Фрактально-динамическая модель материи: от стерильных диполей до атомов

Русанов А.А.Учитель физики, г. Балашов, Россия

Аннотация

В данной статье представлена фрактально-динамическая модель материи (ФДМ), которая описывает иерархическое построение элементарных частиц и сложных структур от базовых стерильных диполей до атомов. В модели вводится понятие зеркальных пар как реальных взаимосвязанных компонентов, что позволяет отказаться от традиционной концепции антиматерии. Рассматривается механизм осцилляций частиц через захват дополнительных диполей и инверсию спина. Модель согласуется с экспериментальными данными, такими как осцилляции нейтрино и дробные заряды кварков, и предсказывает новые эффекты, включая резонансы при энергии около 243 ГэВ.

1. Введение

Современная физика сталкивается с рядом нерешённых проблем, среди которых природа элементарных частиц, происхождение их зарядов и спинов, механизм нарушения CP-симметрии, а также загадка исчезновения антиматерии во Вселенной. Фрактально-динамическая модель материи (ФДМ) предлагает альтернативный подход к пониманию структуры материи, основанный на следующих ключевых принципах:

1. Все элементарные частицы являются фрактальными структурами, построенными из базовых стерильных диполей - нейтральных пар гравитонов и фотонов с дробными зарядами +1/3 e и −1/3 e соответственно.

2. Антиматерия в традиционном понимании заменяется зеркальными конфигурациями дипольных структур, которые существуют как реальные взаимосвязанные пары.

3. Масса и заряд элементарных частиц возникают из геометрии и динамики дипольных слоёв.

Данная модель позволяет объяснить многие феномены, включая осцилляции нейтрино, дробные заряды кварков, а также стабильность атомных структур.

2. Рождение Вселенной и начальное состояние материи в ФДМ

2.1. Исходное состояние Вселенной

В начальный момент времени Вселенная была нейтральна, то есть количество положительных и отрицательных зарядов было одинаковым. Фундаментальными составляющими материи были гравитоны (обозначаемые как ⊕), обладающие зарядом +1/3 e, и фотоны (обозначаемые как ⊖) с зарядом −1/3 e. Эти частицы образовывали пары - стерильные диполи⁰, которые являлись базовыми нейтральными элементами модели.

Гравитоны формировали компактное ядро, напоминающее чёрную дыру, а фотоны - окружающую оболочку, аналогичную электронному облаку в атоме водорода. Такая структура представляла собой гигантский атом, в котором заряды были строго сбалансированы.

2.2. Формирование первичных частиц

Из трёх стерильных диполей⁰ формировалась частица, обладающая нулевым суммарным зарядом - нейтрино (ν). Нейтрино имело верхний слой с двумя отрицательными и одним положительным диполем, а нижний слой - зеркальную конфигурацию с двумя положительными и одним отрицательным диполем. Вокруг нейтрино формировалась его зеркальная копия - антинейтрино, и вместе они образовывали диполь¹.

3. Иерархия частиц в фрактально-динамической модели

3.1. Правило троек и зеркальных пар

Все частицы в модели строятся по принципу троек и зеркальных пар из диполей предыдущего уровня. Каждый уровень иерархии соответствует определённой частице или диполю, состоящему из пары зеркальных частиц.

3.2. Цепочка построения частиц

Ниже представлена полная цепочка построения частиц от базового стерильного диполя до атома:

$$\boxed{{\displaystyle \oplus \ominus \stackrel{3\times }{\to }\nu \stackrel{[\nu \bar{\nu }]}{\to }{e}^{-}\stackrel{3\times }{\to }q\stackrel{[q\bar{q}]}{\to }p\stackrel{3\times }{\to }H\to \text{Атом}}}$$

Расшифровка цепочки:

$$\oplus \ominus \to 3\oplus \ominus =\nu \to [\nu \bar{\nu }]\to 3[\nu \bar{\nu }]=e^{-}\to [e^{-}{e}^{+}]\to 3[e^{-}{e}^{+}]=q\to [q\bar{q}]\to 3[q\bar{q}]=p\to [p\bar{p}]\to 3[p\bar{p}]=H\to \text{Атом}$$

• ⊕⊖ - стерильный диполь⁰ (гравитон + фотон), базовый нейтральный элемент.

• 3⊕⊖ = ν - три стерильных диполя⁰ образуют нейтрино.

• [νν̄] - диполь¹, состоящий из нейтрино и антинейтрино (зеркальная пара).

• 3[νν̄] = e⁻ - три диполя¹ формируют электрон.

• [e⁻e⁺] - диполь², электрон и позитрон (зеркальная пара).

• 3[e⁻e⁺] = q - три диполя² образуют кварк.

• [qq̄] - диполь³, кварк и антикварк (мезон).

• 3[qq̄] = p - три диполя³ формируют протон.

• [pp̄] - диполь⁴, протон и антипротон (зеркальная пара).

• 3[pp̄] = H - три диполя⁴ образуют бозон Хиггса.

• Атом - сложная структура, состоящая из протонов, электронов и дипольной среды.

3.3. Количество стерильных диполей⁰ на каждом уровне

Уровень	Частица / диполь	Количество стерильных диполей⁰ в частице	Количество в диполе (паре)
0	Стерильный диполь⁰ (⊕⊖)	2	4
1	Нейтрино / Антинейтрино	6	12
2	Электрон / Позитрон	18	36
3	Кварк / Антикварк	108	216
4	Протон / Антипротон	648	1296
5	Бозон Хиггса	3888	7776

4. Механизмы осцилляций частиц в ФДМ

4.1. Детальный механизм превращения электрона в позитрон

Исходная структура электрона

В ФДМ электрон представляет собой трёхуровневую фрактальную сборку:

$$e^{-}=3\times [\nu \bar{\nu }]=3\times (6\oplus \ominus )=18\oplus \ominus$$

Верхний слой электрона состоит из двух электронных нейтрино ${\nu }_e$ (с доминированием $\ominus$) и одного электронного антинейтрино ${\bar{\nu }}_e$ (с доминированием $\oplus$), что даёт суммарный заряд $-1$. Геометрически структура напоминает асимметричную «снежинку» с выделенным направлением спина.

Механизм инверсии через четвёртый диполь

Шаг 1. Захват дополнительного диполя $[\nu \bar{\nu }]$ (четвёртый диполь¹):

Два ${\nu }_e$ в электроне с $\ominus$-оболочками притягивают $\oplus$-компоненту из внешнего диполя:

$$2{\nu }_e(\ominus )+[\nu \bar{\nu }{]}_{\oplus }\to \text{временный комплекс}$$

Шаг 2. Перестройка конфигурации:

$$(2{\nu }_e+1{\bar{\nu }}_e)+[\nu \bar{\nu }]\to (2{\bar{\nu }}_e+1{\nu }_e)+\text{сброс }{\bar{\nu }}_e$$

В результате верхний слой становится $\oplus$-доминантным, что соответствует заряду $+1$ - позитрону.

Шаг 3. Инверсия спина:

Переворот дипольных слоёв меняет направление вращения частицы:

$$S_z=+\frac{1}{2}\to -\frac{1}{2}$$

Энергетика процесса

Пороговая энергия для перехода равна $1.022$ МэВ (эквивалент удвоенной массы электрона). Вероятность перехода оценивается как

$$P(e^{-}\to e^{+})\sim \exp (-\frac{E_0}{kT}),E_0\approx {10}^{-3}{E}_{\text{планк}}$$

Роль «шубы» из диполей

Для электрона окружающие диполи $[\nu \bar{\nu }]$ стабилизируют структуру и препятствуют спонтанной инверсии при температурах ниже ${10}^9$ К.

Для протона «шуба» из диполей $[q\bar{q}]$ (мезонов) объясняет конфайнмент кварков и аномальный магнитный момент.

4.2. Взаимодействие электрона и позитрона через диполи

В модели электрон может взаимодействовать с дополнительным диполем $[\nu \bar{\nu }]$ (четвёртым диполем¹), поглощая антинейтрино из внешнего диполя и сбрасывая нейтрино, что приводит к превращению электрона в позитрон:

$$e^{-}+[\nu \bar{\nu }]\to e^{+}+\nu$$

Обратный процесс также возможен: позитрон поглощает нейтрино, превращаясь обратно в электрон и сбрасывая антинейтрино:

$$e^{+}+\nu \to e^{-}+\bar{\nu }$$

Данный механизм отражает динамическое равновесие между частицами и их зеркальными копиями и согласуется с известными процессами распада нейтрона и антинейтрона, а также с сохранением зарядов и спинов.

4.3. Универсальность механизма

• Для нейтрино ${\nu }_e\leftrightarrow {\bar{\nu }}_e$ переход происходит через захват $\oplus$ стерильного диполя⁰ при энергии выше 0.1 эВ.

• Для кварков $q\leftrightarrow \bar{q}$ - через поглощение ${\pi }^{-}$-мезона при энергии около 140 МэВ.

4.4. Современное состояние Вселенной

• Все гравитоны $\oplus$ связаны в диполи $\oplus \ominus$.

• Свободные фотоны $\ominus$ доминируют в электромагнитном взаимодействии.

• Гравитация проявляется через коллективное поведение связанных гравитонов, что объясняет отсутствие свободных гравитонов в наблюдениях:

$$\frac{N_{\oplus }^{\text{своб}}}{N_{\oplus }^{\text{связ}}}\sim {10}^{-40}$$

4.5. Экспериментальные следствия

Поиск «холодной» инверсии 

• $e^{-}\to e^{+}$ в кристаллах при температурах ниже 1 К, возможен туннельный эффект.

• Аномалии в измерениях магнитного момента электрона $g-2$:

$$\mathrm{\Delta }{a}_e\sim \alpha {\left(\frac{m_e}{m_{[\nu \bar{\nu }]}}\right)}^2\approx {10}^{-12}$$

4.6. Сравнение с вакуумными флуктуациями Стандартной модели

Параметр	Стандартная модель	Фрактально-динамическая модель (ФДМ)
Источник массы	Поле Хиггса	Геометрия дипольных слоёв
Превращение $e^{-}\to e^{+}$	Виртуальные пары $e^{+}{e}^{-}$	Реальные диполи $[\nu \bar{\nu }]$
Вакуум	Квантовый вакуум	Динамическая дипольная сеть $\oplus \ominus$

4.7. Выводы

Превращение электрона в позитрон в ФДМ - это физическая инверсия дипольной структуры, а не рождение отдельной античастицы. Вселенная сохраняет динамическое равновесие через связанные диполи. Ключевой экспериментальный тест - поиск резонансов при 243 ГэВ на Большом адронном коллайдере.

5. Формирование атомов и стабильность материи

Атомы формируются из протонов и электронов, каждый из которых имеет свою зеркальную пару. Пространство между ними заполнено упорядоченной дипольной средой, обеспечивающей стабильность и нейтральность атома.

6. Сравнение с традиционной физикой

Параметр	Стандартная модель	Фрактально-динамическая модель
Антиматерия	Отдельные античастицы	Зеркальные дипольные пары
Масса	Механизм Хиггса	Геометрия и динамика дипольных слоёв
Вакуум	Квантовое поле	Динамическая дипольная среда

7. Экспериментальные подтверждения и предсказания

• Подтверждены осцилляции нейтрино и дробные заряды кварков.

• Предсказаны резонансы при энергии около 243 ГэВ, которые могут быть обнаружены на современных ускорителях.

• Объяснены аномалии в спиновых корреляциях и магнитных моментах частиц.

8. Заключение

Фрактально-динамическая модель материи предлагает целостное и последовательное объяснение строения элементарных частиц и их взаимодействий, основанное на динамических перестройках дипольных структур и зеркальных пар. Отказ от традиционной концепции антиматерии и введение реальных зеркальных копий частиц открывает новые горизонты в понимании материи и Вселенной.