Ядерные силы в Единой Дипольной Теории Поля

А.А. Русановг. Балашов, Россия

Аннотация
В работе представлен новый подход к ядерным силам и фундаментальным взаимодействиям частиц, основанный на концепции дипольных комплексов. В рамках Единой Дипольной Теории Поля (ЕДТП) все взаимодействия трактуются как образование и перестройка дипольных структур при строгом соблюдении принципа полной электрической нейтральности узлов соединения. Теория объясняет природу ядерных сил, механизмы β-распада, превращения нейтрино, а также формирование атомных ядер и атомов. Детально описан механизм сборки ядерной материи через образование тройных узлов на основе протон-нейтронных диполей и нейтринного цемента. Установлено, что наиболее стабильная бинарная связь возникает между протоном и нейтроном. Разработана фрактальная модель кластерного роста ядерных структур, объясняющая устойчивость ядер и механизм их деления. Теория расширена до космологических масштабов, связывая микромир с образованием черных дыр и динамикой Вселенной.

Ключевые слова: ядерные силы, дипольная теория, сильное взаимодействие, нейтрино, структура атомного ядра, нуклонные диполи, принцип нейтральности, кварковые комплексы, фрактальная структура ядра, нейтринный цемент.

Введение
Понимание природы ядерных сил и фундаментальных взаимодействий частиц остается ключевой задачей физики. Стандартная модель, объясняющая сильное взаимодействие обменом глюонов, сталкивается с трудностями в объяснении короткодействия, насыщения и специфики протон-нейтронных связей. Данная работа предлагает альтернативный взгляд, опирающийся на принцип полной нейтральности и дипольную природу кварковых и нейтринных комплексов, что позволяет единообразно описать явления от ядерных превращений до космологической эволюции.

Теоретические основы и математическая формализация

1. Принцип полной нейтральности узлов

В основе ЕДТП лежит принцип, согласно которому любые устойчивые дипольные структуры обязаны быть электрически нейтральными в своих узлах соединения.

• Формулировка принципа: Суммарный электрический заряд в узле $N$, где сходятся $n$ кварков с зарядами $q_i$, должен удовлетворять условию:

  $$\mid \sum _{i=1}^n{q}_i\mid \le e$$

  где $e$ — элементарный заряд.

• Матричная форма представления: Для сети диполей условие нейтральности всех узлов $\vec{N}$ записывается как:

  $$\vec{N}=A\cdot \vec{q},\text{и}\mathrm{\forall }j,\mathrm{\mid }{N}_j\mathrm{\mid }\le e$$

  где $A$ — матрица соединений, $\vec{q}$ — вектор зарядов.

2. Дипольная структура нуклонов и лептонов

• Нуклоны: Протон (uud) обладает дипольной структурой с зарядами $(+\frac{2}{3}e,+\frac{2}{3}e,-\frac{1}{3}e)$. Нейтрон (udd) — $(+\frac{2}{3}e,-\frac{1}{3}e,-\frac{1}{3}e)$. В составе протон-нейтронного диполя протонный конец представлен кварком $d$ (заряд $-\frac{1}{3}e$), а нейтронный — кварком $u$ (заряд $+\frac{2}{3}e$).

• Нейтрино: Электронное нейтрино и антинейтрино представлены как комплексы из трех стерильных диполей. Ключевым свойством является их способность к инверсии.

Взаимодействия частиц на дипольном уровне

1. Инверсия нейтрино

Электронное нейтрино, состоящее из трех стерильных диполей, имеет на своих концах эффективные заряды, например, $-\frac{1}{3}e$. При захвате стерильного диполя с зарядом $+\frac{1}{3}e$ двумя своими концами происходит структурный переворот (инверсия), и нейтрино превращается в антинейтрино. Процесс обратим и для антинейтрино. Это объясняет осцилляции нейтрино как динамический процесс инверсии в дипольной среде.

2. Образование стабильных диполей нейтрино-антинейтрино

При сближении электронного нейтрино и электронного антинейтрино без высокой энергии не происходит аннигиляции. Вместо этого их дипольные концы с зарядами $-\frac{1}{3}e$ и $+\frac{1}{3}e$ соединяются, образуя стабильный диполь «нейтрино-антинейтрино». На концах этого составного диполя сохраняются свободные заряды $+\frac{1}{3}e$ и $-\frac{1}{3}e$, что делает его идеальным «цементирующим» агентом для ядерных структур.

3. Взаимодействие протона с лептонами и нуклонами

• С электроном: Свободный протон взаимодействует стороной кварка $d$ (заряд $-\frac{1}{3}e$) с электроном, образуя атом водорода.

• Захват электрона (K-захват): При близком захвате электрона протоном происходит превращение: протон поглощает электрон, его ядро (электронное антинейтрино) сбрасывается, а новым ядром становится электрон. В результате протон превращается в нейтрон. Это дипольная интерпретация процесса $p+e^{-}\to n+{\nu }_e$.

• С нейтроном: Протон и нейтрон в ядре образуют стабильный диполь, где их кварковые заряды компенсируются с точностью до $e$, что удовлетворяет принципу нейтральности.

Бинарный нуклонный диполь и тернарные связи
Самой устойчивой бинарной структурой является диполь протон-нейтрон, где выполняется условие $\mid \sum q_i\mid =e$. Однотипные нуклоны не образуют стабильных пар, но формируют устойчивые тернарные (трехчастичные) комплексы, где достигается условие $\sum q_i=0$.

Фрактальная кластерная модель ядра и механизм деления
Ядра организуются по принципу фрактального роста из стабильных протон-нейтронных диполей, цементируемых диполями «нейтрино-антинейтрино». Цепная реакция деления – это лавинообразный распад сети, когда нарушение баланса зарядов ($\mathrm{\mid }{N}_j\mathrm{\mid }>e$) распространяется по всей структуре.

Сферическая модель ядра и механизм нейтринного цементирования

Стабильность и сферическая форма ядра обеспечиваются за счет формирования тройных узлов соединения на основе протон-нейтронных диполей и нейтринного цемента. Рассмотрим этот процесс детально:

1. Протон-нейтронный диполь имеет асимметричные концы: протонный конец с эффективным зарядом $-\frac{1}{3}e$ (кварк $d$) и нейтронный конец с зарядом $+\frac{2}{3}e$ (кварк $u$).

2. Электронное нейтрино в своей дипольной структуре имеет два конца с зарядом $-\frac{1}{3}e$ и один конец с зарядом $+\frac{1}{3}e$.

3. Механизм сборки: К двум концам электронного нейтрино с зарядом $-\frac{1}{3}e$ подсоединяются нейтронные концы двух протон-нейтронных диполей (заряд $+\frac{2}{3}e$). Суммарный заряд в каждом таком узле составляет $\mathrm{\mid }(+\frac{2}{3}e)+(-\frac{1}{3}e)\mathrm{\mid }=+\frac{1}{3}e$, что удовлетворяет принципу нейтральности ($\le e$).

4. К оставшемуся концу нейтрино с зарядом $+\frac{1}{3}e$ подсоединяется протонный конец третьего протон-нейтронного диполя (заряд $-\frac{1}{3}e$). Суммарный заряд в этом узле равен $\mathrm{\mid }(-\frac{1}{3}e)+(+\frac{1}{3}e)\mathrm{\mid }=0$.

В результате три протон-нейтронных диполя оказываются соединенными в устойчивый узел через верхушку электронного нейтрино. Аналогичный процесс, но с зеркальным соответствием зарядов, происходит при участии электронного антинейтрино.

Повторяющиеся по всей структуре ядра такие тройные соединения формируют плотную, симметричную и изотропную сеть. Эта сеть естественным образом самоорганизуется в сферическую форму, минимизируя поверхностную энергию и обеспечивая одинаковое окружение для диполей. На поверхности ядра протонные концы диполей, обращенные наружу, немедленно захватывают электроны, формируя электронную оболочку атома и обеспечивая общую электронейтральность.

Эволюция в чёрную дыру и динамика Вселенной
При гравитационном коллапсе нейтринная компонента, служащая цементом, конденсируется, формируя сферическую черную дыру, а барионная материя сбрасывается. Динамика Вселенной представляет собой цикл сжатия (конденсации) и расширения (сброса) материи, что объясняет ее ускоряющееся расширение.

Заключение
Предложенная Единая Дипольная Теория Поля предлагает всеобъемлющую картину мира. Она не только единообразно объясняет ядерные силы и превращения частиц, но и детально описывает механизм сборки ядерной материи через образование тройных узлов с участием нейтринного цемента. Теория раскрывает универсальный принцип перманентной нейтрализации как движущую силу физических процессов, от микромира атомных ядер до макромира космологической эволюции.