Тайны Вселенной

Установлено, что энергия фотона описывается формулой E = mc2. Если бы фотон, как корпускула, двигался поступательно и с постоянной скоростью, то его энергия была равна E1 = 1/2 mc2. Почему же действительная энергия фотона в два раза больше по сравнению с энергией поступательно движущейся корпускулы такой же массы? Ответ на этот вопрос можно найти, если представить форму фотона в виде тороида (аналогично круглой баранке), вся масса m которого расположена на периферии. При вращении такого фотона вокруг оси, перпендикулярной плоскости симметрии тороида, с окружной скоростью равной C = wr, где w — угловая скорость и r — радиус фотона, у него появится энергия вращательного движения равная E = 1/2 Jw2 (J — момент инерции), учитывая значение J = mr2 для тороида и величину w = c/r, получим E2 = 1/2 mc2. Следовательно, полная энергия фотона будет равняться сумме энергий поступательного E1 и вращательного E2 движений, то есть mc2, что и подтверждает справедливость предположения о тороидальной форме фотона.

Следовательно, фотон можно представить в виде быстровращающегося тороида с окружной скоростью равной С, центр масс которого (точка О на рис. 117) летит относительно излучателя со скоростью света — с. При этом фотон приобретает гидроскопические свойства, вектор его угловой скорости вращения перемещается параллельно самому себе, не поворачиваясь относительно инерциального пространства. Отметим, что плоскость, в которой движутся материальные компоненты фотона, как раз и является плоскостью поляризации света. Свойства поляризации света наблюдаются в природе при прохождении световых лучей в земной атмосфере, а также в оптических экспериментах (при пропускании света через прозрачные вещества, поляризующие его).

Рассмотренная модель фотона позволяет определить и физическую сущность постоянной Планка (h). Сопоставляя формулу для определений энергий mc2 = nh, где n — частота света, приходим к заключению, что постоянная Планка является кинетическим моментом фотона. Величина кинетического момента определяется массой фотона, длиной его радиуса (расстояние от центра вращения до центра масс сечения тороида) и угловой скоростью вращения тороида и не зависит от скорости относительного движения фотона. Все это дает основание принимать кинетический момент фотона за постоянную величину, соответствующую постоянной Планка.

Интересно, что же происходит с фотонами во время известных опытов с аннигиляцией элементарных частиц. Экспериментально установлено, что при аннигиляции электрона и позитрона возникает фотон, и, наоборот, при определенных условиях взаимодействия фотон распадается на электрон и позитрон. Вообще-то термин «аннигиляция» (означающий «уничтожение») применен в физике не вполне удачно. В действительности никакого уничтожения массы и энергии в этих превращениях не происходит, и закон сохранения массы — энергии выполняется совершенно строго.

Сам факт возможного разложения фотона на микрочастицы с положительными и отрицательными зарядами дает возможность более детально представить его модель в виде сложного материального образования кольцевой формы. Кольцо фотона не сплошное, а составлено из отдельных микрочастиц, заряженных поочередно положительными и отрицательными зарядами. Для наглядности такую модель можно представить в виде кругового хоровода (рис. 118), в котором мужчины Мi (условно — отрицательно заряженные микрочастицы) чередуются с женщинами Жi (положительно заряженные микрочастицы). Удерживая друг друга за руки (имитация сил притяжения положительно и отрицательно заряженных микрочастиц), участники хоровода сохраняют его целостность, несмотря на действие центробежных сил инерции, стремящихся разорвать кольцо хоровода.

В отличие от известной модели атома Резерфорда-Бора, в которой содержится ядро, а вокруг него вращаются по орбитам электроны (силы взаимодействия направлены радиально), предлагаемая здесь модель фотона не содержит ядра. Все положительные и отрицательные микрочастицы движутся по одной и той же круговой орбите, а силы взаимодействия Qi (i=1, 2… n) между ними направлены по хордам, соединяющим центры масс микрочастиц. Для существования такого «хоровода» необходимо, чтобы число положительно и отрицательно заряженных частиц было одинаковым. Следовательно, суммарный заряд в такой модели фотона должен быть равен нулю. Известно, что реальные фотоны электрически нейтральны. Следовательно, модель по данному признаку совпадает с реальностью.

Зная размеры фотона (длина волны) и его массу (из опыта с давлением света), можно из уравнения его динамики движения, учитывающего равенство сил взаимодействия между электрическими зарядами и силами инерции масс микрочастиц, найти общее число микрочастиц и их массу (масса фотона равна сумме масс микрочастиц). Рассматривая подобную кольцеобразную модель фотона, можно заключить, что чем меньше диаметр этого кольца, тем короче длина волны света. Однако не возникает ли здесь противоречия: ведь известно, чем меньше l и больше частота n, тем значительнее энергия фотона.