Опыты Резерфорда и Эддингтона с инертными газами

1. Позитронно-электронная модель атомного ядра

 В позитронно-электронной модели атомного ядра используется:

  • три типа частиц – электрон и распакованный протон - позитрон и пион (темная материя)
  • два типа фундаментальных взаимодействия – кулоновское между позитроном и электроном и взаимодействие между пионом (темной материей) и заряженными частицами – позитроном и электроном.

Протон в позитронной-электронной модели атомного ядра является продуктом взаимодействия двух типов материи:

  • электромагнитной материи – позитрон
  • темной материи – пион (пи-мезоны и т.д.)
  • позитрон притягивает темную материю – протон очень устойчивая частица
  • каждая материя сохраняет свои свойства

Электрон является античастицей позитрона и соответственно СРТ-инверсией отталкивает темную материю.

CPT-инвариантность — это фундаментальная симметрия физических законов при преобразованиях, включающих одновременную инверсию заряда, чётности и времени.

В силу CPT-теоремы доказывается строгое соответствие между веществом и антивеществом. В частности, у частицы и античастицы точно равны масса и магнитный момент, их электрические заряды равны по модулю и противоположны по знаку, а спины равны по модулю и противоположны по направлению.

Нейтрон состоит из протонов и электронов – кулоновское взаимодействие притягивает частицы, темная материя отталкивает, в результате возникает устойчивое взаимодействие.

В позитронно-электронной модели заряд ядра определяется компоновкой ядерной решетки.

2.Опыт А. Эддингтона в 1919г.

 За гравитационное притяжение отвечает темная материя и ей подвержены все материальные тела. Гравитация является универсальным взаимодействием материи с пространственно-временным континуумом и придаёт одинаковое ускорение относительно локально-инерциальной системы отсчёта — принцип эквивалентности Эйнштейна. Не смотря на то, что гравитация — слабейшее взаимодействие, она оказывает определяющее влияние на материю в масштабах вселенной. Гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной,

Экспедиция 1919 года, возглавляемая Эддингтоном, впервые экспериментально измерила отклонение луча света в гравитационном поле Солнца, которое якобы полностью соответствовало Общей Теории Относительности (ОТО) Эйнштейна" - эту фразу вы можете увидеть в любом издании, посвящённом ОТО, будь то академическое издание или научно-популярная статья. На самом деле, это заявление очень важно, так как результаты, полученные в этой экспедиции, были решающими в полном признании и дальнейшем доминировании ОТО как единственно правильной теории гравитации.

При проведении эксперимента были допущены ряд ошибок систематических и случайных:

  • Разрешающая способность и аберрации оптической системы
  • Аберрации поля
  • Ошибки гидирования
  • Рефракция в атмосфере Земли
  • Звездная аберрация
  • Собственное движение звезд
  • Ошибки, связанные с обработкой измерений

Подробное описание ошибок эксперимента дано в статье http://bourabai.kz/articles/ivchenkov.htm.

Учитывая, что фотон является продуктом аннигиляции позитрона и электрона, в сильном гравитационном поле звезды возможно крайне не значительное смещение фотона в сторону сильного гравитационного поля вследствие расщепления фотона на позитрон и электрон. Позитрон окажется чуть ближе к источнику гравитационного поля, чем электрон, что в соответствии с законом Ньютона обеспечит притяжение фотона, но заметное в масштабах вселенной.

3.Опыты Резерфорда

Первые прямые эксперименты по исследованию внутренней структуры атомов были выполнены Э. Резерфордом и его сотрудниками Э. Марсденом и Х. Гейгером в 1909–1911 годах. Резерфорд предложил применить зондирование атома с помощью α-частиц, которые возникают при радиоактивном распаде радия и некоторых других элементов. Масса α-частиц приблизительно в 7304 раза больше массы электрона, а положительный заряд равен удвоенному элементарному заряду.

В своих опытах Резерфорд использовал α-частицы – это полностью ионизированные атомы гелия. Они были открыты Резерфордом в 1899 году при изучении явления радиоактивности. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжелых элементов (золото, серебро, медь и др.). Электроны, входящие в состав атомов, вследствие малой массы не могут заметно изменить траекторию α-частицы. Рассеяние, то есть изменение направления движения α-частиц, может вызвать только тяжелая положительно заряженная часть атома.

От радиоактивного источника, заключенного в свинцовый контейнер, α-частицы направлялись на тонкую металлическую фольгу. Рассеянные частицы попадали на экран, покрытый слоем кристаллов сульфида цинка, способных светиться под ударами быстрых заряженных частиц. Сцинтилляции (вспышки) на экране наблюдались глазом с помощью микроскопа. Наблюдения рассеянных α-частиц в опыте Резерфорда можно было проводить под различными углами φ к первоначальному направлению пучка. Было обнаружено, что большинство α-частиц проходит через тонкий слой металла, практически не испытывая отклонения. Однако небольшая часть частиц отклоняется на значительные углы, превышающие 30°. Очень редкие α-частицы (приблизительно одна на десять тысяч) испытывали отклонение на углы, близкие к 180°.

Эксперименты проводились не в вакууме, α-частицы вылетая из свинцового контейнера захватывали электроны в воздухе, превращаясь в гелий-4, с испусканием фотонов, которые и видели в микроскоп. До золотой фольги долетали нейтрально заряженные ядра гелия-4, имеющего большую проникающую способность вследствие отсутствия валентных электронов - ядра всех инертных газов имеют нейтральный заряд. У инертных газов вследствие того, что ядро имеет нейтральный заряд, объясняет их инертность.

Данный эффект используется в люминесцентных лампах. Под действием электрического тока два крайних электрона (тетранейтрон=гелий-4) выбивались электронами из ядра, а потом ядро снова захватывало электроны с испусканием фотона, можно утверждать, что в газоразрядных ламах идет низкотемпературный термоядерный синтез – меняется заряд ядра.

Таблица №1

Химический

элемент

Количество протонов

Количество электронов

Газ

Цвет свечения

1

4He4

4

4

гелий

бело-оранжевый

2

8An8

8

8

окта нейтрон

 

3

20Ne20

20

20

неон

красно-оранжевый

4

40Ar40

40

40

аргон

сиреневый

5

84Kr84

84

84

криптон

сине-белый

6

132Xe132

132

132

ксенон

голубовато-белый

7

22Rn222

222

222

радон

 

 

4.Новый химический элемент периодической таблицы Менделеева Октанейтрон

 В 2013 году о возможном наблюдении октанейтрона при кластерном распаде калифорния-252 заявили российские учёные из Томского политехнического университета:

Вероятность такого типа кластерного распада была оценена в 1,74⋅10−6 от вероятности α-распада. Однако, по данным армянских физиков из Ереванского физического института, вероятность такого распада не более 0,5⋅10−6 от вероятности α-распада.

Также, возможно, октанейтрон наблюдался при поисках тёмной материи в эксперименте CDMS II.

 Октанейтрон  — стабильная (или относительно долгоживущая) частица, состоящая из восьми нейтронов (8 протонов м восьми электронов), новый химический элемент периодической таблицы Менделеева – инертный газ 8An8.