Мир вокруг нас - "Этэрнус" - Страница 58

Рис. 248

Рис. 249 [61] (примечание: θW — слабый угол смешивания)

Итак, мы рассмотрели (наглядную) геометрию электрослабого взаимодействия (в т. ч. электромагнитного и слабого полей, в него входящих), в связи с разбором термоядерных реакций в звёздах. Термоядерные реакции, в т. ч. горение водорода, как уже говорилось, также связано с сильным (мезонным) взаимодействием, более фундаментальным проявлением которого, как известно — представляется глюонное поле. В связи с этим, далее может быть рассмотрен вопрос:

О геометрии сильных (глюонных) полей

Кванты глюонных полей, глюоны — не существуют в свободном виде, и их существование известно лишь из теоретических данных и косвенных наблюдений. Согласно последним, глюоны — предстают как имеющие многие свойства, такие же как у фотонов: глюоны, как и фотоны, являются бозонами (= частицами с целым спином), причём имеют тот же спин 1, всегда движутся со скоростью света = не имеют массы покоя, и т. о. должны иметь две проекции спина на направление движения: +1 и –1 (без 0), и лишены электрического заряда (электронейтральны). Наглядное строение глюона, поэтому, может быть схоже с фотоном.

Однако ряд свойств отличают глюон от фотона: так, глюон — выполняет функцию кванта, при испускании или поглощении которого, меняется «цвет» частицы, но все остальные свойства (кроме спина) — остаются нетронутыми. Также, как уже было сказано, глюон, в отличие от фотона, не может существовать в свободном виде. Возможное наглядное строение глюона, объясняющее в т. ч. способность его изменять «цвет» кварка — см. на рис. 250. Также, такой глюон — способен препятствовать размыканию движения, при отдалении кварков друг от друга, см. рис. 251.

Рис. 250

Рис. 251

Наличие в глюоне электрических осей, но отсутствие замкнутого движения на «полюсе» — делает частицу неполноценной, приближая его строение к строению кварков, и объясняет невозможность существования глюона в свободном виде. Это также объясняет упоминавшийся рост энергии глюонного поля с расстоянием, т. к. при большем отдалении кварков друг от друга, необходимо больше глюонов, чтобы предотвратить размыкание движения в частице.

Как с т. зр. ненаглядных (= неклассических), так и наглядных (= постнеклассических) представлений, можно ожидать наличие 9-и типов глюонов, т. е. разных сочетаний «цвета» и антицвета, см. табл. 67 и рис. 252. Закон сохранения «цветового» заряда, однако — не запрещает трём состояниям с одинаковым «цветом» и антицветом, переходить друг в друга, т. о. возникает их смешивание, переводящее эти, исходные состояния — в три суперпозиции, см. рис. 253. Из трёх суперпозиций на рис., последняя — скомпенсирована по всем трём «цветам», и т. о., как известно, не может переносить «цветовое» взаимодействие. В итоге, вместо 9-и ожидаемых глюонов — остаётся 8 глюонов, показанных на рис. 254.

Таблица 67 [62] , [63]

9 возможных комбинаций «цвета» и антицвета, = ожидаемые глюоны

Рис. 252. Глюоны, наглядно

Рис. 253 [64] (примечание: вверху — исходные состояния, внизу — суперпозиции)

Рис. 254 [64]. 8 известных глюонов

Глюоны — естественным образом, продолжают ряд, объединяющий фотон и Z0- и W-бозоны, представляя частицы, с т. зр. наглядного строения, родственные им, см. рис. 255. Т. о. электрослабое и сильное поля — можно увидеть единым образом = объединить (хотя при обычных энергиях, т. е. в современном окружающем Мире — они, естественно, обладают различающимися свойствами, но как видно, имеют единую суть).

Рис. 255

Итак, мы рассмотрели, в целом, геометрию глюонных (а чуть ранее — электрослабых) полей, в связи с рассмотрением термоядерных реакций в звёздах. К разбору последних, и уровня вещества планет и звёзд в целом, и возвращаемся далее:

CNO-цикл

В звёздах с достаточно высокой массой (более 1,5 масс Солнца), реакции горения водорода могут начинаться уже преимущественно не с реакции слабого взаимодействия, а с реакции сильного (с участием электромагнитного, в виде испускания гамма-кванта) взаимодействия: слияния протона с ядрами элементов C, N, O и (в меньшей степени) F, имеющихся в звезде в виде примесей. Температура в недрах таких звёзд — оказывается достаточно высока для эффективного преодоления отталкивания протона и таких тяжёлых ядер, содержащих много протонов, см. рис. 256.

Рис. 256 [65],[66]. Реакции горения водорода в CNO-цикле

После реакции присоединения протона более тяжёлым ядром, происходит, опять же, реакция слабого взаимодействия (b+ распад, т. е. вылет W+ бозона, далее распадающегося на позитрон и нейтрино), превращающая протон в нейтрон (необходимый для дальнейшего построения ядер), см. рис. 256. Но в данном случае, реакция слабого распада легко осуществима, т. к. не требует образования дипротона, как в менее массивных звёздах.

Дальнейшие реакции — приводят к образованию, в конечном итоге, выгодных альфа-частиц (как и в случае протон-протонной (слабой) цепочки), при этом, ядра C, N, O, F — восстанавливаются, см. рис. 256. Из того, что ядра C, N, O, F не расходуются, являясь т. о. катализаторами реакций горения водорода, совокупность реакций с их участием — и получила название CNO-цикла (как последовательность реакций, замкнутая на себя). (Заметим, что само явление катализа — встречается и на других уровнях вещества, например, в химических реакциях).