Фрактально-динамическая модель материи

 Русанов А.А.

Учитель физики, г. Балашов.

Аннотация

В статье представлена фрактально-динамическая модель (ФДМ), объясняющая строение материи через иерархию стерильных диполей - нейтральных пар фотона (⊖, −1/3 e) и гравитона (⊕, +1/3 e). Диполи хаотично движутся и поляризуются в трёхмерном пространстве, формируя динамическую среду, где локальные изменения запускают каскадные перестройки. Модель объясняет происхождение дробных зарядов кварков через правило
$N_{\text{частицы}}=3^n,$
механизм инверсии частиц как перестройку дипольных конфигураций, а также связь с общей теорией относительности через вклад гравитонов в геометрию пространства-времени. Рассмотрена роль цепной поляризации в формировании тёмной материи. Предложены экспериментальные предсказания: резонансы при 243 ГэВ (LHC) и отклонения от закона
$1\mathrm{/}{r}^2$
на масштабах менее
${10}^{-34}\text{ м}\mathrm{.}$

1. Введение

Современная физика сталкивается с фундаментальными проблемами объединения квантовых принципов и гравитации, а также объяснения природы тёмной материи. Стандартная модель не даёт полных ответов на эти вопросы. В рамках ФДМ материя строится из стерильных диполей - фундаментальных элементов, сочетающих электромагнитные и гравитационные свойства.

Данная модель предлагает новый взгляд на структуру материи, основанный на фрактальной иерархии и динамике дипольных взаимодействий, что позволяет согласовать микроскопические и макроскопические явления в единой концепции.

2. Стерильный диполь и иерархия диполей

2.1. Структура стерильного диполя

Стерильный диполь - связанное состояние гравитона (⊕, +1/3 e) и фотона (⊖, −1/3 e) с планковской энергией порядка
${10}^{28}\text{ эВ}$
и размером около
$1.6\times {10}^{-35}\text{ м}\mathrm{.}$
Он является базовым строительным блоком модели, обладающим нейтральным суммарным зарядом:
$q_{\text{диполя}}=+\frac{1}{3}e-\frac{1}{3}e=0.$

2.2. Формирование иерархии частиц

Частицы формируются каскадно по принципу:

• Уровень 0: стерильный диполь (диполь⁰).

• Уровень 1: электронное нейтрино и антинейтрино (диполь¹), состоящие из трёх диполей⁰.

• Уровень 2: электрон и позитрон (диполь²), из трёх диполей¹.

• Уровень 3: кварк и антикварк (диполь³), из трёх диполей².

• Уровень 4: протон и антипротон (диполь⁴), из трёх диполей³.

• Уровень 5: бозон Хиггса (гипотетически, из трёх диполей⁴).

Формула каскадного построения:
$N_{\text{частицы}}=3^n,N_{\text{диполя}}=2\times 3^n,$
где $n$ - уровень иерархии.

3. Иерархия частиц и механизм зеркального построения

3.1. Таблица иерархии частиц

Уровень (n)	Частица/структура	Число диполей	Структурная формула	Зарядовая конфигурация
0	Стерильный диполь	1	⊕⊖	(+1/3e, −1/3e) → 0
1	Нейтрино (ν)	3	3(⊕⊖)	◀(⊕⊕⊖) → 0
1+	Диполь¹ [νν̄]	6	◀(⊕⊕⊖)-(⊖⊖⊕)▶	Полная нейтральность
2	Электрон (e⁻)	18	3[νν̄]	Внешний слой: −e (2⊖+1⊕)
2+	Диполь² [e⁻e⁺]	36	◀(⊕⊕⊖)₃-(⊖⊖⊕)₃▶	Компенсация зарядов
3	Кварк (q)	108	3[e⁻e⁺]	Дробный заряд (±1/3e, ±2/3e)
3+	Мезон [qq̄]	216	◀(⊕⊕⊖)₉-(⊖⊖⊕)₉▶	Адронная нейтральность
4	Протон (p)	648	3[qq̄]	+e (uud) через дипольные оболочки
4+	Нуклонный диполь [pp̄]	1296	◀(⊕⊕⊖)₂₇-(⊖⊖⊕)₂₇▶	Ядерные силы
5	Ядерный комплекс	3888	3[pp̄]	Промежуточные адронные состояния
6	Бозон Хиггса (H)	11664	3(ядерных комплекса)	Массовый механизм через дипольные связи

3.2. Механизм зеркального построения и отсутствие самостоятельной антиматерии

В модели отсутствует самостоятельная антиматерия в привычном понимании. Когда образуется частица, например нейтрино с зарядовой конфигурацией «два плюса и один минус» на верхнем уровне дипольной структуры, она немедленно инициирует зеркальное построение - создает вокруг себя зеркальную пару из окружающих стерильных диполей, которая традиционно воспринимается как антинейтрино.

Это не отдельная частица, а динамическая перестройка дипольной среды, необходимая для нейтрализации и замыкания в диполь¹ (нейтрино + антинейтрино). Аналогично электрон формирует позитрон и замыкается в диполь² [e⁻e⁺].

Данный механизм универсален и распространяется на все уровни иерархии частиц, обеспечивая сохранение нейтральности и динамическую стабильность.

3.3. Расширение зеркального механизма на макроскопические тела и гравитация

Любое макроскопическое тело, состоящее из атомов, поляризует окружающие стерильные диполи, формируя вокруг себя область дипольной ориентации. Если рядом находится другое тело, оно также поляризует диполи, создавая зеркальную структуру относительно первого.

Взаимодействие этих зеркальных дипольных конфигураций приводит к возникновению силы притяжения, которая в модели ФДМ объясняет гравитацию.

Таким образом, гравитация - проявление взаимной поляризации и зеркального построения дипольной среды между макротелами. Это объясняет:

• Всегда притягательное действие гравитации для нейтральных тел.

• Пропорциональность силы произведению масс (числу диполей).

• Дальнодействующий и универсальный характер гравитационного взаимодействия.

При ионизации тел (например, в лабораторных условиях) число вовлечённых диполей резко возрастает, что приводит к усилению взаимодействия, аналогично электростатическим эффектам.

4. Гравитационная постоянная как микроскопическое дипольное взаимодействие

4.1. Физический смысл гравитационной постоянной

В классической физике гравитационная постоянная
$G$
характеризует силу притяжения между двумя массами
$m_1$
и
$m_2$
на расстоянии
$r$
по закону Ньютона:

$$F=G\frac{m_1{m}_2}{r^2}\mathrm{.}$$

В предлагаемой модели гравитация возникает как сила притяжения между двумя стерильными диполями, ориентированными противоположно по заряду. Таким образом, гравитационная постоянная
$G$
физически интерпретируется как мера силы взаимодействия между двумя базовыми элементами материи - стерильными диполями.

Масса диполя определяется через энергию связи:

$$m_d=\frac{E_0}{c^2}\approx 2.2\times {10}^{-8}\text{ кг},$$

где

$$E_0=\sqrt{\frac{\mathrm{\hslash }{c}^5}{G}}\approx {10}^{28}\text{ эВ}$$

• энергия связи диполя.

4.2. Объяснение слабости гравитации

Гравитация - коллективный эффект взаимодействия огромного числа диполей $N$, где сила пропорциональна $N^2$, но индивидуальное взаимодействие между диполями чрезвычайно слабое, что объясняет малость $G$.

5. Электромагнетизм через дипольные конфигурации

5.1. Источник заряда

Заряженные частицы имеют асимметрию дипольных оболочек:

• Электрон - избыток ⊖-компонент на поверхности.

• Протон - избыток ⊕-компонент.

5.2. Соотношение сил

Отношение электромагнитной и гравитационной сил определяется числом несбалансированных диполей $N_{\text{изб}}$ и полных диполей $N_{\text{полн}}$:
$\frac{F_{em}}{F_g}\approx \frac{N_{\text{полн}}}{N_{\text{изб}}}\sim {10}^{36}\mathrm{.}$

6. Универсальный квант взаимодействия и связь с общей теорией относительности

Взаимодействие	Носитель	Конфигурация	Относительная сила
Гравитация	Нейтральные ⊕⊖	Параллельная ориентация	1
Электромагнетизм	Заряженные кластеры	Асимметричные оболочки	~10³⁶

Гравитоноподобный носитель (⊕) имеет спин 2 и переносит гравитацию со силой, падающей как $1\mathrm{/}{r}^2$. Фотоноподобный носитель (⊖) - спин 1, переносит электромагнетизм.

Вклад гравитонов в структуру диполей модифицирует геометрию пространства-времени, обеспечивая связь с общей теорией относительности.

7. Следствия для теории гравитации и чёрных дыр

7.1. Отсутствие сингулярностей

Минимальный размер объектов ограничен планковским масштабом:
$r_{\min }=3^n\times {10}^{-35}\text{ м},$
где $n$ - уровень фрактальной иерархии. Гравитационный коллапс останавливается из-за дипольного отталкивания.

7.2. Сохранение информации

Информация хранится в поляризационных состояниях диполей на горизонте событий, что согласуется с формулой Бекенштейна-Хокинга:
$S=k_B\ln (N_{\text{диполей}})\approx \frac{A}{4l_P^2},$
где $A$ - площадь горизонта, $l_P$ - планковская длина.

8. Экспериментальные предсказания:  

Отклонения от закона 

• $r^2$ на масштабах менее ${10}^{-34}$ м из-за дипольных флуктуаций.

• Квантовые флуктуации $G$ в сильных полях с относительной величиной $\mathrm{\Delta }G\mathrm{/}G\sim {10}^{-5}$ на планковских масштабах.

• Резонансы при 243 ГэВ на LHC, связанные с распадом на стерильные диполи.

• Возможность обнаружения цепной поляризации диполей в макроскопических экспериментах, влияющей на гравитационные взаимодействия.

9. Заключение

Фрактально-динамическая модель на основе стерильных диполей предлагает целостное объяснение природы элементарных частиц, их зарядов, спина и фундаментальных взаимодействий. Механизм зеркального построения раскрывает динамику превращений частиц и макротел, объясняя гравитацию как проявление взаимной поляризации дипольной среды. Модель устраняет сингулярности в чёрных дырах и открывает новые перспективы для теоретических и экспериментальных исследований.