• Гамма-дефектоскопия — контроль изделий просвечиванием γ-лучами.
• Пищевая промышленность: консервирование пищевых продуктов (гамма-стерилизация для увеличения срока хранения)^[6].
• Медицина: стерилизация медицинских материалов и оборудования; лучевая терапия; радиохирургия.
• Гамма-каротаж в геофизике.
• Приборы для измерения расстояний: уровнемеры, гамма-высотомеры на космических аппаратах.
• Гамма-астрономия.

Биологические эффекты[править | править код]

Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевую болезнь. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток при локальном воздействии на них. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Защита[править | править код]

Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (то есть вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

В таблице ниже указаны параметры слоя половинного ослабления^[en] гамма-излучения с энергией 1 МэВ для различных материалов:

Материал защиты	Плотность, г/см³	Слой половинного ослабления, см	Масса 1 см² слоя половинного ослабления, г
Воздух	0,0013[7]	~8500[7][8]	11,05
Вода	1,00[7]	~10[7][9][8]	10
Бетон	1,5-3,5[10]	3,8-6,9[10]	10,35-13,3
Алюминий	2,82[7]	4,3[7][8]	12,17
Сталь	7,5-8,05[11]	1,27[12]	9,53-10,22
Свинец	11,35[7]	0,8[12][7][9][8]	9,08
Вольфрам	19,3[13]	0,33[12]	6,37
Обеднённый уран	19,5[14]	0,28[12]	5,46

Хотя эффективность поглощения и зависит от материала, первоочередное значение имеет просто удельный вес.

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Гамма-излучение — статья из Физической энциклопедии