Объяснение заполнения электронных оболочек химических элементов в координатах (n+l,n-l) образованием в атомных ядрах нейтрон-нейтринного комплекса с временем полужизни порядка 10 микросекунд

АБСТРАКТ: В работах  [6,9] было показано, что заполнение электронных оболочек атомов как функция заряда ядра происходит в координатах (n+l,n-l), а не в координатах главного n и орбитального l квантовых чисел, как следует из уравнения Шредингера в стандартной модели атома. Для объяснения этого феномена было предложено учитывать слабые взаимодействия электронов e оболочки с протонами p ядра, которое (в том случае, если оно происходит обратимо) дает возможность объяснить обнаруженный в [6] поворот на угол π/4 в заполнении оболочек. В работах [10-14] были рассмотрены возможные механизмы такого epn (электрон-протон-нейтронного) взаимодействия на уровне механизмов процессов и соответствующих им диаграмм. Для того, чтобы epn механизм функционировал, необходимо, чтобы образующиеся в результате реакции p++e^- <=> n+ν_e  нейтрино ν_e на некоторое время после рождения удерживалось нейтроном, образуя квази-частицу нейтрон-нейтрино с временем полужизни достаточным, чтобы указанное взаимодействие стало бы обратимым [11,12,27]. Математический формализм, показывающий, что такая ^{неэлементарная} квазичастица может существовать, был разработан Ю.Ратисом в применении к "нейтринному катализу реакции слияния ядер" [21], "долгоживущему экзоатому «нейтронию»" [24], и "холодному синтезу одних химических элементов из других" [17,18] (процессу, который в средневековье называли алхимией). При этом Ю.Ратис неизменно называл предсказанные им процессы, атомы и частицы экзотическими – что совершенно естественно, так как существование подобных процессов до настоящего времени не доказано и подавляющее большинство физиков относится к возможности их существования скептически. После ознакомления с работами [15-26] Ю.Магаршак обнаружил, что часть созданного Ю.Ратисом формализма, относящаяся к образованию нейтрон-нейтринного комплекса с временем полужизни (предсказываемым формализмом Ратиса)  порядка 10^-5 секунды может быть применима к epn-резонансу в обычных атомах (элементах периодической системы Менделеева). Публикуемые работы являются результатом синтеза теории epn-резонансов Магаршака, призванной объяснить заполнение электронных оболочек атомов в координатах (n+l,n-l), с развитым Ю.Л.Ратисом для (как он называет их) “экзотических атомов” формализмом, адаптированным для анализа не экзотических, а существующих в природе химических элементов. Работы, осуществленнойпосле продолжавшейся несколько месяцев в 2018-1-19 годах совместной работой над этой проблемой.

=======================================================

 

Как было показано Д.И.Менделеевым [1], химические элементы обладают периодически повторяющимися свойствами. Это открытие позволило Менделееву  упорядочить химические элементы на плоскости в виде Периодической Системы, имеющей прямоугольную форму [2,3]. Проблема наличия большего чем два числа измерений в периодической системе ставилась в течение ряда лет, но решена не была - смотри например дискуссию в Nature между Линусом Полингом, главным редактором Nature в то время Меддоксом [4] и профессором Принстонского университета Алленом [5] в 1991-1992 годах.

Вопрос о наличии третьего измерения в заполнении электронных оболочек оставался открытым  до тех пор, пока в работе Магаршака и Малинского, опубликованной в Nature 6], было показано, что в заполнении электронных оболочек атомов как функции порядкового номера элемента есть третье измерение структурирования. После опубликования этой работы дискуссия о возможности существования в периодической системе третьего измерения прекратилась, поскольку наличие третьего измерения в заполнении электронных оболочек было неоспоримо доказанно. 

 

Дальнейшие исследования показали, что многомерные структурирования заполнения электронных оболочек как  функции заряда ядра могут иметь число измерений больше, чем три [Yu.Magarshak, The third and the fourth dimensions of the chemical elements periodicity, Biophysics, vol. 50 number 4 (2005); Ю.Магаршак ЗАКОН ПЕРИОДИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ, монография, media publishing, New York 2018 [7,8].

 

 

 

 

При этом заполнение электронных оболочек всех 118 элементов, открытых к настоящему времени, происходит не в координатах главного n и орбитального l квантовых чисел, как следует из уравнения Шредингера, а в координатах (n+l,n-l), повернутых на угол  на плоскости главного и орбитального квантовых чисел [8,9].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В координатах (n+l,n-l) 120 химических элементов периодической системы (из которых элементы с порядковыми номерами 119 и 120 до настоящего времени не синтезированы) разбиваются не на 7 периодов и 8 групп, а на восемь циклов и четыре суперцикла. Число элементов в циклах 2,2; 8,8; 18,18; 32,32. Число химических элементов в суперциклах 4, 16, 36, 64, то есть k где л=1,2,3,4 [7,8,28].

 

Для объяснения этого феномена в работах Ю.Магаршака [] было предложено учитывать слабое взаимодействие электронов оболочки с протонами ядра, простейшая схема которого изображается диаграммой:

 

Процессы захваты электрона ядром и отделение электрона от ядра известны как K-захват и бета-распад [15]. Отличие предлагаемой epn-резонансной модели состоит в предположении, что такое взаимодействие обратимо. Модель epn-резонансного атома полностью совпадает с общепринятой теорией атома, существующей на сегодняший день и не противоречит никаким общепринятым теоретическим построениям, а также каким-либо экспериментам. Она лишь расширяет теорию атома таким образом, что учитываются слабые взаимодействия электронов оболочки с протонами ядра, которые в стандартной модели, как правило, игнорируется, поскольку необходимости в их рассмотрении при решении большинства задач нет. Включение в рассмотрение epn-резонанса дает возможность объяснить заполнение электронных оболочек в координатах (n+l,n-l) [7-9], которое из стандартной модели [15] аналитически получить невозможно. 

Проблема, возникающая при предположении о существовании в атомах epn-резонанса, заключалась в том что при таком механизме в дополнение к предположению об обратимом взаимодействии электронов оболочки с протонами ядра необходимо было предположить, что нейтрино, родившееся в результате реакции

 не улетает из ядра мгновенно, а удерживается в нем некоторое время, достаточное для того, чтобы быть вновь поглощенным нейтроном, который затем распадается на протон и электрон оболочки. В работах [10-14] такие модели рассматривались, но только лишь на уровне структуры процесса и его механизма, без физико-математического аппарата.

В работах Ю.Л.Ратиса и Ю.Б.Магаршака

Paper 1 Theoretical justification

Paper 2 Neutroneum in atomic nuclei

paper 3 Lifetime neutroneum

такой аппарат развит и прилагается.

История его появления такова.

Летом 2018 года д-р Владимир Дубовик из теоротдела Института Ядерных Исследований в Дубне обратил внимание автора этих строк на работы Ю.Л.Ратиса, посвященные

"Управляемому «термояду» и холодному синтезу" [17]

"нейтринному катализу реакции слияния ядер" (Neutrino catalysis of nuclear synthesis reactions in cold hydrogen. ) [21,22]

"Новому механизму реакции холодного слияния ядер" (New Mechanism of Cold Fusion Reactions) [19] - при этом "старые" механизмы холодного ядерного слияния, также считаются существующими,

"долгоживущему экзоатому «нейтронию»" (не частице, а атому) [26]

Нейтрино в качестве катализатора ядерного синтеза  ядер в холодном водороде (Neutrino catalysis of nuclear synthesis reactions in cold hydrogen) [21]

"холодному ядерному синтезу. превращении одних считающихся устойчивыми химических элементов в другие (процессу, который в средневековье называли алхимией)   [17,18].

В которых был построен профессионально разработанный физико-теоретический аппарат для подверждения возможности осуществления этих процессов, рассматриваемых большинством физиков, как не существующие в природе, а соответствующие математические и физико-теоретические их описания ошибочными. Так же как эксперименты, которые (по утверждению сторонников этих теорий включая Ю.Л.Ратиса) доказывают существование указанных процессов и состояний вещества, которые, однако до настоящего времени не имеют ни одного профессионально проверенного подтверждения.  

Однако та часть разработанного Ю.Л.Ратисом физико-теоретического аппарата, которая относится к образованию нейтрон-нейтринного комплекса (нейтронию) с временем полужизни порядка 10^-5 секунды, после ознакомления с указанными работами представляется автору настоящей статьи

а) правильной (если ее оторвать от "Управляемого «термояда» и холодного нуклеосинтеза" к которым Ю.Ратис применяет свой формализм, теория существования нейтрон-нейтринного комплекса в ядрах атомов как таковая) 

и

б) имеющей непосредственное отношение к резонансной теории атома [10,14], основанной на результатах работах [6-9]. Которая, хотя, разумеется, не объясняет феномен поворота заполнения электронных конфигураций атомов на π/4 полностью, является одной из опорных точек построения полного объяснения. 

Не без труда отыскав д-ра Ратиса, работающего в Самаре, был установлен рабочий контакт, продолжавшийся несколько месяцев. В результате адаптированный для теории epn-резонанса формализм Ратиса, показывающий возможность существования нейтрония в (как всегда подчеркивал д-р Ратис в заголовке и абстрактах всех публиковавшихся им статей [16-27]) “экзотических атомах” может быть применен к атомам периодической системы, не экзотическим, а обычным.

Использование формализма Ратиса, разработанного для процессов, которые большинству физиков представляются несуществующими в природе, а сами описывающие эти процессы работы неправильными, в применении не к экзотическим, а обычным атомам напоминает использование Эйнштейном в революционной работе по частной теории относительности преобразования Лоренца. Которое было опубликовано Лорненцом в статье [29], в которой предполалагось существование эфира в качестве абсолютной системы отсчета. То есть: ставший классическим благодаря его использованию Эйнштейном в работе [30] результат (преобразование Лоренца) являлся частью неверной статьи, на которую почти никогда не ссылаются. Сравнение использования формализма Ратиса для анализа заполнения оболочек не экзотичных процесов, а атомов периодической системы, чисто формальное, проводимое не по уровню авторов классических работ физики и авторов данных статей, а для того, чтобы увидев названия в списке литературы, после чтения которых большинство ученых сразу же прекращает дальнейшее чтение, пояснить, что ничего ненормального в прилагаемых к данной работах нет. И если они окажутся неправильными, то  не на уровне патологии. 

 Главным результатом прилагаемых совместных статей Ю.Магаршака и Ю.Ратиса является демонстрация возможности существования нейтрон-нейтринного комплекса с временем полужизни порядка 10^-5 секунды. Если такое теоретическое предсказание будет экспериментально подтверждено, оно явится одним из существенных элементов, подтвержающих резонансную теорию атома, главная цель которой - получить объяснение заполнения электронных оболочек в координатах (n+l,n-l), происходящгово  всех 118 химических элементах, открытых на сегодняшний день, без исключения. Смотри монографию [28] в которой эта проблема подробно проанализирована.

Задержка нейтрино после рождения между кварками материнской частицы, или (более обще) в ядрах атомов (элементов периодической системы) на время порядка 10^-5 секунды, если такое теоретическое предсказание будет подтверждено экспериментально, равно как и существование частицы нейтрония не в экзотических состояниях вещества, а в обычных атомах, представляется фундаментальным и интригующим. 

 

Литература:

1   Dmitrii Mendeleev, "On the Relationship of the Properties of the Elements to their Atomic Weights," Zhurnal Russkoe Fiziko-Khimicheskoe Obshchestvo 1, 60-77 (1869

2   Dmitrii Mendeleev, Zhurnal Russkoe Fiziko-Khimicheskoe Obshchestvo3, 25 (1871); German version, "Die periodische Gesetzmässigkeit der chemischen Elemente," Annalen der Chemie und Pharmacie Supplement 8, 133-229 (1872);   

3   Dmitrii Mendeleev, "The Periodic Law of the Chemical Elements," Journal of the Chemical Society (London)55, 634-656 (1889)

4    Maddox, J. Nature 356, 13 (1992);

5   Allen L.C., Configuration energy and bond polarity J.Phys.Chem. 1993 97(21) p.5787)

6     Yuri Magarshak A THREE DIMENSIONAL PERIODIC TABLE Nature volume 360 pp.114-115 (1992

7     Yu.Magarshak, The third and the fourth dimensions of the chemical elements periodicity, Biophysics, vol. 50 number 4 (2005)

8     Y.Magarshak, "Four-Dimensional Pyramidal Structure of the Periodic Properties of Atoms and Chemical Elements", Scientific Israel - Technological Advantages  vol. 7, No.1,2 , pp. 134-150 (2006)

9      F.Bogomolov, Y.Magarshak, On commuting operators related to asymptotic symmetries in the atomic theory;  Scientific Israel-Technological Advantages, vol 8, issues 1-2,  pp. 161-165 (2006)

10   Y.Magarshak To the problem of EPN-resonant mechanism of the stabilization of the structure of molecules Proceedings of Russian Academy of Sciences volume 415 №5 pp. 600–605 (2007).

11     Magarshak On the issue of completeness of the modern conception of atomic and molecular structure The old and new concepts of Physics v 3 (2008)

12    Magarshak, “Superresonant Atom Model as an element of the united theory of matter”.  Scientific Israel – Technological Advantages (SITA) vol. 10 pp.145-150 (2008)

13    Magarshak “The Role ofEmpirical Relation in the Process of ab initio Modeling in Chemistry”. Eastern European Journal of Enterprise Technologies Vol. 34 # 4/1 69-75 (2008)

14    Magarshak Ellectron-Nucleons Resonance Atom Model of valence bonds. J Nuclear Physics, v. 71 #5, pp 1-9 (2008)

15   Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшиц, КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА (НЕРЕЛЯТИВИСТСКАЯ ТЕОРИЯ), Наука (Москва) 1989   и др.

 16    Ратис Ю.Л.  Метастабильное ядерно-активное вещество динейтроний. Заявка на изобретение №2008147689 от 04.12.2008. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Приоритетная справка №062435 от 04.12.2008.

17   Ратис Ю.Л.  Управляемый «термояд» или холодный синтез? Драма идей. (Изд-во СНЦ РАН, Самара,  2009), 92 с.

18    Ратис Ю.Л. Наноматериалы и холодный синтез. // Физика металлов, механика твердого тела, наноструктуры и процессы деформации (в 2 томах), Том. 1, Материалы Международной научно-технической конференции Металлдеформ-2009 (Самара, 3-5 июня 2009)/СГАУ - Самара: Издательство учебной литературы, 2009. с.293-299.

19   Gareev F.A., Ratis Yu.L. New Mechanism of Cold Fusion Reactions// Proceedings of the 15^th International Conference on Cold Fusion, Proc. Sep. 13-18, 2009.  Italy, 2009

20   Ratis Yu.L.  Neutrino-bound di-neutrons as an exotic metastable atom.http://es.arxiv.org/abs/0909.5561.

21  Ratis Yu.L. Neutrino catalysis of nuclear synthesis reactions in cold hydrogen. The Old and New Concepts of Physics, VI, N4, 525, (2009). http://www.conceptsofphysics.net/VI_4/525.pdf

22   Ратис Ю.Л. Нейтринный катализ реакции слияния ядер в холодном водороде. Прикладная физика, 1, 21 (2010).с.21-30

23   Ратис Ю.Л. Способ генерации корпускулярного электрически нейтрального ядерного излучения – потоков нейтрония. Заявка на изобретение №2010137874 от 14.09.2010. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Приоритетная справка №053961 от 14.09.2010.

24   Ratis Yu.L. Neutrino catalysis of nuclear fusion in cold hydrogen. Proceedings of the LXII International Conference NUCLEUS 2012, Voronezh-2012. Ed. byA.K. Vlasnikov. (Saint-Petersburg University, Saint-Petersburg, 2012), p.62.

25   Ratis Yu.L. An exotic long-living particle “neutroneum”. Abstracts of the XXI International Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei, Dubna: JINR, 2013. p.69.

26   Ратис Ю.Л. О возможности существования долгоживущего экзоатома «нейтроний», Журнал формирующихся направлений науки, №2(1), 2013. с.27-44. http://www.unconv-science.org/n2/

27  Ratis Yu.L. Method of the “dineutroneum” existence confirmation. Abstracts of the XXII International Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei, Dubna: JINR, 2014. p.75

28   Юрий Магаршак ЗАКОН ПЕРИОДИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ. Монография. Издательство Media Publishing New York (2018)

29  Lorentz, H.A. Electromagnetic phenomena in a System Moving with Any Velocity Smaller than that of Light Koniklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam, Section of Sciences, Proceedings 6 (1903-1904) 809-831

30   Einstein, Albert  Elektrodynamik bewegter Körper  Annalen der Physik  (ser. 4), 17, 891—92

 

Paper 1 Theoretical justification

Paper 2 Neutroneum in atomic nuclei

paper 3 Lifetime neutroneum