Диалектика Материи

Кондрашин Игорь

С явлением нулевых колебаний вакуума перекликается гипотеза о существовании частиц-тахионов, двигающихся с постоянной сверхсветовой скоростью с очень малым периодом функционирования (существования).

Уровень А

Более фундаментальным нижним функциональным подуровнем, пронизывающим все строение Материи, являются в настоящее время системные образования, состоящие из кварков. В наши дни известно уже как минимум о шести типах кварков. Кроме них в этом подуровне существуют глюоны, связывающие функционально дифференцированные кварки в структурные образования, являющиеся фщ. единицами более высокого уровня (протоны, нейтроны и др.).

Природа и функциональные свойства кварков интенсивно изучаются, но уже их различают по таким характеристикам, как заряд, изотопический спин, странность, барионный заряд, спин и т.п.

Вполне естественно

утверждать, что кварки и глюоны не являются самыми мельчайшими системными образованиями Материи, но познать структуру и состав самих кварков современная Наука пока еще не в состоянии. Известно лишь, что в свободном виде кварки практически не встречаются и поэтому для их выделения требуется расщепление частиц с приложением энергии больших величин. Это свидетельствует о том, что системная организация данного подуровня полностью стабилизировалась и Развитие происходит в более высоких организационных уровнях Материи.

Что касается сферы распространения данного уровня, то она простирается по меньшей мере в пространственном объеме всей нашей Вселенной. Во всяком случае, все видимое нами с Земли космическое пространство является областью его распространения.

Отсутствие достаточной информации о природе, времени функционирования, функциональных свойствах и структуре единиц данного подуровня не позволяет пока с полной достоверностью говорить о том, какую роль играли и играют кварки и глюоны в процессе Развития Материи, однако есть все основания полагать, что роль эта значительна. В любом случае, в философской классификации эти материальные образования по праву занимают один из базовых подуровней в каскаде системной организации материальных форм.

Уровень АА

В отдельный подуровень системного Развития Материи следует выделить следующую группу известных частиц, входящих в состав материальных образований более высоких уровней. Сюда относятся фотоны, электроны, гравитоны, нейтрино, а также подобные им частицы и соответствующие античастицы. Ввиду больших трудностей, связанных с наблюдением и изучением этих материальных образований, их функциональные свойства и характер их взаимодействий полностью далеко еще не изучены. Однако, в отличие от единиц уровня А они чаще встречаются в свободном состоянии, что говорит о фунциональных особенностях и большей пространственной метрике включающих их системных образований.

Уровень АБ

В группу единиц данного подуровня следует отнести Пи-, Мю- и К- мезоны, гипероны и им подобные частицы и античастицы. Их отличительной чертой служит то, что они являются системными образованиями единиц подуровней А и АА, недолговечными по времени своего существования, что характеризует их системную нестабильность. Как правило, они в качестве фщ. единиц занимают фн. ячейки структур более высокого порядка, но при отделении от них сразу же распадаются на свои составные части. Данные единицы не встречаются в свободном состоянии в течении относительно продолжительного времени. Их функциональные свойства в системных образованиях более высшего порядка также пока мало изучены.

Уровень Б

Следующим известным функциональным подуровнем развивающейся Материи являются стабильные системные образования так называемых "элементарных" частиц. Как известно, приоритет элементарности они носили временно в силу затруднений ранней науки расчленить их на составные части. Теперь, когда это уже сделано, их название носит чисто символический смысл и, возможно, скоро будет предано забвению.

В эту группу следует отнести протоны и нейтроны, а также другие частицы и античастицы данного уровня. Как теперь уже известно, их структурный состав представляет собой системную комбинацию единиц подуровней А, АА и АБ, однако в отличие от материальных образований уровня АБ их характеризует большая временная стабильность, то есть больший период функционирования во времени. Так, например, если время функционирования Мю- мезона составляет всего 2·10-6 сек. (две миллионные доли секунды), то время существования нейтронов и протонов намного больше.

В настоящее время известно более 200 наименований фщ. единиц, входящих в подуровни А - Б.

Уровень В

Сто с лишним атомных элементов периодической системы Менделеева представляют собой системные образования подуровня В. Функциональные свойства этих единиц изучены более глубоко, чем свойства единиц подуровней А - Б. Их внутренняя структура к настоящему времени также хорошо известна.

Структурное различие

между ними сводится к числу входящих в них протонов, нейтронов, мезонов и электронов, однако каждое очередное прибавление к системе пары протон-электрон резко меняет функциональные свойства всей совокупной единицы в целом и это является наглядным подтверждением регламентированности числа фн. ячеек в каждой данной системе.

Областью пространственного распространения единиц уровня В является (как и для единиц подуровней А - Б) область обозримой нами Вселенной.

Основная масса любой единицы данного уровня - атома - более, чем на 99,9% сосредоточена в его ядре, размер которого составляет 10-13 см, то есть в 105 раз меньше размеров самого атома (10-8 см). Так, если размеры атома представить в виде футбольного поля (с диаметром 100 м), то атомное ядро будет соответствовать дробинке с диаметром лишь 1 мм. Ядра имеют сложную структуру фн. ячеек. Основными элементами, заполняющими их в качестве фщ. единиц, являются ядерные частицы подуровня Б - нуклоны: протоны и нейтроны. Их массы покоя соответственно равны 1,00812 и 1,00893 усл. единиц. Масса электронов, входящих в состав любого атома, меньше массы нуклонов почти в 2000 раз (5,5·10-6 у.е.). Частицы, промежуточные по массе между электронами и протонами и входящие в состав ядра - Мю- и Пи- мезоны - массивнее электрона в 210 и 275 раз соответственно.

Образование прочных и компактных атомных ядер из нуклонов - протонов и нейтронов - объясняется возникновением между ними ядерных сил, ядерных связей, ответственными за которые являются мезоны. Нуклоны обмениваются между собой мезонами, превращаясь поочередно то в протон, то в нейтрон, при этом протон может образовывать связи с ограниченным числом нейтронов и, наоборот, нейтрон связывается с определенным числом протонов. Поэтому устойчивость ядер зависит от числа протонов и нейтронов, заполнивших фн. ячейки структуры ядра.

Число протонов определяет величину положительного заряда ядра, что является важнейшей характеристикой атома, так как от него зависит число электронов в электронейтральном атоме и, в конечном итоге, функциональные свойства каждого атома.

Масса ядра ("массовое число атома" - A), являющаяся суммой масс всех входящих в состав ядра протонов и нейтронов, практически равна массе всего атома.

Ядра, содержащие одинаковое число протонов, могут иметь различное число нейтронов, то есть быть изотопами. Почти все химические элементы насчитывают несколько изотопов. Наиболее многочисленны изотопы (по 6-10) у элементов, имеющих заряд ядра от 40 до 56, то есть расположенных в середине периодической системы. Число устойчивых (стабильных) изотопов значительно меньше числа неустойчивых, то есть радиоактивных. Стабильность ядер зависит от числа протонов и нейтронов, входящих в их состав в качестве фщ. единиц, и от их соотношения. В структурах фн. ячеек максимально устойчивых ядер легких элементов на один протон приходится один нейтрон. По мере увеличения заряда ядра рост числа нейтронных фн. ячеек опережает рост числа протонных. В ядрах с A 25 каждый нуклон притягивается ядерными силами ко всем остальным нуклонам, в ядрах с А = 25 - 30 ядерные силы начинают насыщаться (то есть каждый их нуклон притягивается не всеми остальными нуклонами, а лишь теми, которые его непосредственно окружают). В ядрах с А > 50 сила электрического отталкивания между протонами все заметнее противодействует силам ядерной связи. Любые два протона, находящиеся на диаметрально противоположных сторонах большого ядра, продолжают электрически взаимодейтвовать, в то время как для ядерного взаимодействия они расположены уже слишком далеко друг от друга. В самых легких ядрах, наоборот, все нуклоны находятся так близко друг от друга, что действие силы электрического отталкивания полностью нейтрализуется ядерным притяжением. Естественно, сила отталкивания в качестве функционального свойства данной структуры стремится разрушить крупные атомные ядра вопреки сдерживающему влиянию функционального свойства ядерного притяжения, и поэтому величина сил связи такого ядра будет зависеть от соотношения между этими двумя силами. У некоторых очень тяжелых ядер это равновесие весьма неустойчиво, такие ядра становятся нестабильными, стремятся к самопроизвольному распаду, то есть являются радиоактивными. Это главным образом происходит, когда в ядре образуется недостаток или избыток нейтронов. В зависимости от вида испускаемых ядром частиц различают несколько типов радиоактивного распада: протонный, позитронный, электронный и т.д.