eng
Содержание
Введение 4
Глава 1. История вопроса 6
Глава 2. Полная энергия и волновая функция свободной
частицы 10
Глава 3. Уравнения квантовой механики с физическими
переменными 14
Глава 4. Движение квантовых частиц с нулевой массой покоя 18
Глава 5. «Дрожание» как способ движения материальных
частиц в пространстве 23
Глава 6. Вихревые (торсионные) поля плотности вероятности
квантовых частиц 31
Глава 7. Атом водорода — что нового? 38
Глава 8. Квадрупольные моменты атома водорода 44
Глава 9. Спин и пространственная локализация свободных
квантовых частиц 49
Глава 10. Энергия связи субатомных состояний водорода 59
Глава 11. Атомы водорода на основе гипотезы Луи де Бройля 65
Глава 12. Водородная трансмутация никеля в тлеющем разряде 72
Глава 13. Роль субатомов водорода в трансмутации изотопов
в биологических системах 79
Глава 14. Характерное ультрафиолетовое излучение
при фотосинтезе в комнатных растениях 84
Глава 15. Субатомы водорода и фотосинтез в растениях
с магнитным полем 88
Глава 16. Субатомы водорода и метаболизм микроорганизмов 93
Глава 17. Ядерная трансмутация в пленках никеля
при электролизе 99
Заключение 106
По следам Нобелевских премий
(автобиографический очерк, написанный к 50-летию МИЭТ) 108
Введение
В сборнике статей описан подход для решения квантовых задач
на основе физических переменных в представлении плотности ве-
роятности. Эти результаты сравнивались с волновыми решениями
на основе уравнения Шрёдингера, что позволило устранить проти-
воречия между разными подходами и получить ряд новых результа-
тов, в частности уточнить выражения для квадрупольных моментов
атомов водорода, несколько по-иному представить спин квантовых
частиц и последовательно, на наш взгляд, предсказать возможность
существования субатомов водорода.
Субатом водорода — это квантовая система из протона и электро-
на в основном состоянии, отличающаяся от традиционного водорода
тем, что она более «компактна». Такие частицы практически не могут
существовать свободно, приближаясь к другим частицам, в том числе
заряженным, на достаточно близкие расстояния, они могут вступать
с ними в ядерные реакции. Существование субатомов водорода (это
могут быть и субатомы дейтерия) является, возможно, одной из при-
чин, объясняющих экспериментально доказанную ядерную транс-
мутацию элементов.
Статьи подобраны так, чтобы последовательно показать, что фор-
мула де Бройля, высказанная в виде гипотезы и связывающая соб-
ственную массу квантовых частиц с квантовой частотой колебаний,
является фундаментальным соотношением природы. Эксперимен-
тальное доказательство существования субатомов водорода станет
подтверждением этого утверждения.
Первое издание «Субатомы водорода» вышло в 2016 году в изда-
тельстве «LAMBERT» с возобновляемым тиражом по мере запросов.
Учитывая высокие европейские цены на книги, второе и третье из-
дания вышли в России в издательстве «Издательский дом Академии
Естествознания» для большей доступности брошюры для студентов
и аспирантов под названиями «Субатомные состояния водорода»
(2016) и «Атом водорода. Что нового?» (2017). В издания были внесены
исправления и дополнительные материалы.
Настоящее издание отличается несколько измененным описани-
ем представления о субатомных состояниях водорода и представле-
нием первых экспериментальных исследований в технических и био-
логических системах по обнаружению субатомов водорода.
ГЛАВА 1
ИСТОРИЯ
ВОПРОСА
В начале прошлого века были проделаны эксперименты, результаты
которых не укладывались в понятия классической физики и которые
привели, по существу, к рождению квантовой физики. В квантовой
механике было введено понятие волновой функции, которая непо-
средственно не имеет физического смысла, но тем не менее позволяет
описать эволюцию квантовых систем во времени, а квадрат модуля
волновой функции имеет смысл пространственно-временного рас-
пределения плотности вероятности этой системы.
Наибольшее число вопросов вызывает изложение квантовой
механики инфинитного движения частиц. С какой бы общностью
ни пытались получить уравнение Шрёдингера [1, 2], все сводится
к одному (по Шрёдингеру). Взято классическое выражение для энер-
гии Е свободной частицы m, которая двигается с импульсом p:
см. в книге (1.1)
и написано дифференциальное уравнение на языке плоских волн де
Бройля для такого выражения:
см. в книге (1.2)
В результате получается уравнение Шрёдингера для сводной ча-
стицы, которое с помощью волновой функции описывает ее эво-
люцию в пространстве и времени:
см. в книге (1.3)
где оператор Гамильтона для сводной частицы имеет вид:
см. в книге
— постоянная Планка.
Уравнение Шрёдингера является комплексным, ему соответству-
ют два действительных уравнения. Волновая функция также являет-
ся комплексной и, как уже говорилось, не имеет физического смысла.
Физический смысл имеет плотность вероятности, собственно она
и описывает эволюцию частицы в пространстве и времени:
см. в книге(1.4)
где * — комплексно сопряженная функция.
И здесь возникает первое противоречие. Подставляя (1.2) в (1.4),
получаем, что плотность вероятности свободной частицы постоян-
на во всем пространстве. Это необъяснимый факт. Получается, что
плотность вероятности для свободной частицы, движущейся с им-
пульсом P , не зависит от координат и времени, т. е. является посто-
янной во всем пространстве. Это противоречит экспериментальным
данным. Попытка воспользоваться принципом суперпозиции и соз-
дать волновой пакет ни к чему не привела. Волновой пакет расплыва-
ется в пространстве и времени. В связи с этим один из современных
способов решения квантовых задач инфинитного движения заклю-
чается в описании движения квантовых частиц с помощью огибаю-
щей волнового пакета на характерных размерах и временах, много
меньших, чем параметры расплывания пакета.
Собственно с этого начинаются факты, лежащие в описании
инфинитного движения в квантовой механике и не понятые до сих
пор. На наш взгляд, одной из причин такого положения является
то, что на заре зарождения квантовой механики отказались от опи-
сания квантовых систем с помощью физических величин. Это до-
рогая плата за введение нефизической функции . Дело в том, что
при интерпретации квантовой механики в физических переменных
без использования можно не только продвинуться в преодолении
противоречий, имеющихся в квантовой механики, но и предсказать
новые физические эффекты и экспериментально доказать их.
После публикации Э. Шрёдингером своего уравнения на эту тему
откликнулся Е. Маделунг и в 1926 году опубликовал уравнения дви-
жения квантовой частицы в физических переменных, которые име-
ли квазигидродинамический вид. Одно из двух уравнений оказалось
нелинейным. Раскопал всю эту библиографию Д. Бом, американский
физик, который в 1950-х годах внес значительный вклад в развитие
квазигидродинамического описания квантовых систем [3, 4]. С тех
пор нелинейный метод описания движения квантовых частиц с по-
мощью величин, имеющих физический смысл, использовался для
решения ряда квантовых задач. Например, при численных расчетах
рассеяния квантовых частиц оказалось более удобным использовать
квазигидродинамическое описание [5]. В конечном счете использо-
вание квазигидродинамического описания оправдано, если получе-
ны новые результаты, которые подтверждаются экспериментально
или могут иметь экспериментальное подтверждение.
Возможно, одной из причин того, что не «прижилось» квазиги-
дродинамическое описание, является то, что одно из уравнений яв-
ляется нелинейным, которое весьма трудно решать аналитически.
Впрочем, в квантовой механике не много решенных аналитически
задач даже с использованием линейного уравнения Шрёдингера.
Поиск нетривиальных решений для инфинитных одночастич-
ных состояний привел нас к решениям уравнения Шрёдингера
в квазигидродинамическом виде. Квантовые квазигидродинамиче-
ские уравнения позволяют описывать последовательно инфинитные
и финитные состояния квантовых частиц. При необходимости по-
лученные результаты можно удостоверить с помощью традиционных
решений уравнений Шрёдингера. Обращение к квантовым квазиги-
дродинамическим уравнениям с физическими величинами позво-
ляет несколько иначе взглянуть на давно известные результаты для
одночастичных инфинитных состояний.
Описание квантовых систем с помощью квазигидроди на-
ми чес ких уравнений будем называть представлением плотности
вероятности, и, как показывает опыт, квантовые задачи нуж-
но решать в двух представлениях: с помощью волновых функций
и с помощью представления плотности вероятности. Такой подход
в конечном счете позволил предсказать существование субатомов
водорода.
Литература
1. Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики. М.: Наука, 1976.
664 с.
2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Нерелятивист-
ская теория. М.: Гиз. ФМЛ, 1963. 702 с.
3. Вопросы причинности в квантовой механике: сб. переводов /
под ред. Я. П. Терлецкого и А. А. Гусева. М.: ИЛ, 1955 г. С. 34.
4. Ghosh S. K., Deb B. M. Physics Reports (Review Section of Physics
Letters). 1982. V. 92, No. 1.
5. Алексеев Б. В., Абакумов А. И. Об одном подходе к решению
уравнения Шрёдингера // Доклады Академии наук. 1982. Т. 262,
1100 с.
В сборнике статей описан подход для решения квантовых задач
на основе физических переменных в представлении плотности ве-
роятности. Эти результаты сравнивались с волновыми решениями
на основе уравнения Шрёдингера, что позволило устранить проти-
воречия между разными подходами и получить ряд новых результа-
тов, в частности уточнить выражения для квадрупольных моментов
атомов водорода, несколько по-иному представить спин квантовых
частиц и последовательно, на наш взгляд, предсказать возможность
существования субатомов водорода.
Субатом водорода — это квантовая система из протона и электро-
на в основном состоянии, отличающаяся от традиционного водорода
тем, что она более «компактна». Такие частицы практически не могут
существовать свободно, приближаясь к другим частицам, в том числе
заряженным, на достаточно близкие расстояния, они могут вступать
с ними в ядерные реакции. Существование субатомов водорода (это
могут быть и субатомы дейтерия) является, возможно, одной из при-
чин, объясняющих экспериментально доказанную ядерную транс-
мутацию элементов.
Статьи подобраны так, чтобы последовательно показать, что фор-
мула де Бройля, высказанная в виде гипотезы и связывающая соб-
ственную массу квантовых частиц с квантовой частотой колебаний,
является фундаментальным соотношением природы. Эксперимен-
тальное доказательство существования субатомов водорода станет
подтверждением этого утверждения.
Первое издание «Субатомы водорода» вышло в 2016 году в изда-
тельстве «LAMBERT» с возобновляемым тиражом по мере запросов.
Учитывая высокие европейские цены на книги, второе и третье из-
дания вышли в России в издательстве «Издательский дом Академии
Естествознания» для большей доступности брошюры для студентов
и аспирантов под названиями «Субатомные состояния водорода»
(2016) и «Атом водорода. Что нового?» (2017). В издания были внесены
исправления и дополнительные материалы.
Настоящее издание отличается несколько измененным описани-
ем представления о субатомных состояниях водорода и представле-
нием первых экспериментальных исследований в технических и био-
логических системах по обнаружению субатомов водорода.
ГЛАВА 1
ИСТОРИЯ
ВОПРОСА
В начале прошлого века были проделаны эксперименты, результаты
которых не укладывались в понятия классической физики и которые
привели, по существу, к рождению квантовой физики. В квантовой
механике было введено понятие волновой функции, которая непо-
средственно не имеет физического смысла, но тем не менее позволяет
описать эволюцию квантовых систем во времени, а квадрат модуля
волновой функции имеет смысл пространственно-временного рас-
пределения плотности вероятности этой системы.
Наибольшее число вопросов вызывает изложение квантовой
механики инфинитного движения частиц. С какой бы общностью
ни пытались получить уравнение Шрёдингера [1, 2], все сводится
к одному (по Шрёдингеру). Взято классическое выражение для энер-
гии Е свободной частицы m, которая двигается с импульсом p:
см. в книге (1.1)
и написано дифференциальное уравнение на языке плоских волн де
Бройля для такого выражения:
см. в книге (1.2)
В результате получается уравнение Шрёдингера для сводной ча-
стицы, которое с помощью волновой функции описывает ее эво-
люцию в пространстве и времени:
см. в книге (1.3)
где оператор Гамильтона для сводной частицы имеет вид:
см. в книге
— постоянная Планка.
Уравнение Шрёдингера является комплексным, ему соответству-
ют два действительных уравнения. Волновая функция также являет-
ся комплексной и, как уже говорилось, не имеет физического смысла.
Физический смысл имеет плотность вероятности, собственно она
и описывает эволюцию частицы в пространстве и времени:
см. в книге(1.4)
где * — комплексно сопряженная функция.
И здесь возникает первое противоречие. Подставляя (1.2) в (1.4),
получаем, что плотность вероятности свободной частицы постоян-
на во всем пространстве. Это необъяснимый факт. Получается, что
плотность вероятности для свободной частицы, движущейся с им-
пульсом P , не зависит от координат и времени, т. е. является посто-
янной во всем пространстве. Это противоречит экспериментальным
данным. Попытка воспользоваться принципом суперпозиции и соз-
дать волновой пакет ни к чему не привела. Волновой пакет расплыва-
ется в пространстве и времени. В связи с этим один из современных
способов решения квантовых задач инфинитного движения заклю-
чается в описании движения квантовых частиц с помощью огибаю-
щей волнового пакета на характерных размерах и временах, много
меньших, чем параметры расплывания пакета.
Собственно с этого начинаются факты, лежащие в описании
инфинитного движения в квантовой механике и не понятые до сих
пор. На наш взгляд, одной из причин такого положения является
то, что на заре зарождения квантовой механики отказались от опи-
сания квантовых систем с помощью физических величин. Это до-
рогая плата за введение нефизической функции . Дело в том, что
при интерпретации квантовой механики в физических переменных
без использования можно не только продвинуться в преодолении
противоречий, имеющихся в квантовой механики, но и предсказать
новые физические эффекты и экспериментально доказать их.
После публикации Э. Шрёдингером своего уравнения на эту тему
откликнулся Е. Маделунг и в 1926 году опубликовал уравнения дви-
жения квантовой частицы в физических переменных, которые име-
ли квазигидродинамический вид. Одно из двух уравнений оказалось
нелинейным. Раскопал всю эту библиографию Д. Бом, американский
физик, который в 1950-х годах внес значительный вклад в развитие
квазигидродинамического описания квантовых систем [3, 4]. С тех
пор нелинейный метод описания движения квантовых частиц с по-
мощью величин, имеющих физический смысл, использовался для
решения ряда квантовых задач. Например, при численных расчетах
рассеяния квантовых частиц оказалось более удобным использовать
квазигидродинамическое описание [5]. В конечном счете использо-
вание квазигидродинамического описания оправдано, если получе-
ны новые результаты, которые подтверждаются экспериментально
или могут иметь экспериментальное подтверждение.
Возможно, одной из причин того, что не «прижилось» квазиги-
дродинамическое описание, является то, что одно из уравнений яв-
ляется нелинейным, которое весьма трудно решать аналитически.
Впрочем, в квантовой механике не много решенных аналитически
задач даже с использованием линейного уравнения Шрёдингера.
Поиск нетривиальных решений для инфинитных одночастич-
ных состояний привел нас к решениям уравнения Шрёдингера
в квазигидродинамическом виде. Квантовые квазигидродинамиче-
ские уравнения позволяют описывать последовательно инфинитные
и финитные состояния квантовых частиц. При необходимости по-
лученные результаты можно удостоверить с помощью традиционных
решений уравнений Шрёдингера. Обращение к квантовым квазиги-
дродинамическим уравнениям с физическими величинами позво-
ляет несколько иначе взглянуть на давно известные результаты для
одночастичных инфинитных состояний.
Описание квантовых систем с помощью квазигидроди на-
ми чес ких уравнений будем называть представлением плотности
вероятности, и, как показывает опыт, квантовые задачи нуж-
но решать в двух представлениях: с помощью волновых функций
и с помощью представления плотности вероятности. Такой подход
в конечном счете позволил предсказать существование субатомов
водорода.
Литература
1. Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики. М.: Наука, 1976.
664 с.
2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Нерелятивист-
ская теория. М.: Гиз. ФМЛ, 1963. 702 с.
3. Вопросы причинности в квантовой механике: сб. переводов /
под ред. Я. П. Терлецкого и А. А. Гусева. М.: ИЛ, 1955 г. С. 34.
4. Ghosh S. K., Deb B. M. Physics Reports (Review Section of Physics
Letters). 1982. V. 92, No. 1.
5. Алексеев Б. В., Абакумов А. И. Об одном подходе к решению
уравнения Шрёдингера // Доклады Академии наук. 1982. Т. 262,
1100 с.