ПТМ и 2013 год.

                  В.В. Чернуха.

Подводя научные итоги года, некоторые журналы выделяют десять главных событий. Мы также ежегодно подводим итоги, представляя результаты, отражающие развитие и экспериментальное подтверждение поляризационной теории, которая, благодаря общности исходной концепции, претендует на описание проявленных и непроявленных миров Мироздания [1]. Нас интересуют экспериментальные данные, которые ставят проблемы перед сегодняшней фундаментальной физикой, но не противоречат поляризационной теории. Какие же десять научных событий 2013 года можно записать в актив или пассив поляризационной теории?

1. Развитие поляризационной теории.

Мною подготовлен цикл из восьми размещенных на сайте статей, целью которых было: (1) получение новых теоретических результатов, (2) достижение большей строгости теории и (3) коррекция некоторых моделей явлений в связи с уточнением экспериментальных данных. Статьи объединены в цикл, который демонстрирует способность поляризационной теории с единых позиций решать застаревшие и возникающие сейчас проблемы фундаментальной физики. Это возможно, благодаря расширенному представлению о Мироздании и исследованию физики непроявленных миров, которые находятся сейчас вне поля зрения науки, но которые влияют на процессы в изучаемом наукой мире. Те многочисленные явления и факты, которые сегодня не удается понять и объяснить, находят свою интерпретацию в рамках  новой – поляризационной –  физики [1]. Некоторые примеры применения новой физики даны в этом цикле статей.

– Первая статья [2] посвящена изложению исходных положений поляризационной теории, обобщающих принятые представления о мироустройстве, в частности, о его пространстве-времени и спектре физических полей.  В качестве примера применения   новой физики рассматривается одна из самых старых и ключевых проблем фундаментальной физики – объединение   взаимодействий между различными зарядами с гравитационным взаимодействием. В поляризационной теории появляется еще один тип заряда и полей, обусловленных центральной симметрией пространства Вселенной, что позволяет объединить четыре «зарядовых» взаимодействия и связать их с гравитационным взаимодействием. Полученные расчетные значения констант этих взаимодействий соответствуют экспериментальным значениям с очень высокой точностью. Показано, что эти константы одинаковы во всех вселенных нашего типа.

– Еще одной нерешенной до сих пор ключевой проблемой является вычисление масс фундаментальных частиц – лептонов, кварков и некоторых бозонов. Уточнение экспериментальных значений кварковых масс, произошедшее в последние несколько лет, потребовало коррекции теории, развитой в [1]. Представленный в [3] ее новый вариант   согласуется с данными по массам частиц за 2013 г. В поляризационной теории первичной частицей является не бозон Хиггса, а планковская частица, которая дает массы всем вторичным фундаментальным частицам, в том числе тем, которые нам известны. Сегодня поляризационная теория (ПТ) является единственной теорией, способной с высокой точностью вычислять их массы. Это результат означает, что гипотетический бозон Хиггса, с которым Стандартная модель (СМ) связывает наделение частиц массами, Природе не нужен. Это не оправдавшая возлагавшихся на нее надежд гипотеза. Как говорил средневековый философ Оккам, не надо плодить лишних сущностей.

– В СМ частицы рождаются с нулевой массой, приобретая ее в результате взаимодействия с полем Хиггса. В ПТ время рождения безмассовых частиц бесконечно. Поэтому частицы с нулевой массой должны состоять из частиц с положительной и отрицательной массами, взаимно компенсирующими друг друга. В ПТ все три вида нейтрино имеют нулевую массу и способны совершать периодические переходы из одного вида в другой (т.н. осцилляции) в согласии с имеющими экспериментальными данными [4]. В настоящее время феномен осцилляций связывается с наличием у нейтрино некоторых небольших масс, происхождение и величины которых не известны.

– В экспериментах на коллайдерах LHC и Тэватрон получен ряд новых результатов, не получивших надежного теоретического осмысления. Интерпретация некоторых из них в рамках поляризационного подхода дана в [5]. В спектре частиц ПТ есть нейтральный скалярный бозон с массой 125,2 ГэВ/c2, принимаемый сегодня за бозон Хиггса. Масса открытого на LHC скалярного бозона составляет на сегодня 125,4±0,5 ГэВ/c2. Измеренные вероятности каналов его распада (которые постоянно уточняются) согласуются с результатами расчетов как ПТ, так и СМ [5]. Принципиальная разница между этими теориями в том, что бозон с нужной массой в спектре частиц ПТ существует, тогда как Стандартная модель не в состоянии определить массу постулируемого ею бозона Хиггса. Поэтому данные коллайдерных экспериментов следует рассматривать как подтверждение поляризационной природы массы фундаментальных частиц.

– В [6] развитая в [3] теория образования частиц применяется к рождению и эволюции Вселенной, формированию ее галактических систем. Это подход позволяет построить однопараметрическую модель Вселенной, согласующуюся с ее современными параметрами. В этой модели нет гипотез Большого взрыва, инфляции и темной энергии, на которых построена принятая сегодня модель Вселенной.

– Со времен Н. Бора в физике доминирует вероятностная интерпретация квантовой механики, которая порождает целый ряд проблем и парадоксов, заставляющих искать ей замену. А. Эйнштейн не соглашался с этой интерпретацией, полагая, что неполнота описания квантовой механикой микромира, обусловлена недостаточно глубоким уровнем описания реальности. Он не хотел признавать, что частицы не имеют траекторий, могут одновременно находиться в разных точках пространства и иметь ряд других странностей. Однако его идея детерминистской интерпретации квантовой механики, где микрочастицы не являются особой кастой с «мистическими» свойствами, была отвергнута после того, как проверочные эксперименты подтвердили нарушение неравенств Белла, полученных для среды, в которой невозможна передача информации со сверхсветовой скоростью. В ПТ частицы рождаются в непроявленном поляризационном мире, где критерии Белла неприменимы. Поляризационная интерпретация квантовой механики [7] является конкретизацией эйнштейновского детерминистского подхода, в рамках которой не возникает парадоксов и проблем. В частности, решается проблемы измерения (без использования коллапса волновой функции) и селекции квантовых состояний при измерениях.

– В [8] анализируются причины существующих проблем в квантовой теории и теории суперструн, которая претендует на универсальность описания реальности, но не добилась здесь сколько-нибудь значимых конкретных результатов. Главная причина неудач существующих теорий – ограниченность представления о мироустройстве, а именно непризнание существования непроявленных миров с их новой физикой.    Корифеи начала 20-го века сформировали существующую парадигму, которая служила и до сих пор служит фонарем, под которым пытались найти понимание проблем, решение которых надо искать в не освещенном этим фонарем пространстве. Этот недостаток исправляет поляризационная теория, предмет которой – исследование новой физики невидимого мира. Это позволяет поляризационной теории претендовать на универсальность своего подхода к разнообразным явлениям природы.

– Универсальность поляризационной теории проявляется, в частности в том, что она дает новое понимание природы живой материи как явления физического мира и способна количественно описывать ее свойства [1]. Один из примеров такого описания представлен в [9], где рассмотрен рост во времени народонаселения Земли. Найденная демографическая кривая согласуется с демографическими и палеодемографическими данными. Она позволяет делать физически обоснованные прогнозы о численности народонаселения в отдаленном будущем. Сегодняшние прогнозы в рамках демографической науки являются ненадежными экстраполяциями, и потому их приходится регулярно пересматривать.

2. Нобелевская премия по физике за 2013 год.

Основным событием в фундаментальной физике стало присуждение Нобелевской премии за теоретическое открытие бозона Хиггса. Это премирование нуждается в специальном комментарии.

Данное присуждение – явно скороспелое решение, нарушающее сложившуюся практику награждать Нобелевской премией работы, выдержавшие проверку временем и надежно подкрепленные разными экспериментальными лабораториями. Экспериментаторы, открывшие в 2012 году новую частицу, принимаемую за бозон Хиггса, проявили осторожность. В своих научных публикациях (а не кулуарных разговорах и выступлениях в СМИ) они называли открытую частицу не бозоном Хиггса, а частицей, похожей на бозон Хиггса, разумно полагая, что экспериментальных данных еще маловато, чтобы рисковать своей репутацией.

Нобелевский комитет пошел на этот риск. Наверное, впервые Нобелевская премия дана за доказательство «от противного»: раз частица похожа на бозон Хиггса, а ее близнеца в СМ нет, то значит, открыт именно бозон Хиггса. Но это не тот случай, когда «на нет и суда нет». Как известно, незнание законов (в данном случае природных) не освобождает от ответственности (в этом случае перед наукой). Если бы кто-то заявил, что он теоретически открыл природу какого-то явления, но не может вычислить его характеристики, то на это открытие мало кто обратил внимание. Но, оказывается, есть одно исключение – природа массы частиц, на понимание которой за десятилетия потрачены десятки миллиардов долларов и дальнейшее финансирование поставлено под угрозу. В этом случае можно не акцентировать внимание общественности на том, что СМ не в состоянии вычислять массы частиц, а точность и ассортимент экспериментов, призванных подтвердить правильность понимания природы массы СМ, еще для этого недостаточны.

В физике много людей, понимающих ограниченность возможностей СМ в описании реальности и предсказании новых результатов. Именно эта ограниченность СМ породила сорок лет тому назад теорию струн. В 2008 году опубликована поляризационная теория, устранившая ограниченности обеих теорий в представлении о мироустройстве. В ПТ, в частности, представлена новая физика образования частиц и их свойств, позволившая определить и спектр фундаментальных частиц, и их массы, не прибегая к услугам бозона Хиггса [1, 3]. Профессионалов не оправдывает незнание  или необоснованное игнорирование опубликованных результатов по проблемам, которыми они занимаются. Такое незнание – признак непрофессионализма, а игнорирование – недобросовестности.

Это решение Нобелевского комитета окажет физике медвежью услугу, укрепив статус неверной гипотезы. Фундаментальная физика, запутавшаяся в накопившихся проблемах, получила поддержку в своем движении по исчерпавшему себя направлению. Призванная способствовать развитию науки, Нобелевская премия дала осечку, которая затормозит назревшую смену вектора научного развития. Рано или поздно эта смена состоится. Остается надеяться, что задержка будет не слишком долгой.

3. Суперсимметрия не обнаружена.

Обработка результатов экспериментов на коллайдере LHC, произведенная в 2013 году, не выявила признаков суперсимметрии. Предсказываемые различными суперсимметричными теориями частицы-суперпартнеры не обнаружены. Сторонники идеи суперсимметрии предлагают строить гигантский коллайдер с намного большей энергией столкновения частиц, полагая, что масса суперпартнеров настолько велика, что LHC их не может породить. Но их надежды не оправданы. И вот почему.

Идея суперсимметрии возникла из-за необходимости устранения посредством частиц-суперпарнеров огромного вклада квантовых флуктуаций в массу частиц, поскольку у известных частиц массы сравнительно небольшие. В поляризационной теории этой проблемы нет, так как массивные частицы рождаются в мире поляризационных процессов, где квантовые флуктуации не влияют на значение массы. Квантовые флуктуации имеют место в изучаемом квантовой механикой мире уже сформировавшихся частиц, где справедливо соотношение неопределенностей, из которого и следуют эти флуктуации. В поляризационном мире действуют законы сохранения, не допускающие подобных нефизических результатов. Тем не менее, при рождении фундаментальных фермионов суперсимметрия имеет место с той лишь разницей, что суперпартнерами являются скалярные бозоны с небольшой отрицательной массой, рождающиеся в другом мире (негамире) и компенсирующие энергию фермионов-партнеров [3]. Для поиска этих бозонов гигантские коллайдеры не нужны. Но искать их никто не собирается, ибо существование частиц с отрицательной массой сегодняшней физикой не признается.

4. Нарушение соотношения неопределенностей.

Соотношение неопределенностей является определяющим в квантовой механике «готовых» частиц. Но в мире поляризационных процессов возможны бессиловые взаимодействия, не подчиняющиеся этому соотношению.

Ученые из университетов Рочестера и Оттавы смогли напрямую и одновременно измерить поляризацию в световой волне в двух различных направлениях (http://www.rochester.edu/news/show.php?id=5692), что противоречит принципу неопределенности, но не поляризационной теории.

5. Темная материя пока не обнаружена.

Согласно ПТ, темная материя предположительно состоит из нейтральных скалярных частиц очень большой массы [3]. Темного вещества в пять раз больше, чем вещества, образованного нуклонами, но средняя плотность частиц темной материи много-много  меньше средней плотности нуклонного вещества. По этим причинам ее прямое экспериментальное обнаружение имеющимися сейчас средствами крайне маловероятно.

В октябре 2013 года были объявлены результаты LUX – нового   эксперимента по поиску частиц темной материи. Статистика, накопленная за три месяца измерений, не дала никаких надежных указаний на регистрацию частиц темного вещества.

До этого результаты некоторых других экспериментов по поиску этих частиц интерпретировались как подтверждающие их обнаружение. Это эксперименты DAMA(2008), CoGeNT (2010), CRESST (20011) и CDMS (начало 2013). Но не один из этих результатов не вызвал ликования, так как их нельзя считать надежными: они получены из анализа данных, отсева фона, устранения разного рода погрешностей измерений, не все из которых могут быть замечены. Кроме того, эти результаты не согласуются друг с другом по массам частиц темного вещества и сечениям их взаимодействия.

Эксперимент XENON 100 частиц темной материи не обнаружил. Детектор LUX превзошел все другие эксперименты по чувствительности. Его данные означают, что массы частиц темной материи превышают 1 ТэВ/c2, что не противоречит поляризационной теории.

6. Самая далекая галактика.

В Nature опубликовано, что телескоп «Хаббл» по линии Лаймана-альфа установил красное смещение галактики z8GND_5296, которое оказалось равным z=7,51 (до этого дальность галактик определялась менее надежными методами). В принятой сегодня модели это соответствует эпохе, удаленной на 700 млн. лет от Большого взрыва. Чтобы этот результат не противоречил этой модели, приходится пересматривать (в сторону ускорения) механизм образования в ней галактик. В поляризационной модели образования Вселенной [6] полученное красное смещение соответствует 1,1 млрд. лет после образования Вселенной, что не противоречит времени начала образования галактик (1 млрд. лет).

7. Майорановские нейтрино не найдены.

В ПТ майорановские нейтрино (т.е. нейтрино, эквивалентные антинейтрино) отсутствуют [4]. Это согласуется с данными эксперимента по обнаружению процесса безнейтринного  β-распада с установленным в итальянской подземной лаборатории Гран-Сассо детектором GERDA, проводившегося в течение двух лет и не обнаружившего такой распад (Science Now). До этого некоторые эксперименты трактовались как подтверждение существованию безнейтринного β-распада.

8. Постоянная тонкой структуры α.

Астрофизики университета Нового Южного Уэльса доказали, что значение α не зависит от силы гравитационного поля. Они исследовали белый карлик, в котором гравитационное поле в 30000 раз сильнее земного (http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.111/010801). В ПТ α – это универсальная константа для всех вселенных нашего типа.

9. Получение избыточной энергии.

Итальянская компания ECAT объявила о создании 106-модульного устройства, которое при подводе 200 кВт электроэнергии для нагрева рабочего тела (воды) позволяет снимать 1 МВт тепловой энергии от воды, нагретой до 120 С при давлении 4 атм. Коэффициент воспроизводства энергии, равный 5, достигается здесь при подаче в рабочее тело водорода и никеля. Поэтому создатели установки считают, что избыточная энергия получается в результате холодной реакции синтеза водорода с никелем. Такой коэффициент воспроизводства энергии получался и ранее (в тепловихревых генераторах). Этот случай нами отмечается потому, что механизм получения избыточной энергии проверялся на модели, давшей коэффициент воспроизводства, равный 4,6, семью независимыми экспертами-физиками. Они опубликовали об этом статью на рецензируемом сайте препринтов (http://arxiv.org/abc/1305.3913). В ней не обсуждается механизм холодного синтеза, возможность которого как источника энергии сегодня физикой отвергается. Работы, посвященные получению избыточного энерговыделения, в рецензируемых изданиях не публикуются как противоречащие закону сохранения энергии. Поэтому появление этой статьи знаменательно: установлен и опубликован факт, который не вписывается в современные научные представления и который игнорировать себе дороже, так как речь идет об интересующей человечество энергетической проблеме. В поляризационной теории избыточное энерговыделение в нашем мире не нарушает закон сохранения энергии во Вселенной [5], а холодный синтез является основным механизмом образования в ней легких элементов.

10. Загадка Сатурна.

В заключение приведем снимок имеющего форму шестиугольника шторма на Сатурне, сделанный космическим зондом NASA «Кассини». Впервые такой необычный шторм был сфотографирован «Вояджером-2» в 1980 году, и длятся такие «шестигранные» бури намного дольше бурь на других планетах. В Солнечной системе это уникальное явление, свойственное только Сатурну, и природа его пока не ясна. Предпринимаются попытки объяснить его в рамках газодинамики, которая должна ответить и на вопрос, почему на Сатурне это явление есть, а на других газовых планетах его нет. В противном случае потребуется искать объяснение в рамках новой физики. 

Этот красивый снимок является вызовом современной газодинамике.

Подводя итоги, можно отметить, что результаты научных исследований в 2013 году поставили новые вопросы перед современной фундаментальной физикой и космологией, но они не выявили проблем, требующих пересмотра поляризационной парадигмы мироустройства.

Литература.

1.      Поляризационная теория Мироздания. –М.: Атомэнергоиздат, 2008, 658 с.

2.      Универсальная теория и объединение фундаментальных взаимодействий.

3.      О природе массы фундаментальных частиц.

4.      О природе безмассовых бозонов и нейтрино.

5.      Новая физика на коллайдерах LHC и Тэватрон.

6.      Поляризационная модель образования и эволюции Вселенной.

7.      Детерминистская интерпретация квантовой механики.

8.      Миры Мироздания и новая физика.

9.      Физическая модель роста численности населения Земли.