انیشتین در مورد ساختار داخلی پروتون ها و نوترون ها

توضیح اینشتین از غیرقابل توضیح

می‌توان نشان داد که انیشتین می‌توانست ساختار درونی پروتون‌ها و نوترون‌ها را استخراج کند، اگر می‌دانست که آنها قبل از مرگش دارند. این به این دلیل است که او اولین کسی بود که انعطاف پذیری ابعاد فضایی را زمانی که نیروی گرانش را بر اساس انحنای درون آنها تعریف کرد، تعریف کرد.

مشاهدات هادرون ها مانند پروتون ها و نوترون ها تایید می کند که آنها از اجزای جداگانه ای به نام کوارک ها تشکیل شده اند که شش نوع از آن ها وجود دارد، بالا/پایین، جذابیت/غریب و بالا/پایین. Up، Charm و Top دارای شارژ جزئی 2/3 هستند. در حالی که Down، Strange و Bottom دارای شارژ جزئی -1/3 هستند. با این حال، هیچ کس نتوانسته ساختار داخلی آنها را از نظر مشاهدات تعیین کند.

با این حال، یکی دیگر از ویژگی های کوارک ها که توسط کرومودینامیک کوانتومی (QCD) تعریف می شود، بار رنگ آنها است که قرمز، سبز و آبی است. فرض بر این است که هر کدام از سه رنگ کوارک مختلف – قرمز، آبی و سبز – تشکیل شده اند و تنها ترکیب رنگ هایی که “سفید” را تولید می کنند را می توان در یک ذره پایدار یافت.

نشان داده خواهد شد که بار رنگی هر کوارک نشان دهنده جهت گیری سه صفحه دو بعدی (xy، yz، xz) فضای سه بعدی مسئول بار آن است.

به عنوان مثال، قرمز نشان دهنده صفحه xy سبز، yz و آبی xz خواهد بود. این واقعیت که فضای سه بعدی فقط شامل یکی از هر کدام است، توضیح می دهد که چرا ذره باید از یک رنگ تشکیل شده باشد تا پایدار باشد.

با این حال، قبل از شروع، ابتدا باید مشخص کنیم که چگونه و چرا بار رنگ یک کوارک به صفحات دو بعدی که قبلا ذکر شد مربوط می شود.

همانطور که در ماده 12 (صفحه 61) نشان داده شد، بار متناوب یک موج الکترومغناطیسی نتیجه جابجایی در صفحات دو بعدی فضایی است که روی آن حرکت می کند. .

به طور خلاصه نشان داد که اجزای الکتریکی و مغناطیسی یک موج الکترومغناطیسی ناشی از یک جابجایی فضایی در “سطح” دو بعدی فضای سه بعدی است.

می توان مکانیسم مسئول را با استفاده از این تشبیه درک کرد که چگونه یک موج روی سطح دو بعدی آب باعث می شود که نقطه ای در آن سطح به سمت بالا یا پایین تر از نقطه تعادلی که قبل از وجود موج وجود داشت جابجا یا بالا برود.

علم مکانیک موجی به ما می گوید که نیرویی از این جابجایی ها ایجاد می شود که باعث می شود قسمت های برآمده و پایین آب به سمت یکدیگر و سطح آب حرکت کنند یا “جذب” شوند.

به همین ترتیب، یک موج انرژی روی «سطح» دو بعد فضایی که بر محور نیروهای گرانشی عمود هستند، باعث می‌شود نقطه‌ای در آن «سطح» به بالا و پایین‌تر از نقطه تعادلی که قبل از وجود موج وجود داشت، جابجا یا بالا برود. .

بنابراین، مکانیک موج کلاسیک، اگر به ویژگی‌های دو بعد از سه بعد فضایی جهان ما تعمیم داده شود، به ما می‌گوید که نیرویی از جابجایی‌های دیفرانسیل ناشی از یک موج انرژی روی آن ایجاد می‌شود و در نتیجه قسمت‌های برآمده و فرورفته آن حرکت می‌کند. زمانی که موج در فضا حرکت می کند به سمت یکدیگر یا “جذب” یکدیگر.

این امر علیت میدان‌های الکتریکی جذاب مرتبط با یک موج الکترومغناطیسی را بر حسب نیروی ناشی از جابجایی‌های متناوب یک موج در حال حرکت با توجه به زمان بر روی یک “سطح” از دو بعد فضایی که عمود بر محور هستند، تعریف می‌کند. نیروهای گرانشی

با این حال، یک مکانیسم کلاسیک برای درک اینکه چرا میدان های الکتریکی مشابه یکدیگر را دفع می کنند نیز ارائه می دهد. این به این دلیل است که مشاهدات امواج نشان می دهد که رابطه مستقیمی بین بزرگی جابجایی در “سطح” آن و بزرگی نیروی مخالف آن جابجایی وجود دارد.

به طور مشابه، مقدار جابجایی در “سطح” هر دو بعد فضایی بیشتر از آن چیزی است که توسط یکی به تنهایی ایجاد می شود. بنابراین، آنها یکدیگر را دفع می کنند، زیرا بزرگی نیرویی که در برابر جابجایی مقاومت می کند، بیشتر از نیرویی است که برای یک نیرو مقاومت می کند.

همچنین می توان مولفه مغناطیسی یک موج الکترومغناطیسی را بر حسب نیروی افقی ایجاد شده در امتداد محوری که عمود بر جابجایی ناشی از قله ها و فرورفتگی های آن مرتبط با میدان های الکتریکی است استخراج کرد. این شبیه به این است که چگونه جابجایی عمودی یک کوه نیروی افقی روی سطح زمین ایجاد می کند که ماده را به صورت افقی به سمت بالای آن جابجایی می کشد.

اگرچه توضیح بالا در مورد چگونگی ارتباط بار با جابجایی متغیر در “سطح” فضای سه بعدی، می تواند یک استاتیک را بر حسب موقعیت نسبی آنها در آن نیز توضیح دهد.

به عنوان مثال، انیشتین به ما نشان داد که اگر یک صفحه دو بعدی نسبت به دیگری در فضای سه بعدی جابجا شود، نیرویی که مسئول بار استاتیکی است ایجاد می شود، مشابه آنچه قبلا نشان داده شد، مانند قله ها و دره های یک آهنربای الکتریکی.

همانطور که قبلا ذکر شد، انیشتین نیروهایی مانند گرانش را بر اساس انعطاف پذیری ابعاد فضایی تعریف کرد.

با این حال، می‌توان ساختار داخلی پروتون‌ها و نوترون‌ها را استنباط کرد، اگر فرض کنیم که جهت‌گیری بارهای رنگی کوارک‌ها نتیجه انعطاف‌پذیری صفحات دوبعدی است که قبلاً برای آنها تعیین شده بود.

زیرا برای اینکه یک پروتون یا نوترون در فضای سه بعدی پایدار باشد، جهت صفحات با ابعاد xy، yz و xz باید عمود بر یکدیگر باشد.

اگر نباشند، ناپایدار خواهند بود.

برای در نظر گرفتن دو کوارک بالایی پروتون، که هر کدام دارای بار رنگی 2 است، شامل 4 صفحه دو بعدی (یکی برای هر بار) خواهد بود. با این حال، طبق گفته انیشتین، هر صفحه بعدی این انعطاف را دارد که جهت گیری خود را برای مخالفت یا لغو بار دیگر دارد. بنابراین، هنگامی که کوارک بالا با کوارک پایین ترکیب می شود، صفحه دو بعدی که بار آن را تعیین می کند می تواند جهت مخالف یا لغو یکی از بارهای کوارک های بالا باشد. این بدان معنی است که تنها در 3 صفحه از 4 بعدی مربوط به 2 کوارک بالا نیرو وجود خواهد داشت.

این یک ساختار پایدار در فضای سه بعدی ایجاد می کند زیرا شامل صفحات (xy، yz، xz) است که می توانند بر یکدیگر عمود باشند.

از طرف دیگر نوترون ها حاوی یک کوارک بالا و دو کوارک پایین هستند. خنثی است زیرا 1/3 بار هر یک از دو کوارک پایین، بار 2/3 کوارک بالا را خنثی می کند.

اما از چهار صفحه دو بعدی نیز تشکیل شده است، به این معنی که نمی تواند در فضای سه بعدی وجود داشته باشد.

با این حال، زمانی که به اندازه کافی به یک پروتون نزدیک شود، می‌تواند انرژی لازم برای اتصال دو کوارک پایین خود را در همان صفحه دو بعدی فضای سه‌بعدی به‌اندازه کافی بگیرد. این باعث می شود که این صفحه دارای بار رنگی مخالف دو کوارک پایین باشد و در نتیجه هنگامی که با دو بار کوارک بالا برهم کنش می کند، یک نوترون بدون بار تولید می شود. این همچنین به این معنی است که صفحات xy، yz، xz حجم سه بعدی یک نوترون را تعریف می کنند، زیرا هیچ یک از نیروهایی که بار رنگ آن را تعیین می کند، ندارند. این درست است حتی اگر یکی دو برابر رنگ دیگری از دو رنگ دیگر داشته باشد. این باعث می شود زمانی که به اندازه کافی نزدیک باشد تا مقداری انرژی اتصال را از پروتون بگیرد، پایدار باشد

با این حال. هنگامی که یک نوترون دو صفحه دوبعدی نباشد که بارهای رنگی کوارک‌های پایین را تعیین می‌کنند، در یک ردیف قرار نمی‌گیرند و در نتیجه صفحات 4 بعدی وجود دارند که باعث ناپایداری و فروپاشی به الکترون پروتون و نوترینو می‌شوند.

همانطور که قبلا ذکر شد، یک بار الکتریکی پایدار از یک جابجایی فضایی ساکن در یک صفحه دو بعدی فضای سه بعدی حاصل می شود.

این نشان می دهد که می توان هندسه آنها را بر اساس نحوه جهت گیری این صفحات توصیف کرد.

به عنوان مثال، اگر یک پروتون از دو کوارک که هر کدام دارای بار مثبت 2/3 هستند تشکیل شده باشد و بار آن حاصل جابجایی در صفحه بعدی فضای سه بعدی باشد، هر یک از آنها دارای 2 خواهد بود و اراده ترکیبی حاوی 4.

با این حال، این بدان معنی است که یک پروتون از چهار بعد فضایی تشکیل شده است که نمی تواند در جهان سه بعدی ما وجود داشته باشد. بنابراین، برای تصحیح اینکه کوارکی پایین را جذب می کند که دارای جابجایی فضایی منفی یا مخالف نسبت به یکی از این صفحات بعدی است. این ویژگی های فضایی آن را به سه کاهش می دهد و به آن اجازه می دهد در جهان ما وجود داشته باشد.

با این حال، این نیز جهت گیری آنها را نسبت به احترام متقابل تغییر می دهد. به جای اینکه عمود باشد، 60 درجه خواهد بود. این به این دلیل است که همانطور که ذکر شد، 2 کوارک بالا پروتون حاوی صفحات 4 بعدی است و یک شی فضایی 4 بعدی را ایجاد می کند که نمی تواند در فضای سه بعدی وجود داشته باشد. با این حال، وقتی با انرژی بعد منفی که انیشتین با کوارک پایین مرتبط می‌کند ترکیب شود، یکی از صفحات چهار بعدی مرتبط با 2 کوارک بالایی یک پروتون را خنثی می‌کند و تنها سه صفحه را که می‌توانند به صورت سه‌بعدی وجود داشته باشند، باقی می‌ماند. فضا.

اما وقتی یکی از یک ضلع مربع را بردارید، به یکی از سه ضلع آن اجازه می دهد تا به یکی از ضلع های دیگر متصل شود و مثلث متساوی الاضلاع را تشکیل دهد. این نشان می دهد انرژی درگیر در تنظیم جهت گیری صفحات بعدی از 90 درجه به 60 و ایجاد جسمی که مسئول بار مثبت و پایداری پروتون است. من معتقدم اگر انیشتین همانطور که قبلاً ذکر شد می دانست که پروتون ها ساختار درونی دارند به این نتیجه می رسید.

آمازون